Законът на Джаул-Ленц

Емил Христианович Ленц (1804 - 1865) - руски известен физик. Той е един от основателите на електромеханиката. Неговото име е свързано с откриването на закон, който определя посоката индукционен ток, и закона, който определя електрическото поле в проводник с ток.

Освен това, Аемили Ленц и английския физик-физик Джаул, които се учат от опита топлинни ефекти, независимо един от друг отвори според която количеството топлина, която се генерира в проводника е пряко пропорционална на квадрата на електрическия ток, протичащ през проводника, неговото съпротивление и времето, през което електрически ток се поддържа непроменена в проводник.

Този закон е наречен законът на Joule-Lentz, чиято формула е, както следва:

Q = kl2Rt, (1)

където Q е количеството освободена топлина, l е токът, R е съпротивлението на проводника, t е времевата стойност k, която се нарича термичен еквивалент на работата. Числената стойност на това количество зависи от избора на единици, в които се измерват оставащите количества във формулата.

Ако количеството топлина се измерва в калории, токът в ампери, съпротивлението в ома и времето в секунди, тогава k е число 0.24. Това означава, че токът в 1a се задържа в проводника, който има съпротивление от 1 Ohm в секунда, топлинният номер, който е 0,24 ккал. Изхождайки от това, количеството топлина в калориите, отделени в проводника, може да се изчисли по формулата:

Q = 0.24l2Rt.

В системата на SI единици енергия, количеството топлина и работа се измерват с единици - джаули. Ето защо коефициентът на пропорционалност в закона Джаул-Ленз е единство. В тази система формулата Joule-Lenz има формата:

Q = 1 2Rt. (2)

Законът на Joule-Lenz може да бъде потвърден от опита. Токът преминава през жична спирала, потопена в течност, излята в калориметъра. Тогава количеството топлина, освободено в калориметъра, се преброява. Съпротивлението на спиралата е известно предварително, токът се измерва с амперметър и времето с хронометър. Смяната на тока във веригата и използването на различни спирали, може да провери закона на Джаул-Ленц.

Въз основа на закона на Ом

I = U / R,

Заместването на тока с формула (2) получава нов израз за формулата за закона Joule-Lenz:

Q = (U / R) t.

Подходящо е да се използва формулата Q = l2Rt, когато се изчислява количеството топлина, освободена по време на серийна връзка, защото в този случай електрически ток във всички проводници е една и съща. Ето защо, кога серийна връзка няколко проводника, на всеки от които ще бъде определено количеството топлина, което е пропорционално на съпротивлението на проводника. Ако, например, да се свържат например три проводника със същите размери - мед, желязо и никел, тогава най-голямото количество топлина ще бъде освободено от никела, тъй като съпротивление неговата най-голяма, тя е по-силна и се затопля.

Ако проводниците се свързват паралелно, тогава електрическият ток в тях ще бъде различен и напрежението в краищата на тези проводници е същото. Изчисляване на количеството топлина, което ще бъде освободено при такава връзка, е по-добре да се проведе, като се използва формулата Q = (U² / R) t.

Тази формула показва, че при паралелна връзка всеки проводник ще разпредели толкова топлина, колкото ще бъде обратно пропорционален на проводимостта му.

Ако свържете паралелно три проводника с еднаква дебелина - мед, желязо и никел и преминете през тях, най-голямо количество топлина ще бъде освободено в медна тел, то ще се нагрее повече от други.

Въз основа на закона на Joule-Lenz те изчисляват различни електрически инсталации за осветление, отопление и отопление на електрически уреди. Също така, широко се използва преобразуването на енергията от електроенергия в топлина.