Motståndet hos en ledare genom värme. Joule–Lenz lag

Joule-Lenz-lagen är en fysiklag som bestämmer det kvantitativa måttet på termisk verkan elektrisk ström. Denna lag formulerades 1841 av den engelske vetenskapsmannen D. Joule och helt separat från honom 1842 av den berömde ryske fysikern E. Lenz. Därför fick han sitt dubbelnamn - Joule-Lenz-lagen.

Lagdefinition och formel

Den verbala formuleringen är som följer: kraften av värme som frigörs i ledaren när den strömmar genom den är proportionell mot produkten av densitetsvärdet elektriskt fält till spänningsvärdet.

Matematiskt uttrycks Joule-Lenz-lagen enligt följande:

ω = j E = ϭ E²,

där ω är mängden värme som frigörs i enheter. volym;

E och j är styrkan och densiteten för de elektriska fälten;

σ är mediets konduktivitet.

Den fysiska innebörden av Joule-Lenz lagen

Lagen kan förklaras på följande sätt: strömmen som flyter genom ledaren är en förskjutning elektrisk laddning under påverkan. Således, elektriskt fält gör en del arbete. Detta arbete går åt till att värma ledaren.

Med andra ord, energi omvandlas till sin andra kvalitet - värme.

Men överdriven uppvärmning av ledare med ström och elektrisk utrustning får inte tillåtas, eftersom detta kan leda till att de skadas. Allvarlig överhettning är farlig med ledningar, när tillräckligt stora strömmar kan flyta genom ledarna.

I integrerad form för tunna ledare Joule-Lenz lag låter så här: mängden värme som frigörs per tidsenhet i sektionen av den aktuella kretsen definieras som produkten av kvadraten på strömstyrkan och sektionens resistans.

Matematiskt uttrycks denna formulering som följer:

Q = ∫ k I² R t,

i detta fall är Q mängden frigjord värme;

I är det aktuella värdet;

R är ledarnas aktiva resistans;

t är exponeringstiden.

Värdet på parametern k brukar kallas för den termiska ekvivalenten av arbete. Värdet på denna parameter bestäms beroende på sifferkapaciteten för de enheter där mätningarna av värdena som används i formeln utförs.

Joule-Lenz-lagen har nog allmän karaktär, eftersom det inte beror på arten av krafterna som genererar strömmen.

Från praktiken kan man hävda att den är giltig för både elektrolyter och ledare och halvledare.

Applikationsområde

Det finns ett stort antal tillämpningsområden i vardagen för Joule Lenz-lagen. Till exempel en volframglödtråd i en glödlampa, en båge vid elektrisk svetsning, en värmeglödtråd i en elektrisk värmare med mera. etc. Detta är den mest accepterade fysiska lagen i Vardagsliv.

Samtidigt, men oberoende av varandra, som upptäckte det 1840) är en lag som kvantifierar den termiska effekten av en elektrisk ström.

När ström flyter genom en ledare sker en transformation elektrisk energi till värme, och mängden värme som frigörs kommer att vara lika med elektriska krafters arbete:

F = W

Joule-Lenz lag: mängden värme som genereras i en ledare är direkt proportionell mot kvadraten på strömstyrkan, ledarens motstånd och tiden för dess passage.

Praktiskt värde

Minskning av energiförluster

Vid överföring av elektricitet är den termiska effekten av strömmen oönskad, eftersom den leder till energiförluster. Eftersom den överförda effekten beror linjärt på både spänning och strömstyrka, och värmeeffekten beror kvadratiskt på strömstyrkan, är det fördelaktigt att öka spänningen innan överföring av el, vilket minskar strömstyrkan som ett resultat. Att öka spänningen minskar den elektriska säkerheten för kraftledningar. Vid användning av högspänning i kretsen, för att upprätthålla samma effekt hos konsumenten, kommer det att vara nödvändigt att öka konsumentens motstånd (kvadratiskt beroende. 10V, 1 Ohm = 20V, 4 Ohm). Matningskablarna och förbrukaren är seriekopplade. Trådmotstånd ( R w) är konstant. Men konsumentens motstånd ( R c) ökar när en högre spänning väljs i nätverket. Förhållandet mellan konsumentens resistans och ledningarnas resistans växer också. När motstånden är seriekopplade (tråd - konsument - tråd), fördelningen av den frigjorda kraften ( F) är proportionell mot resistansen för de anslutna resistanserna. ; ; ; strömmen i nätverket för alla motstånd är konstant. Därför har vi relationen F c / F w = R c / R w ; F c och R wär konstanter (för varje specifik uppgift). Låt oss definiera det. Följaktligen är kraften som frigörs på ledningarna omvänt proportionell mot konsumentens motstånd, det vill säga den minskar med ökande spänning. som . (F c- konstant); Vi kombinerar de två sista formlerna och härleder att ; för varje specifik uppgift är en konstant. Därför är värmen som genereras på tråden omvänt proportionell mot kvadraten på spänningen hos konsumenten.Strömmen passerar jämnt.

