Džaulio-Lenco dėsnis(pavadintas anglų fiziko Jameso Joule ir rusų fiziko Emilijaus Lenzo vardu, kuris vienu metu, bet nepriklausomai jį atrado 1840 m.) – dėsnis, suteikiantis kiekybinį šiluminio efekto įvertinimą. elektros srovė.

Kai srovė teka laidininku, įvyksta transformacija elektros energijaį šiluminę, o išsiskiriančios šilumos kiekis bus lygus elektrinių jėgų darbui:

Džaulio-Lenco dėsnis: laidininke susidarančios šilumos kiekis yra tiesiogiai proporcingas srovės kvadratui, laidininko varžai ir jo praėjimo laikui.

Praktinė reikšmė

Sumažėjęs energijos nuostolis

Perduodant elektros energiją, šiluminis srovės poveikis yra nepageidaujamas, nes dėl to prarandama energija. Kadangi perduodama galia tiesiškai priklauso ir nuo įtampos, ir nuo srovės, o šildymo galia kvadratiškai priklauso nuo srovės, prieš perduodant elektrą pravartu padidinti įtampą ir taip sumažinti srovę. Didėjant įtampai, sumažėja elektros linijų elektros sauga. Jei grandinėje naudojama aukšta įtampa, norint išlaikyti vienodą vartotojo galią, teks didinti vartotojo varžą (kvadratinė priklausomybė. 10V, 1 Ohm = 20V, 4 Ohm). Tiekimo laidai ir vartotojas yra sujungti nuosekliai. Laido varža ( R w) pastovus. Tačiau vartotojų pasipriešinimas ( R c) padidėja pasirinkus didesnę įtampą tinkle. Taip pat didėja vartotojų varžos ir laido varžos santykis. Kai rezistoriai yra sujungti nuosekliai (laidas - vartotojas - laidas), išleidžiamos galios paskirstymas ( K) yra proporcinga prijungtų rezistorių varžai. ; ; ; Srovė tinkle yra pastovi visoms varžoms. Todėl mes turime ryšį K c / K w = R c / R w ; K c Ir R w tai yra konstantos (kiekvienai konkrečiai užduočiai). Nustatykime tai. Vadinasi, ant laidų išsiskirianti galia yra atvirkščiai proporcinga vartotojo varžai, tai yra, didėjant įtampai, ji mažėja. nes . (K c- pastovus); Sujungkime paskutines dvi formules ir išveskime, kad ; kiekvienai konkrečiai užduočiai tai yra konstanta. Vadinasi, ant laido generuojama šiluma yra atvirkščiai proporcinga įtampos vartotojui kvadratui Srovė teka tolygiai.

Laidų pasirinkimas grandinėms

Srovę nešančio laidininko sukurta šiluma vienu ar kitu laipsniu išsiskiria į aplinką. Jei srovės stipris pasirinktame laidininke viršija tam tikrą didžiausią leistiną vertę, galimas toks stiprus įkaitimas, kad laidininkas gali sukelti gaisrą šalia jo esančiuose objektuose arba išsilydyti pats. Paprastai renkant elektros grandines pakanka laikytis priimtų norminius dokumentus, kurie visų pirma reguliuoja laidininko skerspjūvio pasirinkimą.

Elektriniai šildymo prietaisai

Jei srovės stipris yra vienodas visoje elektros grandinėje, tada bet kurioje pasirinktoje atkarpoje daugiau šilumos bus generuojama, tuo didesnė šios sekcijos varža.

Sąmoningai padidinus grandinės sekcijos varžą, toje atkarpoje galima pasiekti lokalizuotą šilumos generavimą. Jie dirba šiuo principu elektro šildymo prietaisai . Jie naudoja šildymo elementas - didelės varžos laidininkas. Atsparumo didinimas pasiekiamas (kartu arba atskirai) pasirenkant lydinį su didele varža (pavyzdžiui, nichromas, konstantanas), didinant laidininko ilgį ir sumažinant jo skerspjūvį. Švino laidai paprastai turi mažą varžą, todėl jų įkaitimas dažniausiai nepastebimas.

