Tajribalar natijasida ma'lum bo'ldiki, o'tkazgichdan o'tganda tok hosil qiladigan issiqlik miqdori o'tkazgichning o'zi qarshiligiga, tok kuchiga va uning o'tish vaqtiga bog'liq.
Bu fizik qonun birinchi marta 1841 yilda ingliz fizigi Joul tomonidan, biroz keyinroq (1844 yilda) mustaqil ravishda rus akademigi Emil Kristianovich Lenz (1804 - 1865) tomonidan o'rnatilgan.
Supero'tkazuvchilar oqim bilan qizdirilganda yuzaga keladigan miqdoriy munosabatlar Joul-Lenz qonuni deb ataladi.
Yuqorida aytilgan edi:
1 kal = 0,472 kgm bo'lganligi sababli
Shunday qilib,
1 J = 0,24 kal.
Energiya elektr toki formula bilan aniqlanadi
A = I 2× r × t J.
Oqim energiyasi isitish uchun ishlatilganligi sababli, o'tkazgichdagi oqim tomonidan hosil bo'ladigan issiqlik miqdori quyidagilarga teng:
Q= 0,24 × I 2× r × t kal.
Joule-Lenz qonunini ifodalovchi ushbu formula o‘tkazgichdan o‘tuvchi tokning kaloriyalarda hosil bo‘ladigan issiqlik miqdori 0,24 koeffitsientga tokning amperdagi kvadratiga ko‘paytirilishiga, qarshilikka teng bo‘lgan qonunni ko‘rsatadi va belgilaydi. ohm va soniyalarda vaqt.
Video - "Joule-Lenz qonuni, fizika 8-sinf":
1-misol. Qarshiligi 2 Om bo‘lgan o‘tkazgichdan 3 minut o‘tganda 6 A tok qancha issiqlik hosil qilishini aniqlang.
Q= 0,24 × I 2× r × t= 0,24 × 36 × 2 × 180 = 3110,4 kal.
Joul-Lenz qonunining formulasini quyidagicha yozish mumkin:
Q= 0,24 × I × I × r × t ,
va beri I × r = U, keyin yozishingiz mumkin:
Q= 0,24 × I × U× t kal.
2-misol. Elektr pechkasi 120 V tarmoqqa ulangan pechning spirali orqali oqadigan oqim 5 A. Oqim 2 soat ichida qancha issiqlik chiqarishini aniqlash kerak.
Q= 0,24 × I × U× t= 0,24 × 5 × 120 × 7200 = 1,036,800 kal = 1036,8 kkal.
Video - "Elektr toki bilan isitish o'tkazgichlari":
E. H. Lenz tajribalarni umumlashtirdi elektromagnit induksiya, bu umumlashtirishni "Lenz qoidasi" shaklida taqdim etadi. Lenz elektr mashinalari nazariyasi bo'yicha o'z ishlarida doimiy tok mashinalarida "armatura reaktsiyasi" hodisasini o'rganib chiqdi va elektr mashinalarining teskariligi printsipini isbotladi. Yakobi bilan ishlagan Lenz elektromagnitlarning tortishish kuchini o'rgandi va magnit momentning magnitlanish kuchiga bog'liqligini aniqladi.
12 (24) fevral 1804 - 29 yanvar (10 fevral), 1865 (60 yil)
Lenz Sankt-Peterburg Fanlar akademiyasining a'zosi va Sankt-Peterburg universiteti rektori edi.
Bir hil o'tkazgichni ko'rib chiqaylik, uning uchlariga U kuchlanish qo'llaniladi, dt vaqt ichida o'tkazgichning kesimi orqali dq = Idt zaryad o'tkaziladi. Chunki oqim dq zaryadning ta'sir ostidagi harakatini ifodalaydi elektr maydoni, u holda oqimning ishi teng bo'ladi
dA=Udq =IU dt (13.28)
Supero'tkazuvchilar qarshiligi R bo'lsa, Ohm qonunidan foydalanib, biz olamiz
Joriy quvvat
(13.30)
Agar tok statsionar metall o'tkazgichdan o'tsa, u holda tok tomonidan bajarilgan barcha ish uni isitish uchun ketadi va energiya saqlanish qonuniga ko'ra,
(13.31)
Shunday qilib, (13.28) va (13.31) ifodalardan foydalanib, biz olamiz
(13.32)
ifoda ifodalaydi Joule-Lenz qonuni , eksperimental ravishda Joule va Lenz tomonidan mustaqil ravishda tashkil etilgan.
