FormationVidenskab

Joule-Lenz-loven

Emil Khristianovich Lentz (1804 - 1865) - Russisk berømt fysiker. Han er en af grundlæggerne af elektromekanik. Hans navn er forbundet med opdagelsen af en lov, der bestemmer induktionsstrømens retning og den lov, der bestemmer det elektriske felt i en leder med en strøm.

Desuden opdagede Emilie Lenz og den engelske fysiker Joule eksperimentelt de termiske virkninger af strømmen uafhængigt af hinanden, hvorefter den mængde varme, der frigives i lederen, vil være direkte proportional med kvadratet af den elektriske strøm, der passerer gennem lederen, dens modstand Og den tid, hvor den elektriske strøm holdes uændret i lederen.

Denne lov blev kaldt Joule-Lentzs lov, dens formel er som følger:

Q = kl2Rt, (1)

Hvor Q - mængden af varme frigivet, l-strøm, R-leder modstand, t-tid; Mængden k kaldes den termiske ækvivalent af arbejdet. Den numeriske værdi af denne mængde afhænger af valget af enheder, hvori de resterende mængder i formlen måles.

Hvis mængden af varme måles i kalorier, strømmen i ampere, modstanden i ohm og tiden i sekunder, så er k numerisk 0,24. Dette betyder, at strømmen i 1a sikrer i lederen, som har en modstand på 1 Ohm, på et sekund varmenummeret, som er 0,24 kcal. Ud fra dette kan mængden af varme i kalorier frigivet i lederen beregnes med formlen:

Q = 0,24 ²Rt.

I systemet af SI enheder måles energi, varme kvantitet og arbejde ved hjælp af enheder - joules. Derfor er proportionalitetskoefficienten i Joule-Lenz-loven enhed. I dette system har Joule-Lenz-formlen form:

Q = l²Rt. (2)

Joule-Lenz-loven kan verificeres af erfaring. En strøm ledes gennem en trådspiral nedsænket i en væske hældt i kalorimeteret. Derefter tælles mængden af varme ud i kalorimeteret. Spiralets modstand er kendt på forhånd, strømmen måles ved hjælp af et ammeter og tiden med stopuret. Hvis du ændrer strømmen i kredsløbet og bruger forskellige spiraler, er det muligt at verificere Joule-Lenz-loven.

Baseret på Ohms lov

I = U / R,

Ved at erstatte strømmen til formel (2) får vi et nyt udtryk for formel til Joule-Lenz-loven:

Q = (U2 / R) t.

Det er hensigtsmæssigt at anvende formlen Q = l²Rt ved beregning af mængden af varme frigivet i en serieforbindelse, fordi i dette tilfælde er elstrømmen i alle ledere den samme. Når en række ledere er forbundet i serie, vil hver af dem derfor få en mængde varme, som er proportional med lederens modstand. Hvis for eksempel tre ledninger af samme størrelse er forbundet i serie - kobber, jern og nikkel, vil den største mængde varme blive ekstraheret fra nikkel, da dens modstand er størst, den er stærkere og opvarmes.

Hvis lederne er forbundet parallelt, vil den elektriske strøm i dem være anderledes, og spændingen ved enderne af sådanne ledere er den samme. Beregning af den mængde varme, der vil blive frigivet ved en sådan forbindelse, er det bedre at udføre ved hjælp af formlen Q = (U² / R) t.

Denne formel viser, at i en parallelforbindelse vil hver leder tildele så meget varme som vil være omvendt proportional med dens ledningsevne.

Hvis du forbinder tre lige tykkelse ledninger - kobber, jern og nikkel - parallelt med hinanden og passerer strøm gennem dem, så vil den største mængde varme blive frigivet i kobbertråden, og det opvarmes mere end andre.

Med udgangspunkt i Joule-Lenz-loven beregner de forskellige elektriske belysningsinstallationer, opvarmning og opvarmning af elektriske apparater. Også omdannelsen af energi fra elektricitet til varme anvendes i vid udstrækning.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 da.delachieve.com. Theme powered by WordPress.