Saugikliai

Norint apsaugoti elektros grandines nuo pernelyg didelių srovių srauto, naudojamas specialių charakteristikų laidininkas. Tai santykinai mažo skerspjūvio laidas, pagamintas iš tokio lydinio, kad esant leistinoms srovėms, kaitinant laidą jis neperkaista, tačiau esant pernelyg didelėms srovėms, laidininko perkaitimas yra toks didelis, kad laidininkas išsilydo ir atidaro grandinę.

Džaulio-Lenco dėsnis

Emilijus Kristianovičius Lencas (1804–1865) – garsus rusų fizikas. Jis yra vienas iš elektromechanikos įkūrėjų. Jo vardas siejamas su dėsnio, kuris nustato indukcijos srovės kryptį, ir dėsnio, kuris nustato elektrinis laukas srovę nešančiame laidininke.

Be to, Emilijus Lencas ir anglų fizikas Džaulis, eksperimentiškai tyrinėdami srovės šiluminį poveikį, savarankiškai atrado dėsnį, pagal kurį laidininke išsiskiriančios šilumos kiekis bus tiesiogiai proporcingas per laidininką tekančios elektros srovės kvadratui. , jo varža ir laikas, per kurį elektros srovė laidininke palaikoma pastovi.

Šis dėsnis vadinamas Džaulio – Lenco dėsniu, jo formulė išreiškiama taip:

čia Q – išsiskiriančios šilumos kiekis, l – srovė, R – laidininko varža, t – laikas; dydis k vadinamas terminiu darbo ekvivalentu. Šio dydžio skaitinė reikšmė priklauso nuo pasirinktų vienetų, kuriais matuojami likę į formulę įtraukti dydžiai.

Jei šilumos kiekis matuojamas kalorijomis, srovė amperais, varža Omais ir laikas sekundėmis, tada k skaitiniu būdu yra lygus 0,24. Tai reiškia, kad 1 A srovė laidininke, kurio varža yra 1 Ohm, per vieną sekundę išleidžia šilumos kiekį, kuris yra lygus 0,24 kcal. Remiantis tuo, šilumos kiekis kalorijų, išsiskiriančių laidininke, gali būti apskaičiuojamas naudojant formulę:

SI vienetų sistemoje energija, šiluma ir darbas matuojami vienetais – džauliais. Todėl proporcingumo koeficientas Džaulio–Lenco įstatyme yra lygus vienetui. Šioje sistemoje Joule-Lenz formulė atrodo taip:

Džaulio–Lenco dėsnį galima patikrinti eksperimentiškai. Per vielos spiralę kuriam laikui panardinama į kalorimetrą supiltą skystį, praleidžiama srovė. Tada apskaičiuojamas kalorimetre išsiskiriančios šilumos kiekis. Ritės varža žinoma iš anksto, srovė matuojama ampermetru, laikas – chronometru. Keisdami srovę grandinėje ir naudodami skirtingas rites, galite patikrinti Joule-Lenz dėsnį.

Remiantis Ohmo įstatymu

Pakeitę esamą reikšmę į (2) formulę, gauname naują Džaulio – Lenco dėsnio išraišką:

Formulę Q = l²Rt patogu naudoti skaičiuojant šilumos kiekį, išsiskiriantį nuoseklaus jungimo metu, nes tokiu atveju elektros srovė visuose laiduose yra vienoda. Todėl nuosekliai sujungus kelis laidininkus, kiekvienas iš jų išskirs šilumos kiekį, proporcingą laidininko varžai. Jei, pavyzdžiui, nuosekliai sujungti trys vienodo dydžio laidai - varis, geležis ir nikelis, tada didžiausias skaičius iš nikelio metalo išsiskirs šiluma, nes varža jos didžiausias, jis yra stipresnis ir įkaista.

Jei laidininkai yra sujungti lygiagrečiai, tada elektros srovė juose skirsis, tačiau įtampa tokių laidininkų galuose bus vienoda. Šilumos kiekį, kuris išsiskirs tokio prijungimo metu, geriau apskaičiuoti pagal formulę Q = (U²/R)t.

Ši formulė rodo, kad prijungus lygiagrečiai, kiekvienas laidininkas išskirs šilumos kiekį, kuris bus atvirkščiai proporcingas jo laidumui.

