Kot rezultat poskusov je bilo ugotovljeno, da je količina toplote, ki jo ustvari tok pri prehodu skozi prevodnik, odvisna od upora samega prevodnika, toka in časa njegovega prehoda.
Prvi fizikalni zakon je leta 1841 ustanovil angleški fizik Joule, nekoliko kasneje (leta 1844) pa samostojno ruski akademik Emil Christianovič Lenz (1804 - 1865).
Kvantitativni odnosi, ki nastanejo, ko se prevodnik segreje s tokom, se imenujejo Joule-Lenzov zakon.
Zgoraj je bilo ugotovljeno:
Ker je 1 cal = 0,472 kgm, potem
V to smer,
1 J = 0,24 kal.
Energija električni tok je določena s formulo
A = jaz 2 × r × t J.
Ker gre energija toka za segrevanje, je količina toplote, ki jo sprosti tok v prevodniku, enaka:
Q= 0,24 × jaz 2 × r × t cal.
Ta formula, ki izraža Joule-Lenzov zakon, kaže in definira zakon, da je količina toplote v kalorijah, ki jih sprosti tok, ko prehaja skozi prevodnik, enaka koeficientu 0,24-kratniku kvadrata toka v amperih, upor v ohmih in čas v sekundah.
Video - "Joule-Lenzov zakon, fizika 8. razred":
Primer 1. Ugotovite, koliko toplote bo sprostil tok 6 A, če bo 3 minute prešel skozi prevodnik z uporom 2 ohma.
Q= 0,24 × jaz 2 × r × t= 0,24 x 36 x 2 x 180 = 3110,4 kal.
Formulo za Joule-Lenzov zakon lahko zapišemo takole:
Q= 0,24 × jaz × jaz × r × t ,
in od takrat jaz × r = U, potem lahko napišeš:
Q= 0,24 × jaz × U× t cal.
Primer 2. Električna kuhalna plošča je priključena na omrežje 120 V. Tok, ki teče vzdolž spirale ploščice, je 5 A. Potrebno je določiti, koliko toplote bo tok sprostil v 2 urah.
Q= 0,24 × jaz × U× t= 0,24 × 5 × 120 × 7200 = 1.036.800 kalorij = 1036,8 kcal.
Video - "Ogrevanje prevodnikov z električnim tokom":
E. H. Lenz je povzel poskuse elektromagnetna indukcija, ki to posplošitev razlaga v obliki "Lenzovega pravila". Lenz je v svojih delih o teoriji električnih strojev preučeval pojav "reakcije armature" v enosmernih strojih, dokazal načelo reverzibilnosti električnih strojev. Lenz je v sodelovanju z Jacobijem raziskal silo privlačnosti elektromagnetov, ugotovil odvisnost magnetnega momenta od sile magnetiziranja.
12. (24.) februar 1804 - 29. januar (10. februar) 1865 (starost 60 let)
Lenz je bil član Petrogradske akademije znanosti in rektor Univerze v Sankt Peterburgu.
Razmislimo o homogenem vodniku, na koncih katerega je priložena napetost U. V času dt se skozi prerez prevodnika prenese naboj dq = Idt. Ker je tok gibanje naboja dq pod delovanjem električno polje, potem je delo toka
dA = Udq = IU dt (13,28)
Če je upor prevodnika R, potem z uporabo Ohmovega zakona dobimo
Napajalni tok
(13.30)
Če tok teče skozi fiksni kovinski prevodnik, potem vse delo toka gre za njegovo segrevanje in v skladu z zakonom o ohranjanju energije
(13.31)
Tako z uporabo izrazov (13.28) in (13.31) dobimo
(13.32)
Izraz je Joule-Lenzov zakon eksperimentalno neodvisno ustanovila Joule in Lenz.
§ 13.7 Ohmovi in Joule-Lenzovi zakoni v diferencialni obliki.
Če v Ohmov zakon nadomestimo izraz za upor, dobimo
(13.33)
kjer je vrednost 
, recipročna vrednost upornosti, se imenuje specifična električna prevodnost
snov prevodnika. Njegova enota je siemens na meter (S / m).
