§ 27. Conversia energiei electrice în energie termică
După cum se știe, toate corpurile sunt alcătuite din molecule, iar aceste molecule nu sunt în repaus, ci se mișcă continuu. Cu cât este mai mare temperatura corpului, cu atât mai rapidă este mișcarea moleculelor substanței acestui corp. Când curentul electric trece prin conductor, electronii se ciocnesc cu moleculele în mișcare ale conductorului și măresc mișcarea lor, ceea ce duce la încălzirea conductorului.
Creșterea temperaturii conductorului are loc ca urmare a transformării energiei electrice în energie termică. Anterior (a se vedea § 13), sa obținut o expresie pentru funcționarea unui curent electric (energie electrică)
A = 2 jt jt.
Această relație a fost inițial (în 1841) a stabilit un rezultat al experimentelor de fizicianul britanic Joule și ceva mai târziu (în 1844), în mod independent de academicianul rus Lenz.
Pentru ca cantitatea de energie termică să fie exprimată în calorii, este necesar să se introducă în plus un factor de 0,24, deoarece 1 J = 0,24 cal. Apoi Q = 0.24I 2 rt. Această ecuație exprimă legea Joule-Lenz.
Heinrich Lenz (1804-1865) a stabilit legile efectului Joule, rezuma experiența de inducție electromagnetică, după ce a declarat această generalizare ca „reguli Lenz.“ În scrierile sale despre teoria mașinilor electrice Lenz a descris fenomenul de „reacție armături“ în mașini DC, a demonstrat principiul reversibilității mașinilor electrice. Lenz, lucrul cu Jacobi studiat forța de atracție a electromagneților, a stabilit dependența momentului magnetic al forței de magnetizare.
Astfel, cantitatea de căldură generată de curentul în care trece prin conductorul, depinde r rezistența conductorului, un curent pătrat I 2 și durata trecerii t sale.
Exemplul 1. Determinați cât de multă căldură va elibera curentul la 6 amperi, trecând prin conductor cu o rezistență de 2 ohmi timp de 3 minute.
Q = I2 rt = 36 # 8901; 2 # 8901; 180 = 12960 J.
Formula pentru legea Joule-Lenz poate fi scrisă după cum urmează:
și din moment ce eu # 8901; r = U, putem scrie
Exemplul 2. O placă electrică este inclusă într-o rețea cu o tensiune de 120 volți. Curentul care curge de-a lungul spiralei plăcii, 5a. Este necesar să se determine cantitatea de căldură care va da curent în 2 ore:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: