Joule - Lenz

Emiliy Hristianovich Lents (1804 - 1865) - fizician celebru rus. El este unul dintre fondatorii Electromecanică. Numele lui este asociat legea de deschidere care definește direcția curentului indus, și o lege care definește câmpul electric într - un conductor parcurs de curent.

Mai mult, Emiliy Lents și engleză fizician Joule studiază experimental curent acțiunea termică, independent una de alta lege deschisă , potrivit căreia cantitatea de căldură care este generată în conductorul este direct proporțională cu pătratul curentului electric care circulă prin conductorul, rezistența și timpul în care curentul electric este menținut neschimbat în conductorul.

Această lege se numește Joule - Lenz, formula sa este exprimată după cum urmează:

Q = kl²Rt, (1)

unde Q - cantitatea de căldură eliberată, l - curent, R - rezistența conductorului, t - timp; valoarea lui k se numește echivalentul termic al muncii. Valoarea numerică a acestei valori depinde de alegerea unităților în care măsurătorile sunt efectuate variabilele rămase în formulă.

În cazul în care cantitatea de căldură este măsurată în calorii, curentul în amperi, rezistența în ohmi, și timpul în secunde, atunci k este numeric egal cu 0,24. Aceasta înseamnă că, curentul în conductorul selecționează 1a, care are o rezistență de 1 ohm pe secundă, numărul de căldură, care este egal cu 0,24 kcal. Prin urmare, cantitatea de calorii de căldură eliberată în conductorul poate fi calculat prin formula:

Q = 0,24l²Rt.

Unitatea SI de energie, cantitatea de căldură și de muncă sunt unități măsurate - jouli. Prin urmare, factorul de proporționalitate în dreptul Joule - Lenz este unitatea. În acest sistem, formula Joule - Lenz este:

Q = l²Rt. (2)

Legea lui Joule - Lenz poate fi verificată. Prin sârmă în spirală, cufundat în lichid turnat în calorimetrului, curentul trece o vreme. Apoi, cantitatea calculată de căldură eliberată în calorimetru. spirală de rezistență este cunoscută în avans, curentul este măsurat de un ampermetru, și un timp de cronometru. Prin variația curentului în circuit și folosind o varietate de spirală, puteți verifica Joule - Lenz.

Pe baza legii lui Ohm

I = U / R,

Substituind valoarea curentă în formula (2), obținem o nouă expresie pentru legea Joule formula - Lenz:

Q = (U² / R) t.

Formula Q = l²Rt comod de utilizat atunci când se calculează cantitatea de căldură emisă în conexiunea serie, pentru că în acest caz , curentul electric în toți conductorii de aceeași. Prin urmare, atunci când există o conexiune serie de mai multe conductoare, fiecare dintre ele vor fi alocate acea cantitate de căldură , care este proporțională cu rezistența conductorului. Dacă vom combina, de exemplu, succesiv trei fire de dimensiuni egale - cupru, fier și nikelinovuyu, cea mai mare cantitate de căldură va fi eliberat din nikelinovoy, deoarece rezistivitatea mai mare sale, este mai puternic și se încălzește.

În cazul în care conductorii sunt conectate în paralel, curentul electric în ele vor varia, iar tensiunea de la capetele acestor conductoare este aceeași. Calcularea cantității de căldură care va fi eliberată în timpul unui astfel de compus, este mai bine să efectueze, folosind formula Q = (U² / R) t.

Această formulă arată că pentru fiecare conductor de conexiune paralelă alocă acea cantitate de căldură, care este invers proporțională cu conductivitatea.

Dacă vom conecta cele trei fire de grosimi egale - cupru, fier și nikelinovuyu - paralele între ele și să treacă de curent prin ele, cea mai mare cantitate de căldură eliberată într - un fir de cupru, se încălzește și mai puternic decât celălalt.

Pornind de la Joule - Lenz, produce diferite de calcul al instalatiilor electromecanice, de încălzire și aparatele de încălzit. conversie a energiei electrice în căldură este, de asemenea, utilizat pe scară largă.