Résistance d'un conducteur à la chaleur. Loi de Joule-Lenz

La loi de Joule-Lenz est une loi de la physique qui détermine la mesure quantitative de l'action thermique courant électrique. Cette loi a été formulée en 1841 par le scientifique anglais D. Joule et complètement séparément de lui en 1842 par le célèbre physicien russe E. Lenz. Par conséquent, il a reçu son double nom - la loi Joule-Lenz.

Définition et formule de la loi

La formulation verbale est la suivante: la puissance de chaleur dégagée dans le conducteur lorsqu'il le traverse est proportionnelle au produit de la valeur de densité champ électriqueà la valeur de tension.

Mathématiquement, la loi de Joule-Lenz s'exprime comme suit :

ω = j E = ϭ E²,

où ω est la quantité de chaleur dégagée en unités. le volume;

E et j sont respectivement l'intensité et la densité des champs électriques ;

σ est la conductivité du milieu.

La signification physique de la loi Joule-Lenz

La loi peut s'expliquer comme suit : le courant qui traverse le conducteur est un déplacement charge électrique Sous influence . Ainsi, champ électrique fait quelques travaux. Ce travail est consacré au chauffage du conducteur.

En d'autres termes, l'énergie passe dans son autre qualité - la chaleur.

Mais un échauffement excessif des conducteurs avec des équipements électriques et électriques ne doit pas être autorisé, car cela peut entraîner leur endommagement. Une surchauffe sévère est dangereuse avec les fils, lorsque des courants suffisamment importants peuvent traverser les conducteurs.

Sous forme intégrale pour conducteurs fins Loi de Joule-Lenz ressemble à ceci : la quantité de chaleur dégagée par unité de temps dans la section du circuit considérée est déterminée comme le produit du carré de l'intensité du courant et de la résistance de la section.

Mathématiquement, cette formulation s'exprime comme suit :

Q = ∫ k I² R t,

dans ce cas, Q est la quantité de chaleur dégagée ;

I est la valeur actuelle ;

R est la résistance active des conducteurs ;

t est le temps d'exposition.

La valeur du paramètre k est généralement appelée l'équivalent thermique du travail. La valeur de ce paramètre est déterminée en fonction de la capacité numérique des unités dans lesquelles les mesures des valeurs utilisées dans la formule sont effectuées.

La loi Joule-Lenz suffit caractère général, puisqu'il ne dépend pas de la nature des forces qui génèrent le courant.

De la pratique, on peut affirmer qu'il est valable à la fois pour les électrolytes et les conducteurs et semi-conducteurs.

Champ d'application

Les domaines d'application dans la vie quotidienne de la loi Joule Lenz sont très nombreux. Par exemple, un filament de tungstène dans une lampe à incandescence, un arc de soudage électrique, un filament chauffant dans un radiateur électrique, etc. etc. C'est la loi physique la plus largement acceptée dans Vie courante.

Simultanément, mais indépendamment les uns des autres, qui l'a découvert en 1840) se trouve une loi qui quantifie l'effet thermique d'un courant électrique.

Lorsque le courant traverse un conducteur, une transformation se produit énergie électrique en chaleur, et la quantité de chaleur dégagée sera égale au travail des forces électriques :

Q = O

Loi de Joule-Lenz : la quantité de chaleur générée dans un conducteur est directement proportionnelle au carré de l'intensité du courant, de la résistance du conducteur et du temps de son passage.