Glede na to 
- jakost električnega polja v prevodniku, 
je gostota toka, formulo lahko zapišemo kot
j = γE (13,34)
Joule-Lenzov zakon v diferencialni obliki
V prevodniku izberemo elementarno valjasto prostornino dV = dSdℓ (os cilindra sovpada s smerjo toka (slika 13.9)), katerega upor je 
... Po Joule-Lenzovem zakonu se bo v tem času v tem volumnu sproščala toplota
(13.35)
Imenuje se količina toplote, ki se sprosti na enoto časa v enoti prostornine specifična toplotna moč toka ... Ona je enaka
ω = ρ ∙ j 2 (13,36)
Z uporabo diferencialne oblike Ohmovega zakona (j = γE) in razmerja dobimo ω = j ∙ E = γ ∙ E 2 (13.37)
Primeri reševanja problemov
Primer. Tok v prevodniku enakomerno narašča odjaz 0 = 0 dojaz maks = 3A za čas τ = 6s. Določite nabojQprehaja skozi prevodnik.
dano: I 0 = 0; I max = 3A; τ = 6s .
Najti: Q.
Rešitev. Naboj dQ, ki poteka skozi presek prevodnika v času dt,
Glede na pogoj problema se tok enakomerno povečuje, t.j. I = kt, kjer je koeficient sorazmernosti
.
Potem lahko pišemo
Z integracijo (1) in zamenjavo izraza za k najdemo zahtevani naboj, ki prehaja skozi prevodnik:
Odgovori : Q = 9 Cl .
Primer. Na železnem vodilu (ρ = 7,87 g/cm 3 , М = 56 ∙ 10 -3 kg / mol) s prečnim prerezomS= 0,5 mm 2 tok tečejaz= 0,1 A. Določite povprečno hitrost urejenega (usmerjenega) gibanja elektronov ob predpostavki, da je število prostih elektronov na enoto prostornine prevodnika enako številu atomovn"na enoto prostornine prevodnika
dano: ρ = 7,87 g / cm 3, = 7,87 ∙ 10 3 kg / m 3; M = 56 ∙ 10 -3 kg / mol; I = 0,1 A; S = 0,5 mm 2 = 0,5 10 -6 m 2.
Najti:
.
Rešitev ... Gostota toka prevodnika
j = ne 
,
kje 
je povprečna hitrost urejenega gibanja elektronov v prevodniku, n je koncentracija elektronov (število elektronov na enoto prostornine); e = 1,6 ∙ 10 -19 C je naboj elektrona.
Glede na stanje problema,
(2)
(upoštevajte to 
, kjer je masa prevodnika; M je njegova molska masa N A = 6,02 ∙ 10 23 mol -1 - Avogadrova konstanta; 
- gostota železa).
Ob upoštevanju formule (2) in dejstva, da je gostota toka 
, izraz (1) lahko zapišemo kot
,
Od tod iskana hitrost urejenega gibanja elektronov
odgovor:
= 14,8 μm / s.
Primer. Odpornost homogene žiceR= 36 ohmov. Ugotovite, na koliko enakih segmentov je bila razrezana žica, če se je po njihovi vzporedni povezavi izkazalo, da je uporR 1 = 1 Ohm.
dano R= 36 Ohm;R 1 = 1 ohm.
Najti: N.
Rešitev. Neprerezano žico si lahko predstavljamo kot N serijsko povezanih uporov. Potem
kjer je r upor vsakega segmenta.
V primeru vzporedne povezave N dolžin žic
oz 
(2)
Iz izrazov (1) in (2) najdemo zahtevano število segmentov
odgovor: N = 6
Primer. Določite gostoto toka v bakreni žici z dolžino ℓ = 100 m, če je potencialna razlika na njenih koncih φ 1 -φ 2 = 10V. Upornost bakra ρ = 17 nOhm ∙ m.
dano ℓ = 100 m; φ 1 -φ 2 = 10 V; ρ = 17 nΩ ∙ m = 1,7 ∙ 10 -8 Ohm ∙ m.
Najti: j.
Rešitev. Po Ohmovem zakonu v diferencialni obliki,
kje 
- specifična električna prevodnost prevodnika; 
- jakost električnega polja znotraj homogenega prevodnika, izražena s potencialno razliko na koncih prevodnika in njegovo dolžino.