Val av ledningar för kretsar

Värmen som alstras av en strömförande ledare frigörs i en eller annan grad miljö. I händelse av att strömstyrkan i den valda ledaren överstiger ett visst maximalt tillåtet värde, är en sådan stark uppvärmning möjlig att ledaren kan framkalla brand i föremål nära den eller smälta sig själv. Som regel, vid montering av elektriska kretsar, är det tillräckligt att följa de accepterade regleringsdokument, som särskilt reglerar valet av ledarnas tvärsnitt.

Elektriska värmare

Om strömstyrkan är densamma i hela den elektriska kretsen, kommer i valfritt valt område, ju mer värme att släppas ut, desto högre motstånd i denna sektion.

Genom att medvetet öka motståndet i en kretssektion kan lokaliserad värmealstring i denna sektion uppnås. Denna princip fungerar elektriska värmare. De använder ett värmeelement - ledare med högt motstånd. En ökning av motståndet uppnås (tillsammans eller separat) genom att välja en legering med hög resistivitet (t.ex. nikrom, konstantan), öka längden på ledaren och minska dess tvärsnitt. Ledarna har vanligtvis låg resistans och därför är deras uppvärmning vanligtvis omärklig.

Säkringar

För att skydda elektriska kretsar från flödet av alltför stora strömmar, används en bit ledare med speciella egenskaper. Detta är en ledare med relativt litet tvärsnitt och gjord av en sådan legering att uppvärmning av ledaren inte överhettar den vid tillåtna strömmar, och vid alltför stor överhettning av ledaren är så betydande att ledaren smälter och öppnar kretsen.

Wikimedia Foundation. 2010 .

Se vad "Joule-Lenz-lagen" är i andra ordböcker:

Koppa beskriver värmekapaciteten hos komplex (d.v.s. bestående av flera kemiska grundämnen kristallina kroppar. Baserat på Dulong-Petit-lagen. Varje atom i en molekyl har tre vibrationsgrader av frihet, och den har energi. Följaktligen ... Wikipedia

JOUL LAG- lagen enligt vilken den inre energin för en viss massa (se) endast beror på temperatur och inte beror på dess volym (densitet) ... Great Polytechnic Encyclopedia

joule lag- Joules lag *Joulesches Gesetz - den inre energin hos en idealisk gas att avsätta endast vid temperaturer ... Girnichiy encyklopedisk ordbok

Joules lag- Džaulio dėsnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dėsnis, formuluojamas taip: laidininke, kai juo teka elektros srovė, issiskiriantis šilumos kiekis Q yra proporcingas kvadratur srovės I... Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

Joules lag- termodynamikens lag, enligt vilken den inre energin hos en idealgas enbart är en funktion av temperaturen och inte beror på volymen. Upprättad experimentellt av J.P. Joule (1818 1889) 1845. Lagen är en konsekvens av den andra lagen ... ... Begrepp modern naturvetenskap. Ordlista över grundläggande termer

Beskriver värmekapaciteten hos komplexa (d.v.s. bestående av flera kemiska element) kristallina kroppar. Baserat på Dulong-Petit-lagen. Varje atom i en molekyl har tre vibrationsgrader av frihet, och den har energi. Respektive … … Wikipedia - LAG OM BEVARANDE AV ENERGI OCH MATERIA, två lagar som är nära besläktade och mycket lika till innehåll, som ligger till grund för all exakt naturvetenskap. Dessa lagar är rent kvantitativa till sin natur och är experimentella lagar. Big Medical Encyclopedia

Joule-Lenz lag

Joule-Lenz lag(uppkallad efter den engelske fysikern James Joule och den ryske fysikern Emil Lenz, som samtidigt, men oberoende av varandra, upptäckte det 1840) är en lag som kvantifierar den termiska effekten av en elektrisk ström.