Valeur pratique

Réduction des pertes d'énergie

Lors de la transmission d'électricité, l'effet thermique du courant est indésirable, car il entraîne des pertes d'énergie. Étant donné que la puissance transmise dépend linéairement à la fois de la tension et de l'intensité du courant, et que la puissance de chauffage dépend quadratiquement de l'intensité du courant, il est avantageux d'augmenter la tension avant de transmettre l'électricité, ce qui réduit l'intensité du courant. L'augmentation de la tension réduit la sécurité électrique des lignes électriques. Dans le cas d'utilisation de haute tension dans le circuit, afin de maintenir la même puissance du consommateur, il faudra augmenter la résistance du consommateur (dépendance quadratique. 10V, 1 Ohm = 20V, 4 Ohm). Les fils d'alimentation et le consommateur sont connectés en série. Résistance du fil ( R w) est constante. Mais la résistance du consommateur ( R c) augmente lorsqu'une tension plus élevée est sélectionnée dans le réseau. Le rapport entre la résistance du consommateur et la résistance des fils augmente également. Lorsque les résistances sont connectées en série (fil - consommateur - fil), la répartition de la puissance libérée ( Q) est proportionnel à la résistance des résistances connectées. ; ; ; le courant dans le réseau pour toutes les résistances est constant. On a donc la relation Q c / Q w = R c / R w ; Q c et R w sont des constantes (pour chaque tâche spécifique). Définissons cela. Par conséquent, la puissance libérée sur les fils est inversement proportionnelle à la résistance du consommateur, c'est-à-dire qu'elle diminue avec l'augmentation de la tension. comme . (Q c- constante); Nous combinons les deux dernières formules et déduisons que ; pour chaque tâche spécifique est une constante. Par conséquent, la chaleur générée sur le fil est inversement proportionnelle au carré de la tension au niveau du consommateur, le courant passe uniformément.

Sélection des fils pour les circuits

La chaleur générée par un conducteur sous tension est, à un degré ou à un autre, libérée dans environnement. Dans le cas où l'intensité du courant dans le conducteur sélectionné dépasse une certaine valeur maximale autorisée, un échauffement si fort est possible que le conducteur peut provoquer un incendie dans des objets à proximité ou se fondre. En règle générale, lors de l'assemblage de circuits électriques, il suffit de suivre les documents réglementaires, qui réglementent notamment le choix de la section des conducteurs.

Radiateurs électriques

Si l'intensité du courant est la même dans tout le circuit électrique, alors dans n'importe quelle zone sélectionnée, plus la chaleur sera libérée, plus la résistance de cette section sera élevée.

En augmentant délibérément la résistance d'une section de circuit, une génération de chaleur localisée dans cette section peut être obtenue. Ce principe fonctionne radiateurs électriques. Ils utilisent un élément chauffant - conducteur à haute résistance. Une augmentation de la résistance est obtenue (conjointement ou séparément) en choisissant un alliage à haute résistivité (par exemple nichrome, constantan), en augmentant la longueur du conducteur et en diminuant sa section transversale. Les fils conducteurs sont généralement de faible résistance et donc leur échauffement est généralement imperceptible.

Fusibles

Pour protéger les circuits électriques de la circulation de courants trop importants, un morceau de conducteur aux caractéristiques particulières est utilisé. Il s'agit d'un conducteur de section relativement petite et constitué d'un alliage tel que, à des courants admissibles, le chauffage du conducteur ne le surchauffe pas, et à une surchauffe excessivement importante du conducteur est si importante que le conducteur fond et ouvre le circuit.

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Voyez ce qu'est la "loi Joule-Lenz" dans d'autres dictionnaires :

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loi de Joule- Džaulio dėsnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dėsnis, formuluojamas taip: laidininke, kai juo teka elektros srovė, išsiskiriantis šilumos kiekis Q yra proporcingas srovės kvadratui Ivaržės r… Penkiakalbis aiskinamasis metrologios terminų žodynas

loi de Joule- la loi de la thermodynamique selon laquelle l'énergie interne d'un gaz parfait est fonction de la seule température et ne dépend pas du volume. Institué expérimentalement par J.P. Joule (1818 1889) en 1845. La loi est une conséquence de la deuxième loi ... ... Notions science naturelle moderne. Glossaire des termes de base

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Loi de Joule-Lenz

Loi de Joule-Lenz(d'après le physicien anglais James Joule et le physicien russe Emil Lenz, qui l'ont découvert simultanément mais indépendamment l'un de l'autre en 1840) est une loi qui quantifie l'effet thermique d'un courant électrique.

