Jouleov zakon grejanja
Kada struja teče kroz električni krug, sudari elektrona i atoma žice dovode do generisanja toplote. Koliko se toplote generiše tokom proticaja struje kroz žicu i od kojih uslova i parametara zavisi generisanje toplote? Engleski fizičar Džejms Prescott Džoul je formulisao formulu koja tačno objašnjava ovaj fenomen. Ovo se naziva Džoulov zakon.
Šta je Džoulov zakon o zagrevanju
Toplota koja nastaje zbog proticaja struje unutar električne žice, izražava se u jedinicama džula. Sada matematičko predstavljanje i objašnjenje Džoulovog zakona daje se na sledeći način.
Količina toplote proizvedene u žici koja vodi struju, proporcionalna je kvadratu količine struje koja teče kroz žicu, kada je električni otpor žice i vreme proticaja struje konstantno.
Količina proizvedene toplote proporcionalna je električnom otporu žice kada je struja u žici i vreme proticaja struje konstantno.
Generisana toplota zbog proticaja struje proporcionalna je vremenu proticaja struje, kada je električni otpor i količina struje konstantna.
Kada se ove tri uslove spoje, rezultirajuća formula glasi ovako –
Ovde, ‘H’ predstavlja generisanu toplotu u džulima, ‘i’ je struja koja teče kroz vodilnu žicu u amperima, a ‘t’ je vreme u sekundama. U jednačini ima četiri promenljive. Kada su poznate bilo koje tri od njih, može se izračunati četvrta. Ovde, ‘J’ je konstanta, poznata kao mehanički ekvivalent toplote. Mehanički ekvivalent toplote može se definisati kao broj jedinica rada koji, kada su potpuno pretvoreni u toplotu, daju jednu jedinicu toplote. Očigledno, vrednost J će zavisiti od izbora jedinica rada i toplote. Utvrđeno je da je J = 4.2 džula/kal (1 džul = 107 erga) = 1400 ft. lbs./CHU = 778 ft. lbs/B Th U. Treba napomenuti da navedene vrednosti nisu vrlo precizne, ali su dovoljno dobre za opštu upotrebu.
Sada, prema Džoulovom zakonu I2Rt = posao obavljen u džulima električno kada I ampera struje održavaju kroz otpornik od R ohma t sekundi.
Eliminacijom I i R redom u gornjem izrazu pomoću Ohmovog zakona, dobijamo alternative forme.
Izjava: Poštovanje originala, dobre članke vredi deliti, ukoliko postoji kršenje autorskih prava molim kontaktirajte za brisanje.