När ström flyter genom en ledare omvandlas elektrisk energi till termisk energi, och mängden värme som frigörs kommer att vara lika med arbetet med elektriska krafter:

F = W

Joule-Lenz lag: mängden värme som genereras i en ledare är direkt proportionell mot kvadraten på strömstyrkan, ledarens motstånd och tiden för dess passage.

Praktiskt värde

Minskning av energiförluster

Vid överföring av elektricitet är den termiska effekten av strömmen oönskad, eftersom den leder till energiförluster. Eftersom den överförda effekten beror linjärt på både spänning och ström, och värmeeffekten är kvadratiskt beroende av strömmen, är det fördelaktigt att höja spänningen innan överföring av el och därigenom minska strömmen. Att öka spänningen minskar den elektriska säkerheten för kraftledningar. Vid användning av högspänning i kretsen, för att upprätthålla samma effekt hos konsumenten, kommer det att vara nödvändigt att öka konsumentens motstånd (kvadratiskt beroende. 10V, 1 Ohm = 20V, 4 Ohm). Matningskablarna och förbrukaren är seriekopplade. Trådmotstånd ( R w) är konstant. Men konsumentens motstånd ( R c) ökar när en högre spänning väljs i nätverket. Förhållandet mellan konsumentens resistans och ledningarnas resistans växer också. När motstånden är seriekopplade (tråd - konsument - tråd), fördelningen av den frigjorda kraften ( F) är proportionell mot resistansen för de anslutna resistanserna. ; ; ; strömmen i nätverket för alla motstånd är konstant. Därför har vi relationen F c / F w = R c / R w ; F c och R w dessa är konstanter (för varje specifik uppgift). Låt oss definiera det. Följaktligen är kraften som frigörs på ledningarna omvänt proportionell mot konsumentens motstånd, det vill säga den minskar med ökande spänning. som . (F c- konstant); Vi kombinerar de två sista formlerna och härleder att ; för varje specifik uppgift är en konstant. Därför är värmen som genereras på tråden omvänt proportionell mot kvadraten på spänningen hos konsumenten.Strömmen passerar jämnt.

Val av ledningar för kretsar

Värmen som alstras av en strömförande ledare släpps i en eller annan grad ut i miljön. I händelse av att strömstyrkan i den valda ledaren överstiger ett visst maximalt tillåtet värde, är en sådan stark uppvärmning möjlig att ledaren kan framkalla brand i föremål nära den eller smälta sig själv. Som regel, vid montering av elektriska kretsar, är det tillräckligt att följa de accepterade regleringsdokumenten, som särskilt reglerar valet av ledarnas tvärsnitt.

Elektriska värmare

Om strömstyrkan är densamma i hela den elektriska kretsen, kommer i valfritt valt område, ju mer värme att släppas ut, desto högre motstånd i denna sektion.

Genom att medvetet öka motståndet i en kretssektion kan lokaliserad värmealstring i denna sektion uppnås. Denna princip fungerar elektriska värmare. De använder ett värmeelement- ledare med högt motstånd. En ökning av motståndet uppnås (gemensamt eller separat) genom att välja en legering med hög resistivitet (till exempel nikrom, konstantan), öka ledarens längd och minska dess tvärsnitt. Ledarna har vanligtvis låg resistans och därför är deras uppvärmning vanligtvis omärklig.

Säkringar

huvudartikel: Säkring (el)

Joule-Lenz lag

Emily Khristianovich Lenz (1804 - 1865) - berömd rysk fysiker. Han är en av grundarna av elektromekaniken. Hans namn är förknippat med upptäckten av lagen som bestämmer riktningen induktionsström, och lagen som bestämmer det elektriska fältet i en strömförande ledare.