Če zamenjamo zapisane formule v izraz (1), najdemo zahtevano gostoto toka
odgovor: j = 5,88 MA / m 2.
Primer. Skozi žarnico teče tokjaz= 1A, temperatura premera volframove nitked 1 = 0,2 mm je enako 2000 ° C. Tok napajajo bakrene žice s prečnim prerezomS 2 = 5 mm 2 ... Določi jakost elektrostatičnega polja: 1) v volframu; 2) v bakru. Upornost volframa pri 0 ° C ρ 0 = 55 nΩ ∙ m, njegov temperaturni uporni koeficient α 1 = 0,0045 toče -1 , upornost bakra ρ 2 = 17 nOhm ∙ m.
dano: jaz= 1A;d 1 = 0,2 mm = 2 ∙ 10 -4 m; T = 2000 °C;S 2 = 5 mm 2 =5∙10 -6 m 2 ; ρ 0 = 55 nOhm ∙ m = 5,5 ∙ 10 -8 Ohm ∙ m: α 1 = 0,0045 °C -1 ; ρ 2 = 17 nOhm ∙ m = 1,7 ∙ 10 -8 Ohm ∙ m.
Najti: E 1; E 2.
Rešitev. Po Ohmovem zakonu v diferencialni obliki, gostota toka
(1)
kje 
- specifična električna prevodnost prevodnika; E je jakost električnega polja.
Upornost volframa se linearno spreminja s temperaturo:
ρ = ρ 0 (1 + αt). (2)
Gostota toka v volframu
(3)
Če v formulo (1) nadomestimo izraza (2) in (3), najdemo zahtevano jakost elektrostatičnega polja v volframu
.
Jakost elektrostatičnega polja v bakru
(upoštevajte to 
).
odgovor: 1) E 1 = 17,5 V / m; 2) E 2 = 3,4 mV / m.
Primer. Skozi upor prevodnikaR= 10 Ohm teče tok, tok raste linearno. Količina toploteQsprosti v prevodniku med τ = 10 s je enak 300 J. Določi nabojq, potekal v tem času vzdolž vodnika, če je v začetnimV trenutku, ko je tok v prevodniku enak nič.
dano: R= 10 Ohm; τ = 10 s;Q= 300J;jaz 0 =0.
Najti: q.
Rešitev.
Iz pogoja enakomernosti povečanja tokovne jakosti (pri I 0 = 0) sledi, da je I = kt, kjer je k koeficient sorazmernosti. Glede na to 
, lahko pišemo
dq = Idt = ktdt. (ena)
Nato integriramo izraz (1).
(2)
Da bi našli koeficient k, zapišemo Joule-Lenzov zakon za neskončno majhen časovni interval dt:
Z integracijo tega izraza od 0 do dobimo količino toplote, določeno v pogoju problema:
,
Kje najdemo k:
.
(3)
Če nadomestimo formulo (3) v izraz (2), določimo zahtevani naboj
odgovor: q = 15 Cl .
Primer. Določite gostoto električnega toka v bakreni žici (specifični upor ρ = 17nOhm ∙ m), če je specifična toplotna moč toka ω = 1,7J / (m 3 ∙ s) ..
dano: ρ = 17 nOhm ∙ m = 17 ∙ 10 -9 Ohm ∙ m; ω = 1,7 J / (m 3 ∙ s).
Najti: j.
Rešitev. V skladu z Joule-Lenzovim in Ohmovim zakonom v diferencialni obliki,
(1)
,
(2)
kjer sta γ in ρ specifična in upornost prevodnika. Iz zakona (2) dobimo, da je E = ρj. Če ta izraz nadomestimo v (1), najdemo zahtevano gostoto toka:
.
Odgovori : j = 10 kA / m 3.
Primer. Določite notranji upor tokovnega vira, če je v zunanjem vezju pri jakosti tokajaz 1 = 4A se razvije moč P 1 = 10 W in pri jakosti tokajaz 2 = 6A - moč P 2 = 12 W.
dano: jaz 1 = 4A; R 1 = 10 W;jaz 2 = 6A; R 2 = 12 W.