Lorsque le courant traverse un conducteur, l'énergie électrique est convertie en énergie thermique et la quantité de chaleur dégagée sera égale au travail des forces électriques :

Q = O

Valeur pratique

Réduction des pertes d'énergie

Lors de la transmission d'électricité, l'effet thermique du courant est indésirable, car il entraîne des pertes d'énergie. Étant donné que la puissance transmise dépend linéairement de la tension et de l'intensité du courant, et que la puissance de chauffage dépend quadratiquement de l'intensité du courant, il est avantageux d'augmenter la tension avant de transmettre l'électricité, réduisant ainsi l'intensité du courant. L'augmentation de la tension réduit la sécurité électrique des lignes électriques. Dans le cas d'utilisation de haute tension dans le circuit, afin de maintenir la même puissance du consommateur, il faudra augmenter la résistance du consommateur (dépendance quadratique. 10V, 1 Ohm = 20V, 4 Ohm). Les fils d'alimentation et le consommateur sont connectés en série. Résistance du fil ( R w) est constante. Mais la résistance du consommateur ( R c) augmente lorsqu'une tension plus élevée est sélectionnée dans le réseau. Le rapport entre la résistance du consommateur et la résistance des fils augmente également. Lorsque les résistances sont connectées en série (fil - consommateur - fil), la répartition de la puissance libérée ( Q) est proportionnel à la résistance des résistances connectées. ; ; ; le courant dans le réseau pour toutes les résistances est constant. On a donc la relation Q c / Q w = R c / R w ; Q c et R w ce sont des constantes (pour chaque tâche spécifique). Définissons cela. Par conséquent, la puissance libérée sur les fils est inversement proportionnelle à la résistance du consommateur, c'est-à-dire qu'elle diminue avec l'augmentation de la tension. comme . (Q c- constante); Nous combinons les deux dernières formules et déduisons que ; pour chaque tâche spécifique est une constante. Par conséquent, la chaleur générée sur le fil est inversement proportionnelle au carré de la tension au niveau du consommateur, le courant passe uniformément.

Sélection des fils pour les circuits

La chaleur générée par un conducteur porteur de courant est, à un degré ou à un autre, rejetée dans l'environnement. Dans le cas où l'intensité du courant dans le conducteur sélectionné dépasse une certaine valeur maximale autorisée, un échauffement si fort est possible que le conducteur peut provoquer un incendie dans des objets à proximité ou se fondre. En règle générale, lors de l'assemblage de circuits électriques, il suffit de suivre les documents réglementaires acceptés, qui réglementent notamment le choix de la section des conducteurs.

Radiateurs électriques

En augmentant délibérément la résistance d'une section de circuit, une génération de chaleur localisée dans cette section peut être obtenue. Ce principe fonctionne radiateurs électriques. Ils utilisent un élément chauffant- conducteur à haute résistance. Une augmentation de la résistance est obtenue (conjointement ou séparément) en choisissant un alliage à haute résistivité (par exemple, nichrome, constantan), en augmentant la longueur du conducteur et en réduisant sa section. Les fils conducteurs sont généralement de faible résistance et donc leur échauffement est généralement imperceptible.

Fusibles

Article principal: Fusible (électricité)

Loi de Joule-Lenz

Emily Khristianovich Lenz (1804 - 1865) - célèbre physicien russe. Il est l'un des fondateurs de l'électromécanique. Son nom est associé à la découverte de la loi qui détermine la direction courant d'induction, et la loi qui détermine le champ électrique dans un conducteur sous tension.

De plus, Emilius Lenz et le physicien anglais Joule, étudiant par expérience les effets thermiques du courant, ont découvert indépendamment la loi selon laquelle la quantité de chaleur dégagée dans le conducteur sera directement proportionnelle au carré du courant électrique qui passe à travers le conducteur, sa résistance et le temps pendant lequel le courant électrique est maintenu inchangé dans le conducteur.

Cette loi est appelée loi de Joule-Lenz, sa formule s'exprime comme suit :

où Q est la quantité de chaleur dégagée, l est le courant, R est la résistance du conducteur, t est le temps ; la valeur k est appelée l'équivalent thermique du travail. La valeur numérique de cette grandeur dépend du choix des unités dans lesquelles sont faites les mesures des autres grandeurs comprises dans la formule.

