Joule Isı Kanunu

Bir elektrik devresi boyunca akım aktarırken, elektronların ve atomların telsiz çarpışması, ısı üretir. Bir tel boyunca akım aktarırken ne kadar ısı üretilir ve bu ısı üretiminin hangi koşullara ve parametrelere bağlı olduğunu belirler? İngiliz fizikçi James Prescott Joule, bu fenomeni doğru bir şekilde açıklayan bir formül oluşturdu. Bu, Joule yasası olarak bilinir.

Joule Isı Yasağı Nedir?

Bir elektrik kablosu içindeki akımın akışı sonucunda üretilen ısı, Joules biriminde ifade edilir. Şimdi, Joule yasasının matematiksel gösterimi ve açıklaması aşağıdaki gibidir.

1. Bir akım iletim kabloda üretilen ısı miktarı, kablonun elektrik direnci ve akımın aktarılmasının süresi sabit olduğunda, kabloya geçen akımın karesine orantılıdır.

   

2. Üretilen ısı miktarı, kablodaki akım ve akımın aktarılmasının süresi sabit olduğunda, kablonun elektrik direncine orantılıdır.

   

3. Akımın akışı sonucunda üretilen ısı, kablonun elektrik direnci ve akım miktarı sabit olduğunda, akımın aktarılmasının süresine orantılıdır.

Bu üç koşul birleştirildiğinde, elde edilen formül şu şekildedir –

Burada, 'H' Joules cinsinden üretilen ısı, 'i' amper cinsinden iletim kablosu boyunca akan akım ve 't' saniye cinsinden süre. Denklemde dört değişken vardır. Bunlardan herhangi üçü biliniyorsa, diğer biri hesaplanabilir. Burada, 'J' Joule ısı mekanik eşdeğeri olarak bilinen bir sabittir. Isı mekanik eşdeğeri, tamamen ısıya dönüştürüldüğünde bir ısı birimi sağlayacak iş birimlerinin sayısı olarak tanımlanır. Açıkça görülüyor ki, J'nin değeri iş ve ısı birimlerinin seçimi üzerine bağlı olacaktır. Bulunan değer, J = 4.2 joules/cal (1 joule = 107 ergs) = 1400 ft. lbs./CHU = 778 ft. lbs/B Th U'dur. Bu değerlerin çok hassas olmadığını ancak genel işler için yeterli olduğunu unutmamak gerekir.

Şimdi, Joule yasasına göre I2Rt, R ohm dirençli bir direnç üzerinden t saniye boyunca I amper akım geçirildiğinde elektriksel olarak yapılan işi joules cinsinden ifade eder.

Yukarıdaki ifadede, Ohm yasası yardımıyla I ve R'yi sırayla ortadan kaldırarak, alternatif formlar elde edilebilir.

Açıklama: Orijinal metni saygıyla karşılayın, iyi makaleler paylaşma değeri taşır, ihlal olması durumunda lütfen silme talebinde bulunun.