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!



Реле времени
дек 25, 2013 4918

Реле времени. Назначение, разновидности, применение, схема

Реле времени прежде всего предназначено для обеспечения необходимого временного интервала…
Развитие возобновляемой энергетики в России 1
окт 09, 2013 7523

Развитие возобновляемой энергетики в России

Энергетика — это основа современной цивилизации. Она обеспечивает экономику и население…
нояб 30, -0001 11436

Силовые маслонаполненные кабели с бумажной изоляцией

Маслонаполненные кабели (МНК, OF Cables) с бумажно-масляной изоляцией в России остаются…
рис. 2.52
нояб 02, 2016 840

Классификация фильтров по виду их амплитудно-частотных характеристик

Рассмотрим основные типы фильтров, классифицируемых по виду амплитудно-частотных…
янв 22, 2013 1776

Выбор коммутационных аппаратов, показатели, рейтинг

Для обоснованного выбора оптимального типа КА целесообразно принять методику…