Закон Джоуля-Ленца

Преодолевая
сопротивление проводника, электрический ток выполняет работу, в
процессе которой в проводнике выделяется тепло. Свободные электроны при
своем движении сталкиваются с атомами и молекулами и
при этих столкновениях механическая энергия движущихся электронов
переходит в тепловую. Зависимость
тепловой энергии от силы тока в проводнике определяется по закону
Джоуля-Ленца.
При прохождении электрического тока по проводнику количество тепла,
выделяемого током в проводнике, прямо пропорционально силе тока …

Преодолевая сопротивление проводника, электрический ток выполняет работу, в процессе которой в проводнике выделяется тепло. Свободные электроны при своем движении сталкиваются с атомами и молекулами и
при этих столкновениях механическая энергия движущихся электронов переходит в тепловую.

Зависимость тепловой энергии от силы тока в проводнике определяется по закону Джоуля-Ленца.
При прохождении электрического тока по проводнику количество тепла, выделяемого током в проводнике, прямо пропорционально силе тока, взятой во второй степени, величине сопротивления проводника и времени действия тока.

Если количество тепла обозначать буквой Q, силу тока в а —
I, сопротивление в ом — R и время в сек.— t, то математически закон
Джоуля-Ленца можно представить так:

Q = aI²Rt

При а=1 количество тепла Q получится в
джоулях.
 При а=0,24 количество тепла Q получится в малых калориях.
Коэффициент 0,24 в формуле фигурирует потому, что ток в 1 а в проводнике с сопротивлением в 1 ом за 1 сек. выделяет 0,24 малых калорий тепла.
 Малая калория служит единицей для измерения количества тепла. Малая калория равна количеству тепла, которое необходимо для нагревания 1 г воды на 1°
С.

Этот закон независимо друг от друга открыли в 1840-м году английский физик Джеймс Джоуль и русский
физик Эмилий Христианович Ленц. Этот физический закон определяет количество теплоты Q,
выделяемой в проводнике при прохождении через него электрического тока.

Итак, тепло всегда выделяется в проводнике, когда в нем проходит ток. Однако, чрезмерный нагрев проводников и электротехнических устройств допускать нельзя, так как это приведет к их повреждению. Особенно опасен перегрев при коротком замыкании проводов, то есть при электрическом соединении проводников, подводящих электрическую энергию к потребителю.

При коротком замыкании обычно сопротивление остающихся под током проводников ничтожно, ток из-за этого достигает большой силы, и тепло выделяется в таком количестве, которое вызывает аварию.
Для предохранения от коротких замыканий и чрезмерных перегревов в цепь включаются плавкие предохранители. Они представляют собой небольшие куски тонкой проволоки или пластинки, которые перегорают как только ток достигает определенной величины. Выбор плавких предохранителей производится в зависимости от площади сечения проводов.

Сотрите также: Как провод нагревается электрическим током

10.12.2016 Без рубрики Нет комментариев