Najti: r.
Rešitev. Moč, ki jo razvije tok
in 
(1)
kjer sta R 1 in R 2 upora zunanjega vezja.
Po Ohmovem zakonu za zaprto vezje,
;
,
kjer je ε EMF vira. Z reševanjem teh dveh enačb za r dobimo
(2)
Odgovori : r = 0,25 ohmov.
Primer ... V vezje, sestavljeno iz vira EMF in upora zR= 10 Ohm, vklopite voltmeter, najprej vzporedno, nato pa zaporedno z uporom, odčitki voltmetra pa so enaki. Določite notranji uporrVir EMF, če je upor voltmetraR V = 500 ohmov.
dano: R= 10 Ohm;R V = 500 Ohm;U 1 = U 2 .
Najti: r.
R 
rešitev.
Glede na pogoj problema je voltmeter enkrat priključen na upor vzporedno (slika A), drugi je povezan zaporedno (slika B), njegovi odčitki pa so enaki.
Matematično se lahko izrazi v naslednji obliki:
kje w- moč sproščanja toplote na enoto prostornine, - gostoto električnega toka, - jakost električnega polja, σ - prevodnost medija.
Zakon je mogoče oblikovati tudi v integralni obliki za primer tokov, ki tečejo v tankih žicah:
V matematični obliki ima ta zakon obliko
kje dQ- količina toplote, ki se sprošča v določenem časovnem obdobju dt, jaz- trenutna moč, R- odpornost, Q- skupna količina toplote, ki se sprošča v določenem časovnem obdobju iz t 1 prej t 2... V primeru konstantne amperaže in upora:
Praktična vrednost
Zmanjšane izgube energije
Pri prenosu električne energije je toplotni učinek toka nezaželen, saj vodi do izgub energije. Ker je prenesena moč linearno odvisna tako od napetosti kot od toka, ogrevalna moč pa je kvadratno odvisna od toka, je prednost pred prenosom električne energije povečati napetost in s tem znižati jakost toka. Vendar pa povečanje napetosti zmanjša električno varnost daljnovodov.
Za uporabo visoke napetosti v tokokrogu je treba povečati upor obremenitve, da se ohrani enaka moč pri koristnem tovoru. Vodilne žice in obremenitev so povezane zaporedno. Odpornost žice () se lahko šteje za konstantno. Toda odpornost obremenitve () raste pri izbiri višje napetosti v omrežju. Poveča se tudi razmerje med obremenitvijo in odpornostjo žice. Ko so upori povezani zaporedno (žica - obremenitev - žica), je porazdelitev dodeljene moči () sorazmerna z uporom povezanih uporov.
Tok v omrežju je konstanten za vse upore. Zato je razmerje
In za vsak primer so konstante. Zato je moč, sproščena na žicah, obratno sorazmerna z uporom obremenitve, to pomeni, da se zmanjšuje z naraščajočo napetostjo, saj 
... Od koder to sledi. V vsakem posameznem primeru je vrednost konstantna, zato je toplota, ki nastane na žici, obratno sorazmerna s kvadratom napetosti pri porabniku.
Izbira žic za vezja
Toplota, ki jo tvori prevodnik s tokom, se v takšni ali drugačni meri sprošča notri okolje... V primeru, da jakost toka v izbranem prevodniku preseže določeno mejo dovoljena vrednost, je možno tako močno segrevanje, da lahko vodnik izzove požar v bližnjih predmetih ali se sam stopi. Praviloma je pri sestavljanju električnih tokokrogov dovolj upoštevati sprejete normativne dokumente, ki urejajo zlasti izbiro preseka prevodnika.
Električne grelne naprave
Če je moč toka vseskozi enaka električni tokokrog, potem na katerem koli izbranem območju, več toplote se bo ustvarilo, večji je upor tega območja.
Z namerno povečanjem upora dela vezja je mogoče doseči lokalizirano sproščanje toplote v tem delu. Temu načelu sledi električni grelniki... Uporabljajo grelni element- prevodnik z visoko odpornostjo. Povečanje upornosti se doseže (skupaj ali ločeno) z izbiro zlitine z visoko upornostjo (na primer nikrom, konstantan), povečanjem dolžine prevodnika in zmanjšanjem njegovega preseka. Svinčene žice imajo običajno nizek upor, zato je segrevanje običajno neopazno.
