Joule-Lenz įstatymas

Emilis Христианович Ленц (1804 - 1865) - rusųgarsus fizikas. Jis yra vienas iš elektromechanikos įkūrėjų. Jo vardas yra susijęs su įstatymo nustatymu, kuris nustato indukcinės srovės kryptį, ir įstatymą, kuris nustato elektros srovę laidiniame srovėje.

Be to, Aemili Lenz ir anglų fizikasDžaulio studijuoja eksperimentiškai šiluminę veiksmų srovę, nepriklausomai vienas nuo kito, atidarytas pagal kurią šilumos kiekis, kuris yra išleistas dirigentu bus tiesiogiai proporcingas elektros srovė teka per laidininko, jo varžos ir laiko aikštėje, kurio metu elektros srovė būtų palaikoma pastovi Windows Explorer.

Šis įstatymas vadinamas Džoule-Lentzo įstatymu, jo formulė yra tokia:

Q = kl²Rt, (1)

kur Q yra išleistos šilumos kiekis, l yra srovė,R - laidininko atsparumas, t - laikas; kiekis k vadinamas darbo terminiu ekvivalentu. Šio kiekio skaitinė vertė priklauso nuo vienetų pasirinkimo, kuriame išmatuojami likę kiekiai formulėje.

Jei šilumos kiekis matuojamas kalorijomis, srovėamperose, atsparumas oms ir laikas sekundėmis, tada k yra lygus 0,24. Tai reiškia, kad srovė 1a laidų laidininke, kurios atsparumas 1 omų per sekundę, yra šilumos skaičius, kuris yra 0,24 kcal. Atsižvelgiant į tai, laidininko išleidžiamų kalorijų šilumos kiekis gali būti apskaičiuojamas pagal formulę:

Q = 0,24l²Rt.

SI vienetų sistemoje energija, šilumos kiekis irDarbas matuojamas vienetais - džauliais. Todėl Džoule-Lenco įstatymo proporcingumo koeficientas yra vienybė. Šioje sistemoje Joule-Lenz formulė yra tokia:

Q = l²Rt. (2)

Joule-Lenzo įstatymą galima patikrinti pagal patirtį. Srovė praeina per vielinę spiralę, panardintą į skystį, įpiltą į kalorimetrą. Tada į kalorimetrą išleidžiamos šilumos kiekis skaičiuojamas. Sraigto pasipriešinimas žinomas iš anksto, srovė matuojama ampermetru, o laiko - chronometru. Keisti srovę grandinėje ir naudojant skirtingas spirales, galima patikrinti Džoule-Lenzo įstatymą.

Remiantis Omo įstatymu

I = U / R,

Pakeičiant srovę į formulę (2), mes gauname naują formulę Joule-Lenzo įstatymui:

Q = (U² / R) t.

Apskaičiuojant yra patogu naudoti formulę Q = l2Rtserijinio ryšio metu išleistos šilumos kiekis, nes šiuo atveju elektros srovė visuose laidininkuose yra ta pati. Todėl, kai serijiniu būdu sujungiami keli laidininkai, kiekvienam iš jų suteikiamas šilumos kiekis, proporcingas laidininko atsparumui. Pavyzdžiui, jei trijų vienodų matmenų laidai yra sujungti serijiniu būdu - varis, geležis ir nikelis, tada iš nikelio išgaunamas didžiausias šilumos kiekis, nes jo varža yra didžiausia, stipresnė ir šildoma.

Jei laidininkai yra prijungti lygiagrečiai, tadaJų elektros srovė bus kitokia, o tokių laidininkų galuose esanti įtampa yra tokia pati. Skaičiuojant šilumos kiekį, kuris bus išleistas tokiu ryšiu, geriau atlikti naudojant formulę Q = (U² / R) t.

Ši formulė rodo, kad lygiagrečiame ryšyje kiekvienas laidininkas paskirsto tiek daug šilumos, kiek bus atvirkščiai proporcingas jo laidumui.

Jei prijungiate tris vienodo storio laidus -varis, geležis ir nikelis - lygiagrečiai vienas kitam ir per juos praeina, tuomet didžioji šilumos dalis bus išleista varinejame laide, o ji užsidegs daugiau nei kiti.

Atsižvelgdami į Džoule-Lenzo įstatymą, pagaminkiteįvairių elektros apšvietimo įrenginių, šildymo ir šildymo elektros prietaisų skaičiavimas. Taip pat plačiai naudojama elektros energijos perskaičiavimas į šilumą.