Si la quantité de chaleur est mesurée en calories, le courant en ampères, la résistance en ohms et le temps en secondes, alors k est numériquement égal à 0,24. Cela signifie qu'un courant de 1a libère dans un conducteur, qui a une résistance de 1 ohm, en une seconde un nombre de chaleur, qui est égal à 0,24 kcal. Sur cette base, la quantité de chaleur en calories libérées dans le conducteur peut être calculée par la formule :

Dans le système d'unités SI, l'énergie, la chaleur et le travail sont mesurés en unités - joules. Par conséquent, le coefficient de proportionnalité dans la loi Joule-Lenz égal à un. Dans ce système, la formule de Joule-Lenz a la forme :

La loi de Joule-Lenz peut être testée expérimentalement. Pendant un certain temps, un courant est passé à travers une spirale de fil immergé dans un liquide versé dans un calorimètre. Ensuite, la quantité de chaleur dégagée dans le calorimètre est calculée. La résistance de la spirale est connue à l'avance, le courant est mesuré avec un ampèremètre et le temps avec un chronomètre. En modifiant le courant dans le circuit et en utilisant différentes spirales, vous pouvez vérifier la loi Joule-Lenz.

Basé sur la loi d'Ohm

En substituant la valeur actuelle dans la formule (2), nous obtenons une nouvelle expression de formule pour la loi de Joule-Lenz :

La formule Q \u003d l²Rt est pratique à utiliser lors du calcul de la quantité de chaleur dégagée dans une connexion en série, car dans ce cas, le courant électrique dans tous les conducteurs est le même. Alors quand ça arrive connexion série plusieurs conducteurs, dans chacun d'eux une telle quantité de chaleur sera libérée, ce qui est proportionnel à la résistance du conducteur. Si, par exemple, trois fils de même taille sont connectés en série - cuivre, fer et nickel, la plus grande quantité de chaleur sera dégagée par le nickel, car sa résistivité est la plus élevée, il est plus fort et chauffe.

Si les conducteurs sont connectés en parallèle, le courant électrique qu'ils contiennent sera différent et la tension aux extrémités de ces conducteurs est la même. Il est préférable de calculer la quantité de chaleur qui sera dégagée lors d'une telle connexion à l'aide de la formule Q \u003d (U² / R) t.

Cette formule montre que lorsqu'il est connecté en parallèle, chaque conducteur dégagera une telle quantité de chaleur qui sera inversement proportionnelle à sa conductivité.

Si vous connectez trois fils de même épaisseur - cuivre, fer et nickel - en parallèle les uns avec les autres et que vous y faites passer du courant, la plus grande quantité de chaleur sera libérée dans fil de cuivre, il chauffera plus que les autres.

Se basant sur la loi Joule-Lenz, ils calculent diverses installations électriques d'éclairage, de chauffage et d'appareils électriques de chauffage. La conversion de l'énergie électrique en énergie thermique est également largement utilisée.

Loi de Joule-Lenz

Considérons un conducteur homogène, aux extrémités duquel une tension U est appliquée . Pendant le temps dt, une charge est transférée à travers la section de conducteur dq = Idt . Puisque le courant est le mouvement de la charge dq sous l'action d'un champ électrique, alors, selon la formule (84.6), le travail du courant

(99.1)

Si la résistance du conducteur R , puis, en utilisant la loi d'Ohm (98.1), on obtient

(99.2)

De (99.1) et (99.2) il s'ensuit que la puissance actuelle

(99.3)

Si le courant est exprimé en ampères, la tension est en volts, la résistance est en ohms, alors le travail du courant est exprimé en joules et la puissance est en watts. En pratique, des unités hors système du travail en cours sont également utilisées : wattheure (Wh) et kilowattheure (kWh). 1 W×h - fonctionnement d'un courant d'une puissance de 1 W pendant 1 heure ; 1 Wh = 3600 Ws = 3,6-103 J ; 1 kWh=103 Wh=3,6-106 J.

La quantité de chaleur dégagée par unité de temps par unité de volume est appelée la puissance calorifique spécifique du courant. Elle est égale

(99.6)

En utilisant la forme différentielle de la loi d'Ohm (j = gE) et la relation r = 1/g , on a

(99.7)

Les formules (99.6) et (99.7) sont une expression généralisée de la loi de Joule-Lenz sous forme différentielle, adaptée à tout conducteur.