Jei lygiagrečiai vienas su kitu sujungsite tris vienodo storio laidus – vario, geležies ir nikelio ir per juos praleisite srovę, tada varinėje laidoje išsiskirs didžiausias šilumos kiekis, o jis įkais daugiau nei likusi dalis.

Remiantis Joule-Lenz įstatymu, atliekami įvairių elektros apšvietimo įrenginių, šildymo ir šildymo elektros prietaisų skaičiavimai. Taip pat plačiai naudojamas elektros energijos pavertimas šilumine energija.

Džaulio-Lenco dėsnis

Panagrinėkime vienalytį laidininką, kurio galuose yra įjungta įtampa U . Per laiką dt laidininko skerspjūviu perduodamas krūvis dq = Idt . Kadangi srovė reiškia krūvio dq judėjimą veikiant elektrinis laukas, tada pagal (84.6) formulę srovės darbas

(99.1)

Jei laidininko varža R , tada, naudodami Omo dėsnį (98.1), gauname

(99.2)

Iš (99.1) ir (99.2) išplaukia, kad dabartinė galia

(99.3)

Jei srovė išreiškiama amperais, įtampa – voltais, varža – omais, tai srovės atliktas darbas išreiškiamas džauliais, o galia – vatais. Praktikoje taip pat naudojami nesisteminiai einamojo darbo vienetai: vatvalandė (Wh) ir kilovatvalandė (kWh). 1 Wh - srovės veikimas su 1 W galia 1 valandą; 1 Wh = 3600 W-s = 3,6-103 J; 1 kWh=103 Wh=3,6-106 J.

Šilumos kiekis, išsiskiriantis per laiko vienetą tūrio vienetui, vadinamas specifine srovės šilumine galia. Tai lygu

(99.6)

Naudojant Omo dėsnio diferencialinę formą (j = gE) ir santykį r = 1/g , mes gauname

(99.7)

Formulės (99.6) ir (99.7) yra apibendrinta Džaulio-Lenco dėsnio išraiška diferencine forma, tinkama bet kuriam laidininkui.

Terminis efektas dabartiniai radiniai platus pritaikymas technologijoje, kuri prasidėjo 1873 m., kai rusų inžinierius A. N. Lodyginas (1847-1923) atrado kaitrinę lempą. Elektros srovių veikimas pagrįstas laidininkų kaitinimu elektros srove. mufelinės krosnys, elektros lankas(atrado rusų inžinierius V.V. Petrovas (1761-1834)), kontaktinis elektrinis suvirinimas, buitiniai elektriniai šildymo prietaisai ir kt.

Džaulio-Lenco dėsnio formulė. trumpai

Nina šalta

Džaulio Lenco dėsnis nustato šilumos kiekį, išsiskiriantį toje elektros grandinės dalyje, kuri turi ribotą varžą, kai per ją teka srovė. Reikalinga sąlyga yra tai, kad šioje grandinės dalyje neturėtų būti jokių cheminių virsmų. Paimkime laidininką, kurio galuose yra įtampa. Todėl per jį teka srovė. Taigi elektrostatinis laukas ir išorinės jėgos perkelia elektros krūvį iš vieno laidininko galo į kitą.
Jei laidininkas lieka nejudantis ir jo viduje nevyksta cheminių virsmų. Tai ir visas darbas, išleistas išorinės jėgos elektrostatinis laukas, padidina laidininko vidinę energiją. Tai yra, norint jį sušildyti.

XIX amžiuje nepriklausomai vienas nuo kito anglas J. Joule ir rusas E. H. Lencas tyrinėjo laidininkų šildymą elektros srove ir eksperimentiškai nustatė modelį: šilumos kiekis, išsiskiriantis srove tekančiame laidininke, yra tiesiogiai proporcingas srovės kvadratui, laidininko varžai ir laikui, per kurį praeina srovė.
Vėliau buvo nustatyta, kad šis teiginys tinka bet kokiems laidininkams: kietiems, skystiems, dujiniams. Todėl atvirasis modelis vadinamas Džaulio-Lenco dėsnis:

Paveikslėlyje parodyta montavimo schema, kurią galite naudoti eksperimentiškai patikrinkite Džaulio-Lenco dėsnį. Srovę padalijus iš įtampos, varža apskaičiuojama pagal formulę R=U/I. Termometras matuoja vandens temperatūros padidėjimą. Pagal formules Q=I2Rt Ir Q = cmDt° apskaičiuokite šilumos kiekius, kurie, remiantis eksperimento rezultatais, turėtų sutapti.
Tiems, kurie domisi fizika giliau, atkreipiame dėmesį, kad Džaulio-Lenco dėsnį galima gauti ne tik eksperimentiniu būdu, bet ir išvesti teoriškai. Padarykime tai.


