กฎหมาย Joule-Lenz

Emil Khristianovich Lentz (1804 - 1865) - ภาษารัสเซียนักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียง เขาเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้ง electromechanics ชื่อของเขาเกี่ยวข้องกับการค้นพบกฎหมายที่กำหนดทิศทางของการเหนี่ยวนำกระแสและกฎหมายที่กำหนดสนามไฟฟ้าในตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า

นอกจากนี้ Aemili Lenz และนักฟิสิกส์ภาษาอังกฤษจูลเรียนการกระทำในปัจจุบันความร้อนทดลองอิสระของอีกคนหนึ่งที่กฎหมายเปิดตามที่ปริมาณความร้อนที่ถูกปล่อยออกมาในตัวนำจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับตารางของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำความต้านทานและเวลาในระหว่างที่กระแสไฟฟ้าจะยังคงอยู่อย่างต่อเนื่อง ใน Windows Explorer

กฎหมายฉบับนี้เรียกว่ากฎหมายของ Joule-Lentz โดยมีสูตรดังต่อไปนี้

Q = kl²Rt, (1)

โดยที่ Q คือปริมาณของความร้อนที่ปลดปล่อย, l เป็นกระแส,ความต้านทาน R ของตัวนำ, t - time; ปริมาณ k เรียกว่า thermal equivalent of the work ค่าตัวเลขของปริมาณนี้ขึ้นอยู่กับการเลือกหน่วยที่มีการวัดปริมาณที่เหลืออยู่ในสูตร

ถ้าปริมาณความร้อนถูกวัดในแคลอรี่กระแสไฟฟ้าในแอมแปร์ความต้านทานในโอห์มและเวลาเป็นวินาทีแล้ว k มีค่าเป็นตัวเลขเท่ากับ 0.24 ซึ่งหมายความว่ากระแสใน 1a ยึดตัวนำไฟฟ้าซึ่งมีความต้านทาน 1 โอห์มต่อวินาทีความร้อนที่ 0.24 kcal จากนี้จำนวนของความร้อนในแคลอรี่ที่ปล่อยออกมาในตัวนำสามารถคำนวณได้จากสูตร:

Q = 0.24 ตร.ม.

ในระบบของหน่วย SI, พลังงาน, ปริมาณของความร้อนและงานวัดเป็นหน่วย - จูล ดังนั้นสัมประสิทธิ์ของสัดส่วนในกฎหมาย Joule-Lenz คือความสามัคคี ในระบบนี้สูตร Joule-Lenz มีรูปแบบดังนี้:

Q = l²Rt. (2)

กฎหมายของ Joule-Lenz สามารถตรวจสอบได้จากประสบการณ์ กระแสไหลผ่านเกลียวลวดฝังอยู่ในของเหลวเทลงในเครื่องวัดความร้อน จากนั้นจะคำนวณปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในเครื่องวัดความร้อน ความต้านทานของเกลียวเป็นที่รู้จักกันล่วงหน้าในปัจจุบันวัดโดยแอมป์มิเตอร์และเวลาโดยนาฬิกาจับเวลา การเปลี่ยนกระแสในวงจรและการใช้ spirals อื่นสามารถตรวจสอบกฎหมายของ Joule-Lenz ได้

ขึ้นอยู่กับกฎหมายของโอห์ม

I = U / R,

แทนที่สูตรปัจจุบันในสูตร (2) เราได้รับการแสดงออกใหม่สำหรับสูตรสำหรับกฎหมาย Joule-Lenz:

Q = (U² / R) t

สะดวกในการใช้สูตร Q = l2Rt สำหรับการคำนวณปริมาณของความร้อนที่ปล่อยออกมาในชุดเชื่อมต่อเพราะในกรณีนี้กระแสไฟฟ้าในตัวนำทั้งหมดเหมือนกัน ดังนั้นเมื่อมีตัวนำจำนวนมากเชื่อมต่อกันเป็นชุด ๆ แต่ละตัวจะได้รับความร้อนที่เป็นสัดส่วนกับความต้านทานของตัวนำ ถ้าตัวอย่างเช่นสามสายที่มีขนาดเดียวกันเชื่อมต่อกันเป็นชุด - ทองแดงเหล็กและนิกเกิลความร้อนที่มากที่สุดจะถูกปลดปล่อยออกจากนิกเกิลเนื่องจากความต้านทานที่มากที่สุดจะแข็งแรงขึ้นและอุ่นขึ้น

ถ้าตัวนำมีการเชื่อมต่อแบบขนานกันกระแสไฟฟ้าในพวกเขาจะแตกต่างกันและแรงดันไฟฟ้าที่ปลายของตัวนำดังกล่าวจะเหมือนกัน การคำนวณปริมาณความร้อนที่จะปลดปล่อยออกจากการเชื่อมต่อดังกล่าวจะดีกว่าโดยใช้สูตร Q = (U² / R) t

สูตรนี้แสดงให้เห็นว่าในการเชื่อมต่อแบบขนานตัวนำไฟฟ้าแต่ละตัวจะจัดสรรความร้อนให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นสัดส่วนผกผันกับค่าการนำไฟฟ้า

ถ้าคุณเชื่อมต่อสามสายความหนาเท่ากัน -ทองแดงเหล็กและนิเกิลขนานไปกับแต่ละอื่น ๆ และผ่านกระแสผ่านพวกเขาแล้วจำนวนมากที่สุดของความร้อนจะได้รับการปล่อยตัวในลวดทองแดงและจะร้อนขึ้นกว่าคนอื่น ๆ

เป็นพื้นฐานของกฎหมายของ Joule - Lenz, ผลิตการคำนวณการติดตั้งแสงไฟฟ้าต่างๆความร้อนและความร้อนเครื่องใช้ไฟฟ้า นอกจากนี้การแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อนใช้กันอย่างแพร่หลาย