Закон Джоуля о нагреве

Когда ток проходит через электрическую цепь, столкновение между электронами и атомами провода вызывает выделение тепла. Сколько тепла выделяется при прохождении тока через провод, и от каких условий и параметров зависит выделение тепла? Английский физик Джеймс Прескотт Джоуль сформулировал формулу, которая точно описывает этот феномен. Это известно как закон Джоуля.

Что такое закон Джоуля о нагреве

Тепло, которое выделяется вследствие протекания тока в электрическом проводе, выражается в джоулях. Теперь математическое представление и объяснение закона Джоуля даны следующим образом.

1. Количество тепла, выделяемого в проводе, пропорционально квадрату величины тока, протекающего через провод, когда электрическое сопротивление провода и время протекания тока постоянны.

   

2. Количество выделяемого тепла пропорционально электрическому сопротивлению провода, когда ток в проводе и время протекания тока постоянны.

   

3. Выделяемое тепло пропорционально времени протекания тока, когда электрическое сопротивление и величина тока постоянны.

Когда эти три условия объединяются, результирующая формула выглядит так:

Здесь, 'H' — это выделяемое тепло в джоулях, 'i' — это ток, протекающий через проводник, в амперах, а 't' — это время в секундах. В уравнении четыре переменные. Когда известны любые три из них, можно рассчитать четвертую. Здесь, 'J' — это константа, известная как механический эквивалент тепла Джоуля. Механический эквивалент тепла может быть определен как количество единиц работы, которые, будучи полностью преобразованы в тепло, дают одну единицу тепла. Очевидно, значение J будет зависеть от выбора единиц работы и тепла. Было установлено, что J = 4.2 джоуля/кал (1 джоуль = 107 эргов) = 1400 фут-фунтов/CHU = 778 фут-фунтов/B Th U. Следует отметить, что указанные значения не очень точны, но достаточно хороши для общего использования.

Согласно закону Джоуля I2Rt = работа, выполненная в джоулях электрически, когда I ампер тока поддерживается через резистор R ом на t секунд.

Исключая I и R в вышеуказанном выражении с помощью закона Ома, мы получаем альтернативные формы.

Заявление: Уважайте оригинал, хорошие статьи стоят того, чтобы ими поделиться, если есть нарушение авторских прав, обратитесь для удаления.