Varovalke
Za zaščito električnih tokokrogov pred pretokom pretirano visokih tokov se uporablja kos prevodnika s posebnimi lastnostmi. To je vodnik sorazmerno majhnega preseka in izdelan iz takšne zlitine, da ga pri dovoljenih tokovih segrevanje prevodnika ne pregreje, pri prevelikem pregrevanju prevodnika pa je tako pomembno, da se vodnik stopi in odpre. vezje.
Poglej tudi
Opombe (uredi)
Povezave
- Učinkovita fizika. Joule-Lenz Law Web Archive Copy
- http://elib.ispu.ru/library/physics/tom2/2_3.html Joule-Lenzov zakon
- http://eltok.edunet.uz/dglens.htm Zakoni DC. Joule-Lenzov zakon
- http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00023/23600.htm TSB. Joule-Lenzov zakon
- http://e-science.ru/physics/theory/?t=27 Joule-Lenzov zakon
Fundacija Wikimedia. 2010.
Poglejte, kaj je "Joule-Lenzov zakon" v drugih slovarjih:
- (imenovan po angleškem fiziku Jamesu Joulu in ruski fiziki Emiliji Lenz, ki sta ga leta 1840 odkrila hkrati, a neodvisno drug od drugega) zakon, ki kvantificiranje toplotno delovanje električnega toka. Ko tok teče skozi ... ... Wikipedijo
JOLE-LENTZEV ZAKON- zakon, ki določa toplotni učinek električnega toka; po tem zakonu je količina toplote Q, ki se sprosti v prevodniku, ko skozenj teče enosmerni električni tok, enaka zmnožku kvadrata toka I, upora ... ... Velika politehniška enciklopedija
Joule-Lenzov zakon- - [Ya.N. Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Y.S.Kabirov. Angleško ruski slovar elektrotehnike in elektroenergetike, Moskva, 1999] Predmeti elektrotehnike, osnovni pojmi EN Joule Lenzov zakon Joulov zakon ... Priročnik za tehnični prevajalec
Joule-Lenzov zakon
Joule-Lenzov zakon- Joule o dėsnis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. Joulov zakon vok. Joulesches Gesetz, n rus. Joule Lenzov zakon, m pranc. loi de Joule, f ryšiai: sinonimas - Džaulio dėsnis… Automatikos terminų žodynas
joulov zakon- Džaulio dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joulov zakon vok. Joule Lentzsches Gesetz, n; Joulesches Gesetz, n rus. Joulov zakon, m; Joule Lenzov zakon, m pranc. loi de Joule, f ... Fizikos terminų žodynas
Joule-Lenzov zakon- količina toplote Q, ki se sprosti na enoto časa v odseku električnega tokokroga z uporom R, ko skozenj teče enosmerni tok I, je enaka Q = RI2. Zakon je leta 1841 ustanovil J. P. Joule (1818 1889) in ga leta 1842 potrdil z natančnim ... ... Koncepti sodobnega naravoslovja. Slovarček osnovnih izrazov
Določi količino toplote Q, ki se sprosti v prevodniku z uporom L v času t, ko skozenj teče tok I: Q = aI2Rt. Coeff. sorazmernost in je odvisna od izbire enote. meritve: če se meri I v amperih, R v ohmih, t v sekundah, potem ... ... Fizična enciklopedija
Zdravo. Joule-Lenzov zakon je malo verjeten, ko ga potrebujete, vendar je vključen osnovni tečaj elektrotehnike, zato vam bom zdaj povedal o tem zakonu.
Joule-Lenzov zakon sta odkrila dva velika znanstvenika neodvisno drug od drugega: leta 1841 James Prescot Joule, angleški znanstvenik, ki je veliko prispeval k razvoju termodinamike. 
in leta 1842 Emiliy Christianovich Lenz, ruski znanstvenik nemškega porekla, ki je veliko prispeval k elektrotehniki. Ker je odkritje obeh znanstvenikov potekalo skoraj istočasno in neodvisno drug od drugega, je bilo odločeno, da se zakon imenuje dvojno ime ali bolje rečeno priimek. 