L'effet thermique du courant est largement utilisé dans la technologie, qui a commencé avec la découverte en 1873 par l'ingénieur russe A. N. Lodygin (1847-1923) d'une lampe à incandescence. Le fonctionnement des fours électriques à moufle est basé sur des conducteurs chauffants avec du courant électrique. arc électrique(découvert par l'ingénieur russe V.V. Petrov (1761-1834)), soudage électrique par contact, radiateurs électriques domestiques, etc.

Formule Joule Lenz. brièvement

Nina froid

La loi de Joule Lenz détermine la quantité de chaleur dégagée dans une section d'un circuit électrique avec une résistance finie lorsque le courant la traverse. Une condition préalable est le fait qu'il ne devrait pas y avoir de transformations chimiques dans cette section de la chaîne. Considérons un conducteur avec une tension appliquée à ses extrémités. Par conséquent, le courant le traverse. Ainsi, le champ électrostatique et les forces externes font le travail de déplacer la charge électrique d'une extrémité du conducteur à l'autre.
Si en même temps le conducteur reste immobile et que des transformations chimiques ne se produisent pas à l'intérieur. Alors tout le travail dépensé par les forces extérieures du champ électrostatique va augmenter énergie interne conducteur. C'est-à-dire pour le réchauffer.

Teneur:

Le célèbre physicien russe Lenz et le physicien anglais Joule, menant des expériences sur l'étude des effets thermiques du courant électrique, ont indépendamment dérivé la loi Joule-Lenz. Cette loi traduit la relation entre la quantité de chaleur dégagée dans le conducteur et le courant électrique traversant ce conducteur pendant un certain laps de temps.

Propriétés du courant électrique

Lorsqu'un courant électrique traverse un conducteur métallique, ses électrons entrent constamment en collision avec diverses particules étrangères. Il peut s'agir de molécules neutres ordinaires ou de molécules ayant perdu des électrons. Un électron en mouvement peut séparer un électron de plus d'une molécule neutre. En conséquence, son énergie cinétique est perdue et au lieu d'une molécule, un ion positif se forme. Dans d'autres cas, l'électron, au contraire, se combine avec un ion positif et forme une molécule neutre.

Au cours des collisions d'électrons et de molécules, de l'énergie est consommée, qui se transforme ensuite en chaleur. La dépense d'une certaine quantité d'énergie est associée à tous les mouvements au cours desquels on doit vaincre une résistance. A ce moment, le travail dépensé pour surmonter la résistance de frottement est converti en énergie thermique.

Formule et définition de la loi de Joule Lenz

Selon la loi de Lenz Joule, un courant électrique traversant un conducteur s'accompagne d'une quantité de chaleur directement proportionnelle au carré du courant et de la résistance, ainsi que du temps que met ce courant à traverser le conducteur. .

Sous forme de formule, la loi de Joule-Lenz s'exprime comme suit : Q \u003d I 2 Rt, dans lequel Q affiche la quantité de chaleur dégagée, I - , R est la résistance du conducteur, t est la période de temps. La valeur de "k" est l'équivalent thermique du travail et est utilisée dans les cas où la quantité de chaleur est mesurée en calories, l'intensité du courant - , la résistance - en ohms et le temps - en secondes. La valeur numérique de k est de 0,24, ce qui correspond à un courant de 1 ampère qui, avec une résistance de conducteur de 1 ohm, dégage une quantité de chaleur égale à 0,24 kcal pendant 1 seconde. Par conséquent, pour calculer la quantité de chaleur dégagée en calories, la formule Q = 0,24I 2 Rt est utilisée.

Lors de l'utilisation du système d'unités SI, la quantité de chaleur est mesurée en joules, donc la valeur de "k", par rapport à la loi Joule-Lenz, sera égale à 1, et la formule ressemblera à: Q \u003d Je 2 Rt. Selon I = U/R. Si cette valeur actuelle est remplacée dans la formule principale, elle prendra la forme suivante: Q \u003d (U 2 / R) t.

