Hukum Pemanasan Joule

Apabila arus mengalir melalui litar elektrik, perlanggaran antara elektron dan atom wayar menyebabkan haba dihasilkan. Berapa banyak haba yang dihasilkan semasa arus mengalir melalui wayar dan apakah syarat dan parameter yang mempengaruhi penghasilan haba? James Prescott Joule, seorang ahli fizik Inggeris, mencipta satu formula yang menjelaskan fenomena ini dengan tepat. Ini dikenali sebagai Hukum Joule.

Apakah Hukum Pemanasan Joule

Haba yang dihasilkan akibat aliran arus dalam wayar elektrik, dinyatakan dalam unit Joules. Kini, perwakilan matematik dan penjelasan Hukum Joule diberikan seperti berikut.

1. Jumlah haba yang dihasilkan dalam wayar penghantar arus, berkadar dengan kuasa dua jumlah arus yang mengalir melalui wayar tersebut, apabila tahanan elektrik wayar dan masa aliran arus adalah tetap.

   

2. Jumlah haba yang dihasilkan berkadar dengan tahanan elektrik wayar apabila arus dalam wayar dan masa aliran arus adalah tetap.

   

3. Haba yang dihasilkan akibat aliran arus berkadar dengan masa aliran arus, apabila tahanan elektrik dan jumlah arus adalah tetap.

Apabila ketiga-tiga syarat ini digabungkan, formula hasilnya adalah seperti ini –

Di sini, ‘H’ adalah haba yang dihasilkan dalam Joules, ‘i’ adalah arus yang mengalir melalui wayar penghantar dalam ampere dan ‘t’ adalah masa dalam saat. Terdapat empat pemboleh ubah dalam persamaan. Apabila mana-mana tiga daripada ini diketahui, yang lain boleh dikira. Di sini, ‘J’ adalah pemalar, dikenali sebagai ekivalen mekanikal haba Joule. Ekivalen mekanikal haba mungkin ditakrifkan sebagai bilangan unit kerja yang, apabila sepenuhnya diubah menjadi haba, memberikan satu unit haba. Jelasnya, nilai J akan bergantung pada pilihan unit kerja dan haba. Telah didapati bahawa J = 4.2 joules/cal (1 joule = 107 ergs) = 1400 ft. lbs./CHU = 778 ft. lbs/B Th U. Perlu diperhatikan bahawa nilai-nilai di atas tidak sangat tepat tetapi cukup baik untuk kerja umum.

Sekarang menurut hukum Joule I2Rt = kerja yang dilakukan dalam joules secara elektrik apabila I amper arus dipertahankan melalui resistor R ohm selama t saat.

Dengan menghapuskan I dan R secara bergilir-gilir dalam ungkapan di atas dengan bantuan Hukum Ohm, kita mendapatkan bentuk alternatif sebagai.

Pernyataan: Hormati asal, artikel yang baik layak dikongsi, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk padam.