Dessutom upptäckte Emilius Lenz och den engelske fysikern Joule, som av erfarenhet studerade strömmens termiska effekter, oberoende lagen enligt vilken mängden värme som frigörs i ledaren kommer att vara direkt proportionell mot kvadraten på den elektriska ström som passerar genom ledaren, dess motstånd och den tid under vilken den elektriska strömmen hålls oförändrad i ledaren.

Denna lag kallas Joule-Lenz-lagen, dess formel uttrycker följande:

där Q är mängden frigjord värme, l är strömmen, R är ledarens resistans, t är tiden; värdet k kallas den termiska ekvivalenten av arbete. Det numeriska värdet av denna kvantitet beror på valet av enheter i vilka mätningarna av de andra kvantiteterna som ingår i formeln görs.

Om mängden värme mäts i kalorier, ström i ampere, resistans i ohm och tid i sekunder, så är k numeriskt lika med 0,24. Det betyder att en ström på 1a släpper i en ledare, som har ett motstånd på 1 ohm, på en sekund ett antal värme, som är lika med 0,24 kcal. Baserat på detta kan mängden värme i kalorier som frigörs i ledaren beräknas med formeln:

I SI-systemet av enheter mäts energi, värme och arbete i enheter - joule. Därför är proportionalitetskoefficienten i Joule-Lenz lagen lika med ett. I detta system har Joule-Lenz formeln formen:

Joule-Lenz-lagen kan testas experimentellt. Under en tid passerar en ström genom en trådspiral nedsänkt i en vätska som hälls i en kalorimeter. Därefter beräknas mängden värme som frigörs i kalorimetern. Spiralens resistans är känd i förväg, strömmen mäts med en amperemeter och tiden med ett stoppur. Genom att ändra strömmen i kretsen och använda olika spiraler kan du kontrollera Joule-Lenz-lagen.

Baserat på Ohms lag

Genom att ersätta det nuvarande värdet i formel (2) får vi ett nytt formeluttryck för Joule-Lenz-lagen:

Formeln Q \u003d l²Rt är bekväm att använda när man beräknar mängden värme som frigörs i en seriekoppling, eftersom den elektriska strömmen i alla ledare i detta fall är densamma. Så när det händer seriell anslutning flera ledare, i var och en av dem kommer en sådan mängd värme att frigöras, vilket är proportionellt mot ledarens motstånd. Om till exempel tre trådar av samma storlek är anslutna i serie - koppar, järn och nickel, kommer den största mängden värme att frigöras från nickel, eftersom dess resistivitet är störst, den är starkare och värms upp.

Om ledarna är parallellkopplade, kommer den elektriska strömmen i dem att vara annorlunda, och spänningen i ändarna av sådana ledare är densamma. Det är bättre att beräkna mängden värme som kommer att frigöras under en sådan anslutning med formeln Q \u003d (U² / R) t.

Denna formel visar att när den är parallellkopplad kommer varje ledare att avge en sådan mängd värme som kommer att vara omvänt proportionell mot dess ledningsförmåga.

Om du kopplar tre trådar av samma tjocklek - koppar, järn och nickel - parallellt med varandra och passerar ström genom dem, kommer den största mängden värme att frigöras i koppartråd, kommer den att värmas upp mer än de andra.

Med utgångspunkt i Joule-Lenz-lagen beräknar de olika elektriska belysningsinstallationer, uppvärmning och uppvärmning av elektriska apparater. Omvandlingen av elektrisk energi till värmeenergi används också i stor utsträckning.

Joule-Lenz lag

Betrakta en homogen ledare, till vars ändar en spänning U appliceras . Under tiden dt överförs en laddning genom ledarsektionen dq = Idt . Eftersom strömmen är laddningens rörelse dq under inverkan av ett elektriskt fält, är strömmens arbete enligt formel (84.6)

(99.1)

Om ledarmotståndet R , sedan, med hjälp av Ohms lag (98.1), får vi

(99.2)

Av (99.1) och (99.2) följer att den aktuella effekten

(99.3)

Om strömmen uttrycks i ampere, spänningen är i volt, resistansen är i ohm, då strömmens arbete uttrycks i joule, och effekten är i watt. I praktiken används också enheter utanför systemet för nuvarande arbete: watt-timmar (Wh) och kilowattimme (kWh). 1 W×h - drift av en ström med en effekt på 1 W i 1 timme; 1 Wh = 3600 Ws = 3,6-103 J; 1 kWh=103 Wh=3,6-106 J.