Gauta formulė A=I2Rt yra panašus į Džaulio-Lenco dėsnio formulę, bet kairėje pusėje tai yra srovės, o ne šilumos kiekio darbas. Kas suteikia mums teisę šiuos kiekius laikyti lygiais? Užsirašykime pirmasis termodinamikos dėsnis(žr. § 6-h) ir išreikškite kūrinį iš jo:
DU = Q + A, todėl A =DU-Q.
Prisiminkime tai DU- tai srovės šildomo laidininko vidinės energijos pokytis; K- laidininko išskiriamos šilumos kiekį (tai rodo „-“ ženklas priešais); A- atliktas darbas su dirigentu. Išsiaiškinkime, koks tai darbas.
Pats laidininkas yra nejudantis, tačiau jo viduje juda elektronai, nuolat susidurdami su jonais kristalinė gardelė ir atiduodamas jiems dalį savo kinetinė energija. Kad elektronų srautas nesusilpnėtų, juose nuolat dirba elektros šaltinio sukuriamo elektrinio lauko jėgos. Todėl A yra darbas, kurį atlieka elektrinio lauko jėgos, perkeldamos elektronus laidininko viduje.
Dabar pakalbėkime apie kiekį DU(vidinės energijos pokytis), taikomas laidininkui, kuriame pradeda tekėti srovė.
Laidininkas palaipsniui įkais, o tai reiškia padidės vidinė energija. Jam įšylant, skirtumas tarp laidininko temperatūrų ir aplinką. Pagal Niutono dėsnį (žr. § 6-k) laidininko šilumos perdavimo galia padidės. Po kurio laiko laidininko temperatūra nustos didėti. Nuo dabar laidininko vidinė energija nustos keistis, tai yra, vertė DU taps lygus nuliui.
Tada pirmasis šios būsenos termodinamikos dėsnis bus toks: A = -Q. Tai yra Jei vidinė laidininko energija nesikeičia, srovės atliktas darbas visiškai paverčiamas šiluma. Naudodamiesi šia išvada, mes parašome visas tris srovės darbo skaičiavimo formules skirtinga forma:

Kol kas šias formules laikysime lygiomis. Vėliau aptarsime, kad teisinga formulė galioja visada (todėl ji ir vadinama dėsniu), o dvi kairiosios teisingos tik esant tam tikroms sąlygoms, kurias suformuluosime studijuodami fiziką vidurinėje mokykloje.

Džaulio-Lenco dėsnis yra fizikos dėsnis, apibrėžiantis kiekybinį elektros srovės šiluminio efekto matą. Šį dėsnį 1841 metais suformulavo anglų mokslininkas D. Joule ir visiškai atskirai nuo jo 1842 metais garsus rusų fizikas E. Lencas. Todėl jis gavo dvigubą pavadinimą - Joule-Lenz dėsnį.

Įstatymo apibrėžimas ir formulė

Žodinė formuluotė turi tokią formą: šilumos galia, susidaranti laidininke, tekant juo, yra proporcinga elektrinio lauko tankio vertės ir intensyvumo vertės sandaugai.

Matematiškai Džaulio-Lenco dėsnis išreiškiamas taip:

ω = j E = ϭ E²,

čia ω yra išleidžiamos šilumos kiekis vienetais. tūris;

E ir j yra atitinkamai elektrinių laukų intensyvumas ir tankis;

σ – terpės laidumas.

Fizinė Džaulio-Lenco dėsnio prasmė

Dėsnį galima paaiškinti taip: srovė, tekanti laidininku, reiškia elektros krūvio judėjimą veikiant. Taigi elektrinis laukas šiek tiek veikia. Šis darbas skiriamas laidininko šildymui.