Formule de base Q = I 2 Rt est très pratique à utiliser pour calculer la quantité de chaleur dégagée dans le cas d'une connexion en série. L'intensité du courant dans tous les conducteurs sera la même. Lorsque plusieurs conducteurs sont connectés en série à la fois, chacun d'eux dégagera autant de chaleur, qui sera proportionnelle à la résistance du conducteur. Si trois fils identiques de cuivre, de fer et de nickel sont connectés en série, la quantité maximale de chaleur sera libérée en dernier. Cela est dû à la résistance spécifique la plus élevée de la nickeline et au chauffage plus fort de ce fil.

Lorsque les mêmes conducteurs sont connectés en parallèle, la valeur du courant électrique dans chacun d'eux sera différente et la tension aux extrémités sera la même. Dans ce cas, la formule Q \u003d (U 2 / R) t convient mieux aux calculs. La quantité de chaleur dégagée par un conducteur sera inversement proportionnelle à sa conductivité. Ainsi, la loi Joule-Lenz est largement utilisée pour calculer les installations d'éclairage électrique, divers appareils de chauffage et de chauffage, ainsi que d'autres dispositifs liés à la conversion de l'énergie électrique en chaleur.

Loi de Joule-Lenz. Travail et puissance du courant électrique

Bonjour. La loi Joule-Lenz est peu probable lorsque vous en avez besoin, mais elle est incluse dans cours de base génie électrique, et donc maintenant je vais vous parler de cette loi.

La loi Joule-Lenz a été découverte par deux grands scientifiques indépendamment l'un de l'autre : en 1841, James Prescott Joule, un scientifique anglais qui a grandement contribué au développement de la thermodynamique et en 1842 Emil Khristianovich Lenz, un scientifique russe d'origine allemande, qui a déjà apporté une grande contribution à l'ingénierie électrique. Étant donné que la découverte des deux scientifiques s'est produite presque simultanément et indépendamment l'une de l'autre, il a été décidé d'appeler la loi un double nom, ou plutôt des noms de famille.

Rappelez-vous quand, et pas seulement lui, j'ai dit que le courant électrique échauffe les conducteurs qu'il traverse. Joule et Lenz ont proposé une formule permettant de calculer la quantité de chaleur générée.

Donc, au départ, la formule ressemblait à ceci:

L'unité de mesure selon cette formule était les calories et le coefficient k, qui est égal à 0,24, en était "responsable", c'est-à-dire que la formule pour obtenir des données en calories ressemble à ceci:

Mais depuis que dans le système de mesure SI, compte tenu du grand nombre de grandeurs mesurées et pour éviter toute confusion, la désignation joule a été adoptée, la formule a quelque peu changé. k est devenu égal à un, et donc le coefficient n'était plus écrit dans la formule et il a commencé à ressembler à ceci :

Ici : Q est la quantité de chaleur dégagée, mesurée en Joules (désignation SI - J) ;

I - courant, mesuré en Ampères, A;

R - résistance, mesurée en Ohms, Ohms;

t est le temps mesuré en secondes, s ;

et U est la tension, mesurée en volts, V.

Regardez bien, est-ce qu'une partie de cette formule vous rappelle quelque chose ? Et plus précisément? Mais c'est la puissance, ou plutôt la formule de puissance de la loi d'Ohm. Et pour être honnête, je n'ai pas encore vu une telle représentation de la loi Joule-Lenz sur Internet :

Maintenant, nous rappelons le tableau mnémonique et obtenons au moins trois expressions de formule de la loi de Joule-Lenz, selon les quantités que nous connaissons :

Il semblerait que tout soit très simple, mais cela ne nous semble que lorsque nous connaissons déjà cette loi, puis les deux grands scientifiques l'ont découverte non pas théoriquement, mais expérimentalement et ont ensuite pu la justifier théoriquement.

En quoi cette loi Joule-Lenz peut-elle être utile ?

En génie électrique, il existe le concept d'un courant admissible à long terme circulant dans les fils. C'est le courant que le fil peut supporter. Longtemps(c'est-à-dire indéfiniment), sans détruire le fil (et l'isolation, le cas échéant, car le fil peut être sans isolation). Bien sûr, vous pouvez maintenant prendre les données du PUE (Règles d'installation électrique), mais vous avez reçu ces données uniquement sur la base de la loi Joule-Lenz.

