Закон Джоуля  Ленца портреты ученых   Закон Джоуля – Ленца – закон физики, определяющий количественную меру теплового действия электрического тока. Сформулирован этот закон был в 1841 году английским учёным Д. Джоулем и совершенно отдельно от него в 1842 году известным русским физиком Э. Ленцем. Поэтому он получил своё двойное название - закон Джоуля – Ленца. 

    Определения. Физический смысл

  Словесная формулировка имеет следующий вид: мощность тепла, выделяемого в проводнике при протекании сквозь него электрического тока, пропорционально произведению значения плотности электрического поля на значение напряженности.

   Математически закон Джоуля - Ленца выражается следующим образом:

ω = j • E = ϭ E²,

где ω - количество тепла, выделяемого в ед. объема;

E и j – напряжённость и плотность, соответственно, электрического полей; 

σ - проводимость среды.

Таблица явлений Закон Джоуля  Ленца

   Физический смысл закона Джоуля – Ленца можно объяснить следующим образом: ток, протекая по проводнику, представляет собой перемещение электрического заряда под воздействием электрического поля. Таким образом, электрическое поле совершает некоторую работу. Эта работа расходуется на нагрев проводника. Другими словами, энергия переходит в другое свое качество – тепло. Но чрезмерный нагрев проводников с током и электрооборудования допускать нельзя, поскольку это может привести к их повреждению. Опасен сильный перегрев при коротких замыканиях проводов, когда по проводниках могут протекать достаточно большие токи. 

Формула закона Джоуля  Ленца

   В интегральной форме для тонких проводников закон Джоуля – Ленца звучит следующим образом: количество теплоты, которое выделяется в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, определяется как произведение квадрата силы тока на сопротивление участка.

   Математически эта формулировка выражается следующим образом:

Q = ∫ k • I² • R • t,

   при этом Q – количество выделившейся теплоты;

I – величина тока; 

R - активное сопротивление проводников;

t – время воздействия. 

   Значение параметра k принято называть тепловым эквивалентом работы. Величина этого параметра определяется в зависимости от разрядности единиц, в которых выполняются измерения значений, используемых в формуле. 

  Закон Джоуля-Ленца имеет достаточно общий характер, поскольку не имеет зависимости от природы сил, генерирующих ток. Из практики можно утверждать, что он справедлив, как для электролитов, так проводников и полупроводников.

   Область применения 

   Областей применения в быту закона Джоуля Ленца – огромное количество. К примеру, вольфрамовая нить в лампе накаливания, дуга в электросварке, нагревательная нить в электрообогревателе и мн. др. Это наиболее широко распространенный физический закон в повседневной жизни.


Рекомендуйте эту статью другим!



Реклоузеры 4
авг 30, 2015 9454

Реклоузеры - применение, достоинства и недостатки, разновидности

Реклоузер - устройство автоматического управления и защиты воздушных ЛЭП на основе…
Высоковольтные испытания электродвигателей
дек 25, 2013 6060

Высоковольтные испытания электродвигателей

Высоковольтные испытания электродвигателей проводят для оценки ключевых параметров…
рис. 3.72
фев 15, 2017 2210

Регистры. Назначение, применение, устройство, классификация

Регистр — это последовательностное логическое устройство, используемое для хранения…
окт 29, 2012 7325

Электромагнитная совместимость, области практического применения

Наиболее важными областями техники, где необходим учет требований функциональной…
рис 1.35
авг 24, 2016 782

Математические модели диодов и их использование для анализа электронных схем

При анализе электронных схем на ЭВМ все электронные приборы, в том числе и диоды,…