Kitaip tariant, energija virsta kita savybe – šiluma.

Tačiau per didelis srovės laidininkų ir elektros įrangos šildymas neturėtų būti leidžiamas, nes tai gali sukelti žalą. Stiprus laidų perkaitimas pavojingas, kai laidais gali tekėti gana didelės srovės.

Integruota forma ploniems laidininkams Džaulio-Lenco dėsnis skamba taip: šilumos kiekis, išsiskiriantis per laiko vienetą nagrinėjamoje grandinės atkarpoje, apibrėžiamas kaip srovės stiprumo ir atkarpos varžos kvadrato sandauga.

Matematiškai ši formuluotė išreiškiama taip:

Q = ∫ k I² R t,

šiuo atveju Q yra išsiskiriančios šilumos kiekis;

I – dabartinė vertė;

R - aktyvioji laidininkų varža;

t – ekspozicijos laikas.

Parametro k reikšmė paprastai vadinama terminiu darbo ekvivalentu. Šio parametro reikšmė nustatoma atsižvelgiant į vienetų, kuriais matuojamos formulėje naudojamos reikšmės, bitų gylį.

Džaulio-Lenco dėsnis yra gana bendro pobūdžio, nes jis nepriklauso nuo srovę generuojančių jėgų pobūdžio.

Iš praktikos galima teigti, kad jis galioja tiek elektrolitams, tiek laidininkams ir puslaidininkiams.

Taikymo sritis

Kasdieniame gyvenime yra daugybė Joule Lenz dėsnio taikymo sričių. Pavyzdžiui, volframo siūlelis kaitrinėje lempoje, lankas suvirinant elektrą, kaitinimo siūlas elektriniame šildytuve ir daugelis kitų. ir tt Tai yra plačiausiai priimtas fizinis dėsnis Kasdienybė.

Sveiki. Mažai tikėtina, kad jums kada nors prireiks Džaulio-Lenzo įstatymo, tačiau jis yra įtrauktas į pagrindinį elektrotechnikos kursą, todėl dabar aš jums papasakosiu apie šį įstatymą.

Džaulio-Lenco dėsnį atrado du puikūs mokslininkai, nepriklausomai vienas nuo kito: 1841 m. Jamesas Prescottas Joule'as, anglų mokslininkas, daug prisidėjęs prie termodinamikos vystymosi. o 1842 m. Emilijus Christianovičius Lencas, vokiečių kilmės rusų mokslininkas, daug prisidėjęs prie elektrotechnikos. Kadangi abiejų mokslininkų atradimas įvyko beveik vienu metu ir nepriklausomai vienas nuo kito, buvo nuspręsta įstatymą pavadinti dvigubu vardu, tiksliau – pavardėmis.

Prisiminkite, kada ir ne tik aš sakiau, kad elektros srovė šildo laidininkus, kuriais teka. Džaulis ir Lencas nustatė formulę, pagal kurią galima apskaičiuoti išsiskiriančios šilumos kiekį.

Taigi iš pradžių formulė atrodė taip:

Matavimo vienetas pagal šią formulę buvo kalorijos, o už tai buvo atsakingas koeficientas k, kuris yra lygus 0,24, tai yra, kalorijų duomenų gavimo formulė atrodo taip:

Tačiau kadangi SI matavimo sistemoje, atsižvelgiant į didelį išmatuotų dydžių skaičių ir siekiant išvengti painiavos, buvo priimtas džaulis, formulė šiek tiek pasikeitė. k tapo lygus vienetui, todėl koeficientas formulėje nebebuvo įrašytas ir jis pradėjo atrodyti taip:

Čia: Q yra pagamintos šilumos kiekis, matuojamas džauliais (SI simbolis – J);

I – srovė, matuojama amperais, A;

R – varža, matuojama omų, omų;

t – laikas matuojamas sekundėmis, s;

ir U – įtampa, matuojama voltais, V.