En génie électrique, les fusibles sont également utilisés. Leur principale qualité est la fiabilité. Pour cela, un conducteur d'une certaine section est utilisé. Connaissant la température de fusion d'un tel conducteur, on peut calculer la quantité de chaleur nécessaire pour que le conducteur fonde à partir du flux de courants importants qui le traversent, et en calculant le courant, on peut calculer la résistance qu'un tel conducteur doit avoir . En général, comme vous l'avez déjà compris, en utilisant la loi Joule-Lenz, vous pouvez calculer la section ou la résistance (les valeurs d'interdépendance) d'un conducteur pour un fusible.

Et aussi, rappelez-vous, nous en avons parlé. Là, en utilisant l'exemple d'une ampoule, j'ai raconté le paradoxe selon lequel une lampe plus puissante dans une connexion en série brille plus faiblement. Et vous vous souvenez probablement pourquoi : la chute de tension aux bornes de la résistance est d'autant plus forte que la résistance est faible. Et puisque la puissance est, et que la tension chute beaucoup, il s'avère qu'une grande résistance émettra un grand nombre de la chaleur, c'est-à-dire que le courant devra travailler plus fort pour surmonter une grande résistance. Et la quantité de chaleur que le courant dégagera dans ce cas peut être calculée à l'aide de la loi Joule-Lenz. Si nous prenons une connexion en série de résistances, utilisez meilleure expression par le carré du courant, c'est-à-dire vue originale formules :

Et pour connexion parallèle résistance, puisque le courant dans les branches parallèles dépend de la résistance, tandis que la tension sur chaque branche parallèle est la même, alors la formule est mieux représentée en termes de tension :

Vous utilisez tous des exemples du travail de la loi Joule-Lenz dans la vie quotidienne - tout d'abord, ce sont toutes sortes d'appareils de chauffage. En règle générale, ils utilisent du fil nichrome et une épaisseur ( section transversale) et la longueur du conducteur sont choisis en tenant compte du fait qu'une exposition thermique prolongée n'entraîne pas une destruction rapide du fil. Exactement de la même manière, un filament de tungstène brille dans une lampe à incandescence. Selon la même loi, le degré d'échauffement possible de presque tous les appareils électriques et électroniques est déterminé.

De manière générale, malgré son apparente simplicité, la loi Joule-Lenz joue un rôle très important dans notre vie. Cette loi a donné une grande impulsion aux calculs théoriques : génération de chaleur par les courants, calcul de la température spécifique de l'arc, du conducteur et de tout autre matériau électriquement conducteur, pertes Puissance électrique en équivalent thermique, etc.

Vous pouvez demander comment convertir Joules en Watts et c'est joli question fréquemment posée sur Internet. Bien que la question soit quelque peu fausse, en lisant la suite, vous comprendrez pourquoi. La réponse est assez simple : 1 j = 0,000278 watt*heure, tandis que 1 watt*heure = 3600 joules. Permettez-moi de vous rappeler que la puissance instantanée consommée est mesurée en Watts, c'est-à-dire le circuit directement utilisé pendant que le circuit est allumé. Et le Joule détermine le travail d'un courant électrique, c'est-à-dire la puissance du courant sur une période de temps. Rappelez-vous, dans la loi d'Ohm, j'ai donné une situation allégorique. Le courant est de l'argent, la tension est un magasin, la résistance est un sens des proportions et de l'argent, la puissance est la quantité de produits que vous pouvez transporter (emporter) sur vous-même à la fois, mais jusqu'où, à quelle vitesse et combien de fois vous pouvez les enlever, c'est du travail. C'est-à-dire qu'il n'y a aucun moyen de comparer le travail et la puissance, mais cela peut être exprimé dans des unités qui nous sont plus compréhensibles : Watts et heures.

Je pense que maintenant, il ne vous sera pas difficile d'appliquer la loi Joule-Lenz dans la pratique et la théorie, si nécessaire, et même de convertir Joules en Watts et vice versa. Et grâce à la compréhension que la loi Joule-Lenz est le produit de la puissance électrique et du temps, vous pouvez vous en souvenir plus facilement, et même si vous avez soudainement oublié la formule de base, puis en vous souvenant uniquement de la loi d'Ohm, vous pouvez à nouveau obtenir le Joule- loi de Lenz. Et je vous dis au revoir à ce sujet.