Мы уже знаем, что электрический ток нагревает проводник. Попробуем разобраться как это происходит?
Электрическое поле ускоряет электроны. После столкновения с ионами кристаллической решетки они передают ионам свою энергию. В результате энергия хаотического движения ионов около положения равновесия возрастает. Это и означает увеличение внутренней энергии проводника. Температура проводника повышается, и он начинает передавать теплоту окружающим телам.
Спустя некоторое время после замыкания цепи процесс устанавливается, и температура перестает изменяться со временем. К проводнику непрерывно поступает энергия за счет работы электрического поля. Но его внутренняя энергия остается неизменной, так как проводник отдает окружающим телам количество теплоты, равное работе тока. Это будет справедливо тогда, когда работа полностью расходуется на увеличение внутренней энергии.
Закон Джоуля – Ленца.
062a-00087e21-a0cc36bb.ppt
+
-
-
+
-
-
+
+
+
+
-
-
+
+
Количество теплоты,
выделяемое проводником,
по которому течёт
электрический ток равно
работе тока.
Джеймс Прескотт
Джоуль
1818–1889 гг.
Эмилий Христианович Ленц
1804–1865 гг.
Закон Джоуля-Ленца
Количество теплоты,
выделяемое проводником с
током, равно произведению
квадрата силы тока,
сопротивления и времени
прохождения тока.
Q = I2Rt
Q = A
А = IUt
Q = IUt
U = R∙I
Q = IRIt
Q = I2Rt
Q = IUt
Q = I2Rt
Формула определяет
количество теплоты в
общем случае, когда
известны сила тока,
напряжение и время.
Формула чаще
используется при
рассмотрении количества
теплоты, выделяемое в
последовательно
соединённых
сопротивлениях, когда
сила тока одинакова.
Опыт 1
A
1
мин
R1 =2 Ом R2 =4 Ом
V
V
Опыт 1
I1 = I2 = I =1 A
U1 = 2 B
U2 = 4 B
t = 60 c
Опыт 1
Q1=I1U1t = 1A ∙ 2В ∙ 60 с = 120 Дж
Q2=I2U2t = 1A ∙ 4В ∙ 60 с = 240 Дж
При последовательном соединении
сопротивлений больше тепла
выделяется в большем сопротивлении.
Опыт 2
A
A
R1 = 2 Ом
R2 = 4 Ом
V
1
мин
Опыт 2
U1=U2=U=6 B
I1=3A I2=2,5 A
t = 60 c
Опыт 2
Q1=I1U1t = 3A ∙ 6В ∙ 60 с = 1080 Дж
Q2=I2U2t = 2,5A ∙ 6В ∙ 60 с = 900 Дж
При параллельном соединении
сопротивлений больше тепла
выделяется в меньшем сопротивлении.
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с
договором-офертой сайта. Вы можете
сообщить о нарушении.