Ne pozabite, ko sem rekel, in ne samo on, da električni tok segreje prevodnike, skozi katere teče. Joule in Lenz sta našla formulo, s katero je mogoče izračunati količino proizvedene toplote.
Torej je na začetku formula izgledala takole:
Merska enota za to formulo je bila kalorije in za to je bil "odgovoren" koeficient k, ki je enak 0,24, torej formula za pridobivanje podatkov v kalorijah izgleda takole: 
Ker pa je bila v merilnem sistemu SI zaradi velikega števila merjenih veličin in izogibanja zmedi sprejeta oznaka joule, se je formula nekoliko spremenila. k je postal enak eni, zato koeficient ni bil več zapisan v formuli in je začel izgledati takole:
Tukaj: Q - količina proizvedene toplote, merjena v Joulih (oznaka v sistemu SI - J);
I je tok, merjen v amperih, A;
R - upor, merjen v Ohmih, Ohmih;
t je čas, merjen v sekundah, s;
in U je napetost, merjena v voltih, V.
Pozorno poglejte, ali vas en del te formule na kaj spominja? In natančneje? Toda to je moč, oziroma formula moči iz Ohmovega zakona. In če sem iskren, še nikoli nisem videl takšne predstavitve Joule-Lenzovega zakona na internetu:
Zdaj se spomnimo mnemoične tabele in dobimo vsaj tri formulne izraze Joule-Lenzovega zakona, odvisno od tega, katere količine poznamo: 
Zdi se, da je vse zelo preprosto, vendar se nam zdi šele, ko ta zakon že poznamo, nato pa sta ga oba velika znanstvenika odkrila ne teoretično, ampak eksperimentalno in sta ga nato lahko teoretično utemeljila.
Kje lahko ta Joule-Lenzov zakon pride prav?
V elektrotehniki obstaja koncept dolgotrajnega dovoljenega toka, ki teče skozi žice. To je tok, ki ga žica lahko prenese dolgo časa(torej neskončno dolgo), ne da bi uničili žico (in izolacijo, če je, ker je žica lahko brez izolacije). Seveda lahko zdaj podatke vzamete iz PUE (Pravila o električnih inštalacijah), vendar ste te podatke prejeli izključno na podlagi zakona Joule-Lenz.
V elektrotehniki se uporabljajo tudi varovalke. Njihova glavna kakovost je zanesljivost delovanja. Za to se uporablja prevodnik določenega preseka. Če poznate tališče takega prevodnika, lahko izračunate količino toplote, ki je potrebna, da se prevodnik tali, da teče skozi njega. velike vrednosti tok, z izračunom toka pa lahko izračunaš upor, ki ga mora imeti tak prevodnik. Na splošno, kot ste že razumeli, lahko z uporabo zakona Joule-Lenz izračunate presek ali upor (vrednosti so medsebojno odvisne) prevodnika za varovalko.
Ne pozabite tudi, da smo se pogovarjali. Tam sem na primeru žarnice povedal paradoks, da močnejša svetilka v zaporedni povezavi sveti šibkeje. In verjetno se spomnite, zakaj: padec napetosti na uporu je močnejši, manjši je upor. In ker je moč in napetost zelo pade, se izkaže, da bo oddajal velik upor veliko število toplote, to pomeni, da se bo tok moral bolj potruditi, da premaga velik upor. In količino toplote, ki jo bo tok sprostil v tem primeru, je mogoče izračunati z uporabo Joule-Lenzovega zakona. Če vzamemo serijsko povezavo uporov, je bolje uporabiti izraz skozi kvadrat toka, to je prvotno obliko formule:
In za vzporedno povezavo uporov, ker je tok v vzporednih vejah odvisen od upora, medtem ko je napetost na vsaki vzporedni veji enaka, je formula najbolje predstavljena glede na napetost:
Vsi uporabljate primere Joule-Lenzovega zakona Vsakdanje življenje- najprej so to vse vrste ogrevalnih naprav. Praviloma uporabljajo nikrom žico, debelina (prerez) in dolžina prevodnika pa sta izbrana ob upoštevanju, da dolgotrajna toplotna izpostavljenost ne vodi do hitrega uničenja žice. Na popolnoma enak način dosežejo sijaj volframove žarilne nitke v žarnici. Isti zakon določa stopnjo možnega segrevanja skoraj vsake električne in elektronske naprave.