Mängden värme som frigörs per tidsenhet per volymenhet kallas strömmens specifika värmeeffekt. Hon är jämställd

(99.6)

Med hjälp av differentialformen av Ohms lag (j = gE) och relationen r = 1/g , vi får

(99.7)

Formlerna (99.6) och (99.7) är ett generaliserat uttryck för Joule-Lenz-lagen i differentiell form, lämpliga för alla ledare.

Strömmens termiska effekt används ofta inom tekniken, som började med upptäckten 1873 av den ryske ingenjören A. N. Lodygin (1847-1923) av en glödlampa. Driften av elektriska muffelugnar är baserad på värmeledare med elektrisk ström. elektrisk ljusbåge(upptäckt av den ryske ingenjören V.V. Petrov (1761-1834)), kontaktelektrisk svetsning, elektriska hushållsvärmare, etc.

Joule Lenz formel. kortfattad

Nina chilla

Joule Lenz lag bestämmer mängden värme som frigörs i en del av en elektrisk krets med ändligt motstånd när ström passerar genom den. En förutsättning är att det inte ska ske några kemiska omvandlingar i denna del av kedjan. Tänk på en ledare med en spänning på ändarna. Därför flyter ström genom den. Således gör det elektrostatiska fältet och yttre krafter arbetet med att flytta den elektriska laddningen från ena änden av ledaren till den andra.
Om ledaren samtidigt förblir orörlig och kemiska omvandlingar inte sker inuti den. Då ökar allt arbete som förbrukas av det elektrostatiska fältets yttre krafter inre energi dirigent. Det vill säga att värma upp det.

Innehåll:

Den berömda ryske fysikern Lenz och den engelska fysikern Joule, som genomförde experiment för att studera de termiska effekterna av elektrisk ström, härledde oberoende Joule-Lenz-lagen. Denna lag återspeglar förhållandet mellan mängden värme som frigörs i ledaren och den elektriska ström som passerar genom denna ledare under en viss tidsperiod.

Egenskaper för elektrisk ström

När en elektrisk ström passerar genom en metallledare kolliderar dess elektroner ständigt med olika främmande partiklar. Dessa kan vara vanliga neutrala molekyler eller molekyler som har förlorat elektroner. En elektron i rörelse kan dela av ytterligare en elektron från en neutral molekyl. Som ett resultat går dess kinetiska energi förlorad, och istället för en molekyl bildas en positiv jon. I andra fall kombinerar elektronen tvärtom med en positiv jon och bildar en neutral molekyl.

I processen med kollisioner av elektroner och molekyler förbrukas energi, som senare förvandlas till värme. Förbrukandet av en viss mängd energi är förknippat med alla rörelser under vilka man måste övervinna motstånd. Vid denna tidpunkt omvandlas arbetet som lagts ner på att övervinna friktionsmotståndet till termisk energi.

Joule Lenz lagformel och definition

Enligt Lenz Joule-lag åtföljs en elektrisk ström som passerar genom en ledare av en mängd värme som är direkt proportionell mot kvadraten på strömmen och motståndet, samt den tid det tar för denna ström att flyta genom ledaren.

I form av en formel uttrycks Joule-Lenz-lagen enligt följande: Q \u003d I 2 Rt, där Q visar mängden värme som frigörs, I - , R är ledarens motstånd, t är tidsperioden. Värdet på "k" är den termiska ekvivalenten av arbete och används i fall där mängden värme mäts i kalorier, strömstyrka - , motstånd - i ohm och tid - i sekunder. Det numeriska värdet på k är 0,24, vilket motsvarar en ström på 1 ampere, som med ett ledarmotstånd på 1 ohm avger en värmemängd lika med 0,24 kcal under 1 sekund. Därför, för att beräkna mängden frigjord värme i kalorier, används formeln Q = 0,24I 2 Rt.

