Prawo Joule'a ogrzewania
Gdy prąd płynie przez obwód elektryczny, zderzenia elektronów z atomami przewodnika powodują wydzielanie ciepła. Ile ciepła jest generowane podczas przepływu prądu przez przewód i od czego zależy generowanie ciepła? Angielski fizyk James Prescott Joule sformułował wzór, który dokładnie wyjaśnia to zjawisko. Jest to znane jako Prawo Joule'a.
Co to jest Prawo Joule'a o ogrzewaniu
Ciepło, które powstaje w wyniku przepływu prądu w przewodzie elektrycznym, wyraża się w dżulach. Teraz matematyczne przedstawienie i wyjaśnienie Prawa Joule'a jest podane w następujący sposób.
Ilość ciepła wydzielona w przewodzie przewodzącym prąd, jest proporcjonalna do kwadratu ilości prądu płynącego przez przewód, gdy opór elektryczny przewodu i czas przepływu prądu są stałe.
Ilość ciepła wydzielonego jest proporcjonalna do oporu elektrycznego przewodu, gdy prąd w przewodzie i czas przepływu prądu są stałe.
Ciepło wytworzone w wyniku przepływu prądu jest proporcjonalne do czasu przepływu prądu, gdy opór elektryczny i ilość prądu są stałe.
Kiedy te trzy warunki zostaną połączone, wynikowy wzór wygląda tak –
W tym przypadku, 'H' to wydzielone ciepło w dżulach, 'i' to prąd płynący przez przewodnik w amperach, a 't' to czas w sekundach. W równaniu występują cztery zmienne. Gdy znane są trzy z nich, można obliczyć czwartą. 'J' to stała, znana jako mechaniczny odpowiednik ciepła Joule'a. Mechaniczny odpowiednik ciepła może być zdefiniowany jako liczba jednostek pracy, które, gdy całkowicie przekształcone w ciepło, dostarczają jedną jednostkę ciepła. Oczywiście, wartość J będzie zależeć od wyboru jednostek pracy i ciepła. Znaleziono, że J = 4.2 dżule/kal (1 dżul = 107 erg) = 1400 ft. lbs./CHU = 778 ft. lbs/B Th U. Należy zauważyć, że powyższe wartości nie są bardzo dokładne, ale są wystarczające dla ogólnych prac.
Zgodnie z Prawem Joule'a I2Rt = praca wykonana w dżulach elektrycznie, gdy I amper prądu jest utrzymywany przez rezystor o oporze R omów przez t sekund.
Eliminując I i R w powyższym wyrażeniu za pomocą Prawa Ohma, otrzymujemy alternatywne formy.
Oświadczenie: Szanuj oryginał, dobre artykuły są warte udostępniania, w przypadku naruszenia praw autorskich prosimy o kontakt w celu usunięcia.