Atidžiai pažiūrėkite, ar viena šios formulės dalis jums nieko neprimena? O konkrečiau? Bet tai yra galia, tiksliau, galios formulė pagal Ohmo dėsnį. Ir jei atvirai, aš niekada nemačiau tokio Džaulio-Lenco įstatymo pavaizdavimo internete:

Dabar prisimename mnemoninę lentelę ir gauname bent tris formulines Džaulio-Lenco dėsnio išraiškas, priklausomai nuo to, kokius kiekius žinome:

Atrodytų, viskas labai paprasta, bet mums taip atrodo tik tada, kai jau žinome šį dėsnį, o tada abu didieji mokslininkai jį atrado ne teoriškai, o eksperimentiškai ir tada sugebėjo teoriškai pagrįsti.

Kur šis Džaulio-Lenco įstatymas gali būti naudingas?

Elektros inžinerijoje yra nuolatinio sąvoka leistina srovė tekančios laidais. Tai srovė, kurią laidas gali atlaikyti ilgą laiką (tai yra neribotą laiką), nesuardydamas laido (ir izoliacijos, jei tokia yra, nes viela gali būti be izoliacijos). Žinoma, dabar galite paimti duomenis iš PUE (elektros įrengimo taisyklių), tačiau šiuos duomenis gavote tik remdamiesi Džaulio-Lenco įstatymu.

Elektrotechnikoje taip pat naudojami saugikliai. Pagrindinė jų kokybė yra patikimumas. Tam naudojamas tam tikro skerspjūvio laidininkas. Žinodami tokio laidininko lydymosi temperatūrą, galite apskaičiuoti šilumos kiekį, kurio reikia, kad laidininkas išsilydytų, tekėdamas per jį didelės vertybės srovę, o skaičiuodami srovę galite apskaičiuoti varžą, kurią turėtų turėti toks laidininkas. Apskritai, kaip jau suprantate, naudodamiesi Joule-Lenz įstatymu galite apskaičiuoti saugiklio laidininko skerspjūvį arba varžą (vertės priklauso viena nuo kitos).

Ir taip pat, atminkite, mes kalbėjome apie. Ten, naudodamas lemputės pavyzdį, pasakiau paradoksą, kad daugiau galinga lempa Serijinėje jungtyje šviesa yra silpnesnė. Ir tikriausiai prisimenate kodėl: kuo mažesnė varža, tuo didesnis įtampos kritimas per varžą. O kadangi galia yra , o įtampa labai krenta, paaiškėja, kad didelė varža generuos daug šilumos, tai yra, srovei teks dirbti daugiau, kad įveiktų didelę varžą. O šilumos kiekį, kurį išleis srovė, galima apskaičiuoti pagal Džaulio-Lenco dėsnį. Jei imsime nuoseklų varžų sujungimą, tada naudokite geresnė išraiška per srovės kvadratą, ty pradinę formulės formą:

Ir už lygiagretus ryšys varža, nes srovė lygiagrečiose šakose priklauso nuo varžos, o įtampa kiekvienoje lygiagrečioje šakoje yra vienoda, formulė geriausiai pateikiama pagal įtampą:

Jūs visi naudojate Džaulio-Lenco dėsnio pavyzdžius kasdieniame gyvenime – visų pirma, visų rūšių šildymo prietaisus. Kaip taisyklė, jie naudoja nichromo viela tiek laidininko storis (skerspjūvis), tiek ilgis parenkami atsižvelgiant į tai, kad ilgalaikis šiluminis poveikis nesukelia greito laido sunaikinimo. Lygiai taip pat volframo siūlelis šviečia kaitrinėje lempoje. Tas pats įstatymas nustato galimo beveik bet kurio elektrinio ir elektroninio prietaiso įkaitimo laipsnį.

Apskritai, nepaisant akivaizdaus savo paprastumo, Džaulio-Lenco dėsnis mūsų gyvenime vaidina labai svarbų vaidmenį. Šis dėsnis davė didelį postūmį teoriniams skaičiavimams: šilumos generavimas srovėmis, lanko, laidininko ir bet kokios kitos elektrai laidžios medžiagos specifinės temperatūros skaičiavimas, nuostoliai. elektros energija terminiu ekvivalentu ir kt.