När du använder SI-systemet med enheter mäts mängden värme i joule, så värdet på "k", i förhållande till Joule-Lenz-lagen, kommer att vara lika med 1, och formeln kommer att se ut så här: Q \u003d I 2 Rt. Enligt I = U/R. Om detta nuvarande värde ersätts i huvudformeln kommer det att ha följande form: Q \u003d (U 2 / R) t.

Grundformel Q = I 2 Rt är mycket bekvämt att använda vid beräkning av mängden värme som frigörs vid seriekoppling. Strömstyrkan i alla ledare kommer att vara densamma. När flera ledare är seriekopplade samtidigt, kommer var och en av dem att släppa ut så mycket värme, vilket kommer att vara proportionellt mot ledarens motstånd. Om tre identiska ledningar av koppar, järn och nickel kopplas i serie, kommer den maximala mängden värme att släppas ut sist. Detta beror på det högsta specifika motståndet hos nickelin och den starkare uppvärmningen av denna tråd.

När samma ledare är parallellkopplade kommer värdet på den elektriska strömmen i var och en av dem att vara olika, och spänningen i ändarna kommer att vara densamma. I det här fallet är formeln Q \u003d (U 2 / R) t mer lämplig för beräkningar. Mängden värme som frigörs av en ledare kommer att vara omvänt proportionell mot dess ledningsförmåga. Sålunda används Joule-Lenz-lagen i stor utsträckning för att beräkna elektriska belysningsinstallationer, olika uppvärmnings- och värmeanordningar, såväl som andra anordningar förknippade med omvandling av elektrisk energi till värme.

Joule-Lenz lag. Arbete och kraft av elektrisk ström

Hallå. Joule-Lenz-lagen är osannolik när du behöver den, men den ingår i grundkurs elektroteknik, och därför ska jag nu berätta om denna lag.

Joule-Lenz-lagen upptäcktes av två stora vetenskapsmän oberoende av varandra: 1841 James Prescott Joule, en engelsk vetenskapsman som gjorde ett stort bidrag till utvecklingen av termodynamiken och 1842 Emil Khristianovich Lenz, en rysk vetenskapsman av tyskt ursprung, som redan gjorde en stor insats inom elektrotekniken. Eftersom upptäckten av båda forskarna inträffade nästan samtidigt och oberoende av varandra, beslutades det att kalla lagen för ett dubbelnamn, eller snarare efternamn.

Kom ihåg när, och inte bara han, jag sa att elektrisk ström värmer upp ledarna genom vilka den strömmar. Joule och Lenz kom på en formel med vilken mängden värme som genereras kan beräknas.

Så till en början såg formeln ut så här:

Måttenheten enligt denna formel var kalorier och koefficienten k, som är lika med 0,24, var "ansvarig" för detta, det vill säga formeln för att få data i kalorier ser ut så här:

Men eftersom man i SI-mätsystemet, med tanke på det stora antalet uppmätta storheter och för att undvika förvirring, antog beteckningen joule, har formeln ändrats något. k blev lika med ett, och därför skrevs koefficienten inte längre i formeln och den började se ut så här:

Här: Q är mängden värme som frigörs, mätt i Joule (SI-beteckning - J);

I - ström, mätt i ampere, A;

R - motstånd, mätt i ohm, ohm;

t är tiden mätt i sekunder, s;

och U är spänningen, mätt i volt, V.

Titta noga, påminner en del av denna formel dig om något? Och mer specifikt? Men detta är makt, eller snarare maktformeln från Ohms lag. Och för att vara ärlig, jag har ännu inte sett en sådan representation av Joule-Lenz-lagen på Internet:

Nu återkallar vi mnemonikatabellen och får åtminstone tre formeluttryck av Joule-Lenz-lagen, beroende på vilka kvantiteter vi känner till:

Det verkar som att allt är väldigt enkelt, men det verkar bara för oss när vi redan känner till denna lag, och sedan upptäckte båda stora forskare den inte teoretiskt utan experimentellt och kunde sedan underbygga den teoretiskt.

Var kan denna Joule-Lenz-lag komma till nytta?

Inom elektroteknik finns konceptet med en långvarig tillåten ström som flyter genom ledningar. Detta är strömmen som tråden kan hantera. länge sedan(det vill säga på obestämd tid), utan att förstöra tråden (och isoleringen, om någon, eftersom tråden kan vara utan isolering). Naturligtvis kan du nu ta data från PUE (Elektriska installationsregler), men du fick dessa uppgifter enbart på grundval av Joule-Lenz lagen.

