Legge Joule-Lenz
Emil Khristianovich Lentz (1804 - 1865) - Russoil famoso fisico. È uno dei fondatori dell'elettromeccanica. Il suo nome è associato alla scoperta di una legge che determina la direzione della corrente di induzione e la legge che determina il campo elettrico in un conduttore con una corrente.
Inoltre, Aemili Lenz e il fisico ingleseJoule studiare corrente azione sperimentalmente termico, indipendentemente l'uno dall'altro aperto legge secondo la quale la quantità di calore che viene rilasciato nel conduttore sarà direttamente proporzionale al quadrato della corrente elettrica che scorre attraverso il conduttore, la sua resistività e il tempo in cui la corrente elettrica viene mantenuta costante in Esplora risorse.
Questa legge è stata chiamata la legge di Joule-Lentz, la sua formula è la seguente:
Q = kl²Rt, (1)
dove Q è la quantità di calore rilasciata, l è la corrente,R - resistenza del conduttore, t - time; la quantità k è chiamata l'equivalente termico del lavoro. Il valore numerico di questa quantità dipende dalla scelta delle unità in cui vengono misurate le quantità rimanenti nella formula.
Se la quantità di calore è misurata in calorie, la correntein ampere, resistenza in Ohm e tempo in secondi, quindi k è numericamente uguale a 0,24. Ciò significa che la corrente in 1a si fissa nel conduttore, che ha una resistenza di 1 Ohm al secondo, il numero di calore, che è 0,24 kcal. Procedendo da questo, la quantità di calore nelle calorie rilasciate nel conduttore può essere calcolata con la formula:
Q = 0,24 l²Rt.
Nel sistema di unità SI, l'energia, la quantità di calore eIl lavoro è misurato in unità - joule. Pertanto, il coefficiente di proporzionalità nella legge di Joule-Lenz è l'unità. In questo sistema la formula di Joule-Lenz ha la forma:
Q = l²Rt. (2)
La legge di Joule-Lenz può essere verificata per esperienza. Una corrente viene fatta passare attraverso una spirale di filo immerso in un liquido versato nel calorimetro. Quindi viene contata la quantità di calore rilasciata nel calorimetro. La resistenza della spirale è nota in anticipo, la corrente è misurata da un amperometro e il tempo da un cronometro. Cambiando la corrente nel circuito e usando diverse spirali, si può verificare la legge di Joule-Lenz.
Basato sulla legge di Ohm
I = U / R,
Sostituendo la corrente in formula (2), otteniamo una nuova espressione per la formula della legge Joule-Lenz:
Q = (U² / R) t.
È conveniente utilizzare la formula Q = l2Rt per il calcolola quantità di calore evoluto da un collegamento in serie, perché in questo caso la corrente elettrica in tutti i conduttori della stessa. Pertanto, quando v'è un collegamento in serie di conduttori multipli, ciascuno dei quali saranno destinati quella quantità di calore che è proporzionale alla resistenza del conduttore. Se si combinano, per esempio, successivamente tre fili di uguale dimensione - rame, ferro e nikelinovuyu, la maggior quantità di calore sarà rilasciato da nikelinovoy, poiché la resistività della sua massima, è più forte e riscaldato.
Se i conduttori sono collegati in parallelo, alloraLa corrente elettrica in essi sarà diversa, e la tensione alle estremità di tali conduttori è la stessa. Calcolo della quantità di calore che verrà rilasciato a tale connessione, è meglio condurre, utilizzando la formula Q = (U² / R) t.
Questa formula mostra che, in una connessione parallela, ogni conduttore assegnerà tanto calore quanto sarà inversamente proporzionale alla sua conduttività.
Se colleghi tre fili di uguale spessore -rame, ferro e nichel - paralleli tra loro e passano la corrente attraverso di essi, quindi la maggior quantità di calore verrà rilasciata nel filo di rame, e si scalderà più di altri.
Prendendo come base la legge di Joule-Lenz, producicalcolo di vari impianti di illuminazione elettrica, riscaldamento e riscaldamento di elettrodomestici. Inoltre, la conversione dell'energia dell'elettricità in calore è ampiamente utilizzata.