Na splošno ima Joule-Lenzov zakon kljub navidezni preprostosti zelo veliko vlogo v našem življenju. Ta zakon je dal velik zagon za teoretične izračune: sproščanje toplote s tokovi, izračun specifične temperature loka, prevodnika in katerega koli drugega električno prevodnega materiala, izguba električne energije v toplotnem ekvivalentu itd.
Morda boste vprašali, kako pretvoriti Joule v Watts in to je lepo pogosto vprašanje v internetu. Čeprav je vprašanje nekoliko napačno, boste med branjem razumeli, zakaj. Odgovor je precej preprost: 1 J = 0,000278 W * ura, medtem ko 1 W * ura = 3600 Joulov. Naj vas spomnim, da se trenutna poraba energije meri v vatih, torej se neposredno uporablja, ko je vezje vklopljeno. In Joule določa delo električnega toka, to je moč toka v določenem časovnem obdobju. Ne pozabite, da sem v Ohmovem zakonu podal alegorično situacijo. Tok je denar, napetost je trgovina, upor je občutek za sorazmernost in denar, moč je količina izdelkov, ki jih lahko odnesete (odnesete) naenkrat, a kako daleč, kako hitro in kolikokrat jih lahko odnesete stran je delo... To pomeni, da je nemogoče primerjati delo in moč, lahko pa ga izrazimo v enotah, ki so nam bolj razumljive: vati in ure.
Mislim, da vam zdaj ne bo težko uporabiti Joule-Lenzovega zakona v praksi in teoriji, če je potrebno, in celo narediti pretvorbo Joulov v Watts in obratno. In zahvaljujoč razumevanju, da je Joule-Lenzov zakon produkt električne moči in časa, si ga lahko lažje zapomnite, in tudi če nenadoma pozabite na osnovno formulo, potem lahko s spominom samo na Ohmov zakon spet dobite Joule-Lenzov zakon. zakon. In na tem se poslovim od tebe.
Prenos električne energije med gibanjem toka v drugo energijo se zgodi na molekularni ravni. Med tem postopkom se temperatura prevodnika za določeno količino dvigne. opisuje ta pojav interakcija atomov in ionov tokovnega prevodnika s tokovnimi elektroni. 
Lastnosti električne energije
Med premikanjem po kovinskem prevodniku elektroni trčijo z veliko naključno nameščenimi tujimi delci. Občasno se zaradi stika iz nevtralne molekule sprostijo novi elektroni. Pozitivni ion nastane iz molekule in izgine v elektronu kinetična energija... Včasih obstaja druga možnost - tvorba molekule nevtralnega tipa zaradi kombinacije pozitivnega iona in elektrona.
Vse te procese spremlja poraba določene količine energije, ki se nato pretvori v toploto. Premagovanje upora med vsemi temi gibi določa porabo energije in pretvorbo za to potrebnega dela v toploto.
Parametri R so enaki tistim pri standardni upornosti. V takšni ali drugačni meri se določena količina energije pretvori v toploto, ko tok teče skozi kateri koli prevodnik. Prav to preobrazbo obravnava Joule-Lenzov zakon.
Formula in njene komponente
Prehod rezultatov tokovnega dela v notranjo energijo prevodnika potrjujejo številni poskusi. Po kopičenju kritičnega volumna se presežek energije s segrevanjem prevodnika vrača v okoliška telesa.
Klasična formula za izračun za ta pojav:
Q vzamemo za označevanje količine sproščene toplote in jo nadomestimo z A. Sedaj, v dobljenem izrazu Q = U * I * t, zamenjamo U = IR in izpeljemo klasično Joule-Lenzovo formulo: 
V diagramih verižnih verig bo ta osnovna formula najprimernejša metoda za izračune. V tem primeru v vseh prevodnikih ostane jakost toka vedno enaka. Količina sproščene toplote je sorazmerna z uporom vsakega od razpoložljivih prevodnikov.