Inom elteknik används även säkringar. Deras huvudsakliga kvalitet är tillförlitlighet. För detta används en ledare av en viss sektion. Genom att känna till smälttemperaturen för en sådan ledare kan man beräkna mängden värme som är nödvändig för att ledaren ska smälta från flödet av stora strömmar genom den, och genom att beräkna strömmen kan man beräkna motståndet som en sådan ledare måste ha . I allmänhet, som du redan förstått, med hjälp av Joule-Lenz-lagen, kan du beräkna tvärsnittet eller motståndet (värdena som är beroende av varandra) för en ledare för en säkring.

Och kom också ihåg att vi pratade om. Där, med exemplet med en glödlampa, berättade jag för paradoxen att en kraftigare lampa i seriekoppling lyser svagare. Och du minns säkert varför: spänningsfallet över motståndet är starkare, ju lägre motstånd. Och eftersom strömmen är, och spänningen sjunker väldigt mycket, visar det sig att ett stort motstånd kommer att avge Ett stort antal värme, det vill säga strömmen kommer att behöva arbeta hårdare för att övervinna ett stort motstånd. Och mängden värme som strömmen kommer att släppa i detta fall kan beräknas med hjälp av Joule-Lenz-lagen. Om vi tar en seriekoppling av motstånd, använd då bättre uttryck genom strömmens kvadrat, dvs. originalvy formler:

Och för parallellkoppling motstånd, eftersom strömmen i parallella grenar beror på motståndet, medan spänningen på varje parallell gren är densamma, är formeln bäst representerad i termer av spänning:

Ni använder alla exempel på Joule-Lenz-lagens arbete i vardagen - för det första är det alla typer av värmeanordningar. Som regel använder de nikromtråd och tjocklek ( tvärsnitt) och längden på ledaren väljs med hänsyn till att långvarig termisk exponering inte leder till snabb förstörelse av tråden. På exakt samma sätt lyser en volframglödtråd i en glödlampa. Enligt samma lag bestäms graden av möjlig uppvärmning av nästan alla elektriska och elektroniska enheter.

I allmänhet, trots sin uppenbara enkelhet, spelar Joule-Lenz-lagen en mycket viktig roll i våra liv. Denna lag gav en stor impuls till teoretiska beräkningar: värmealstring genom strömmar, beräkning av den specifika temperaturen för bågen, ledaren och alla andra elektriskt ledande material, förluster elektrisk kraft i termisk motsvarighet osv.

Du kanske frågar hur man konverterar joule till watt och det är vackert vanliga frågor på internet. Även om frågan är något fel, när du läser vidare kommer du att förstå varför. Svaret är ganska enkelt: 1 j = 0,000278 watt*timme, medan 1 watt*timme = 3600 joule. Låt mig påminna dig om att den förbrukade momentana effekten mäts i Watt, det vill säga den direkt använda kretsen medan kretsen är på. Och Joule bestämmer arbetet för en elektrisk ström, det vill säga strömstyrkan över en tidsperiod. Kom ihåg att i Ohms lag gav jag en allegorisk situation. Ström är pengar, spänning är en butik, motstånd är en känsla av proportioner och pengar, kraft är mängden produkter som du kan bära (ta bort) på dig själv åt gången, men hur långt, hur snabbt och hur många gånger du kan ta bort dem är arbete. Det vill säga, det finns inget sätt att jämföra arbete och effekt, men det kan uttryckas i enheter som är mer begripliga för oss: Watt och timmar.

Jag tror att det nu inte kommer att vara svårt för dig att tillämpa Joule-Lenz-lagen i praktiken och teorin, om det behövs, och till och med konvertera Joule till Watt och vice versa. Och tack vare förståelsen att Joule-Lenz-lagen är produkten av elektrisk kraft och tid, kan du lättare komma ihåg den, och även om du plötsligt glömde den grundläggande formeln, och sedan bara komma ihåg Ohms lag, kan du återigen få Joule- Lenz lag. Och jag säger hejdå till dig om detta.