Galite paklausti, kaip konvertuoti džaulius į vatus, ir tai gana Dažniausiai užduodamas klausimas internete. Nors klausimas yra šiek tiek klaidinantis, skaitydami toliau suprasite, kodėl. Atsakymas gana paprastas: 1 J = 0,000278 vatas * valanda, o 1 vatas * valanda = 3600 džaulių. Leiskite jums priminti, kad momentinis energijos suvartojimas matuojamas vatais, tai yra, naudojamas tiesiogiai, kai grandinė įjungta. O Džaulis nustato elektros srovės darbą, tai yra srovės galią per tam tikrą laikotarpį. Prisiminkite, Ohmo dėsnyje pateikiau alegorinę situaciją. Srovė yra pinigai, įtampa yra parduotuvė, pasipriešinimas yra proporcijos ir pinigų pojūtis, galia yra produktų kiekis, kurį galite neštis (išnešti) vienu metu, bet kiek toli, kaip greitai ir kiek kartų galite juos pasiimti. toli yra darbas. Tai yra, neįmanoma palyginti darbo ir galios, bet tai gali būti išreikšta mums suprantamesniais vienetais: vatais ir valandomis.

Manau, kad dabar jums nebus sunku prireikus praktiškai ir teorijoje pritaikyti Džaulio-Lenco dėsnį ir netgi konvertuoti džaulius į vatus ir atvirkščiai. Ir supratę, kad Džaulio-Lenco dėsnis yra elektros energijos ir laiko sandauga, galite jį lengviau atsiminti ir net jei staiga pamiršote pagrindinę formulę, prisiminę tik Ohmo dėsnį, vėl galite gauti Džaulio-Lenco dėsnį. įstatymas. Ir tuo atsisveikinu su tavimi.

Pažvelkime į Džaulio-Lenco dėsnį ir jo taikymą.

Kai elektros srovė praeina per laidininką, ji įkaista. Taip nutinka todėl, kad laisvieji elektronai metaluose ir jonai elektrolitų tirpaluose, judantys veikiant elektriniam laukui, susiduria su laidininkų molekulėmis ar atomais ir perduoda jiems savo energiją. Taigi, kai darbas atliekamas srove didėja laidininko vidinė energija , išskiria tam tikrą šilumos kiekį, lygus darbui srovė, o laidininkas įkaista: Q = A arba Q = IUt .

Atsižvelgiant į tai U = IR , kaip rezultatas, gauname formulę:

Q = I 2 Rt, Kur

K - išsiskiriančios šilumos kiekis (džauliais)
aš - srovės stiprumas (amperais)
R - laidininko varža (omais)
t - kelionės laikas (sekundėmis)

Džaulio-Lenco dėsnis : šilumos kiekis, kurį sukuria srovės laidininkas, yra lygus srovės, laidininko varžos ir srovės ėjimo laiko kvadrato sandaugai.

Kur galioja Džaulio-Lenco įstatymas?

1. Pavyzdžiui, in kaitrinės lempos ir į elektriniai šildymo prietaisai galioja Džaulio-Lenco dėsnis. Jie naudoja šildymo elementą, kuris yra didelės varžos laidininkas. Dėl šio elemento galima pasiekti lokalizuotą šilumos išsiskyrimą konkrečioje srityje. Šilumos generavimas atsiras didėjant pasipriešinimui, ilgėjant laidininkui arba pasirenkant konkretų lydinį.

2. Viena iš Džaulio-Lenco dėsnio taikymo sričių yra energijos nuostolių mažinimas . Dėl srovės šiluminio poveikio prarandama energija. Perduodant elektrą, perduodama galia tiesiškai priklauso nuo įtampos ir srovės, o šildymo galia nuo srovės – kvadratiškai, todėl prieš tiekiant elektrą padidinus įtampą mažinant srovę, tai bus pelningiau. Tačiau padidėjus įtampai sumažėja elektros sauga. Siekiant padidinti elektros saugos lygį, apkrovos varža didinama atsižvelgiant į įtampos padidėjimą tinkle.

3. Taip pat turi įtakos Džaulio-Lenco dėsnis laidų pasirinkimas grandinėms . Nes netinkamai parinkus laidus laidininkas gali labai įkaisti ir užsidegti. Tai atsitinka, kai srovė viršija maksimalią ribą galiojančios vertės ir išsiskiria per daug energijos.