Toda z vzporedno povezavo bo napetost na koncih enaka, nazivna vrednost električnega toka v vsakem elementu pa se bistveno razlikuje. Lahko se trdi, da obstaja obratno sorazmerje med količino toplote in prevodnostjo enega samega prevodnika. Tukaj je formula bolj primerna:
Q = (U2 / R) t
Praktični primeri pojava toplotnega delovanja toka
Številni raziskovalci in znanstveniki so preučevali značilnosti toka električne energije. Toda najbolj impresivne rezultate sta dosegla ruski znanstvenik Emiliy Christianovich Lenz in Anglež James Joule. Neodvisno drug od drugega je bil oblikovan zakon, s pomočjo katerega je bila narejena ocena toplote, pridobljene v procesu delovanja elektrike na prevodnik. Končni izraz je dobil ime po njegovih avtorjih.
Nekaj primerov vam lahko pomaga razumeti naravo in značilnosti izpostavljenost toploti tok.
Grelne naprave
Funkcijo ogrevanja pri konstrukciji takšnih naprav izvaja kovinska spirala. Če je potrebno ogrevati vodo, je pomembno vzdrževati ravnovesje med parametri omrežne energije in izmenjave toplote. Namestitev spirale se izvaja izolirano.
Naloge zmanjševanja energetskih izgub se rešujejo na različne načine. Ena od možnosti je povečanje napetosti, vendar je to preobremenjeno z zmanjšanjem stopnje obratovalne varnosti vodov.
Uporablja se tudi metoda izbire žic, pri kateri je toplotna izguba odvisna od lastnosti različne kovine in zlitine. Proizvodnja spiral se izvaja iz materialov, namenjenih za delo z velikimi obremenitvami.
Žarnica z žarilno nitko
Odkritje Joule-Lenzovega zakona je prispevalo k hitremu napredku elektrotehnike. Še posebej indikativen ostaja primer njegove uporabe za svetlobne elemente.
V notranjost takšne žarnice je narisana volframova nit. Celoten proces temelji na visoki upornost in ognjevzdržnost te kovine.
Preoblikovanje energije v toploto povzroči učinek segrevanja in žarenja spirale. Slaba stran je vedno poraba glavne količine energije za ogrevanje, sam sijaj pa se izvede zaradi njegovega majhnega dela.
Za natančnejše razumevanje tega procesa je uveden koncept, kot je koeficient koristno dejanje, s katerim se določi učinkovitost poteka dela.
Električni lok
V tem primeru govorimo o močnem viru svetlobe in načinu varjenja kovinskih konstrukcij.
Načelo takšnega procesa je povezava tokovnega vira velike moči in minimalne napetosti na par premogovnih palic, čemur sledi stik teh elementov.
Varovalke za gospodinjstvo
Pri uporabi električnih tokokrogov se uporabljajo posebne naprave. Glavni element takšnih varovalk bo nizko talilna žica. Privit je v porcelanasto ohišje, ki se prilega vpenjalu.
Kot del skupnega vezja se tak prevodnik topi in odpira omrežje z močnim povečanjem sproščanja toplote.
Fizika 8. razred: Joule-Lenzov zakon
Podrobna študija prehoda električne energije skozi prevodnik in segrevanja, ki se pri tem pojavi, je opisana v šolski kurikulum... Praktični primeri kažejo vse nianse, ki vplivajo na obseg toplotnega učinka toka.
Načrt za izvedbo usposabljanja je običajno sestavljen na naslednji način:
- Potrebni poskusi za prikaz odvisnosti volumna toplote od upora in jakosti toka.
- Podrobna študija Joule-Lenzovega zakona, njegove osnovne formule in pomena vseh njegovih komponent.
- Zgodovinska dejstva, ki izključujejo verjetnost plagiatorstva obeh avtorjev.
- Povzemanje splošnih rezultatov lekcije.
- Praktična aplikacija za izvajanje izračunov.
- Reševanje težav na podlagi prejetih informacij.
Material je med domačo nalogo fiksiran za oceno količine toplote, ki nastane med pretokom toka skozi prevodnik z navedenimi parametri.