§ 13.7 Ohm va Joule-Lenz qonunlari differentsial shaklda.
Qarshilik ifodasini Ohm qonuniga almashtirib, biz olamiz
(13.33)
qiymati qayerda 
, qarshilikning o'zaro nisbati deyiladi elektr o'tkazuvchanligi
Supero'tkazuvchilar moddalar. Uning birligi siemens boshiga metr (S/m).
Shuni hisobga olib 
- o'tkazgichdagi elektr maydon kuchi, 
- tok zichligi, formulani shunday yozish mumkin
j = gE (13.34)
Differensial shakldagi Joule-Lenz qonuni
O'tkazgichdagi elementar silindrsimon hajmni dV=dSdℓ tanlaymiz (silindr o'qi tok yo'nalishiga to'g'ri keladi (13.9-rasm)), uning qarshiligi. 
. Joule-Lenz qonuniga ko'ra, vaqt o'tishi bilan bu hajmda issiqlik chiqariladi
(13.35)
Birlik hajmda vaqt birligida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori deyiladi o'ziga xos termal oqim kuchi . Bu teng
ō= r∙j 2 (13.36)
Om qonunining differensial shakli (j = gE) va munosabatdan foydalanib, ō= j∙E=g∙E 2 ni olamiz. (13.37)
Muammoni hal qilishga misollar
Misol. Supero'tkazuvchilardagi oqim kuchi bir xilda ortadiI 0 =0 gachaI maks t=6s vaqt uchun =3A. To'lovni aniqlangQ, konduktor bo'ylab o'tdi.
Berilgan: I 0 =0; I max =3A; t=6s .
Toping: Q.
Yechim. dt vaqtida o'tkazgichning ko'ndalang kesimidan o'tgan dQ zaryad,
Muammoning shartlariga ko'ra, oqim kuchi bir xilda oshadi, ya'ni. I=kt, bu erda proportsionallik koeffitsienti
.
Keyin yozishimiz mumkin
(1) ni integrallash va k ifodasini o'rniga qo'yish orqali biz o'tkazgichdan o'tadigan kerakli zaryadni topamiz:
Javob : Q=9 Cl .
Misol. Temir o'tkazgich orqali (ρ =7,87 g/sm 3 , M=56∙10 -3 kg/mol) kesmaS=0,5 mm 2 oqim oqimlariI=0,1 A. o'tkazgich hajmining birligiga to'g'ri keladigan erkin elektronlar soni atomlar soniga teng deb hisoblab, elektronlarning tartiblangan (yo'nalishli) harakatining o'rtacha tezligini aniqlang.n" o'tkazgichning birlik hajmiga
Berilgan: r=7,87 g/sm 3,= 7,87∙10 3 kg/m 3; M=56∙10 -3 kg/mol; I=0,1A; S=0,5 mm 2 =0,5 10 -6 m 2.
Toping:
.
Yechim . O'tkazgichdagi oqim zichligi
j=ne 
,
Qayerda 
- o'tkazgichdagi elektronlarning tartibli harakatining o'rtacha tezligi n - elektron konsentratsiyasi (hajm birligidagi elektronlar soni); e=1,6∙10 -19 C – elektron zaryad.
Muammo shartlariga ko'ra,
(2)
(buni hisobga oling 
, o'tkazgichning massasi qayerda; M – uning molyar massasi N A = 6,02∙10 23 mol -1 – Avogadro doimiysi; 
- temir zichligi).
Formula (2) ni hisobga olgan holda va oqim zichligi 
, ifoda (1) kabi yozilishi mumkin
,
Tartiblangan elektron harakatining istalgan tezligi qayerdan keladi?
Javob:
=14,8 mkm/s.
Misol. Bir hil simga qarshilikR=36 Ohm. Sim nechta teng bo'laklarga kesilganligini aniqlang, agar ularni parallel ulagandan so'ng qarshilik teng bo'lsa.R 1 =1Ohm.
Berilgan R=36 Ohm;R 1 =1 Om.
Toping: N.
Yechim. Kesilmagan sim ketma-ket ulangan N qarshilik sifatida ifodalanishi mumkin. Keyin
bu erda r - har bir segmentning qarshiligi.
N simli uchastkalarni parallel ulashda
yoki 
(2)
(1) va (2) ifodalardan biz kerakli segmentlar sonini topamiz
Javob: N=6
Misol. Uzunligi ℓ=100 m bo'lgan mis simdagi tok zichligini aniqlang, agar uning uchlaridagi potensiallar farqi ph bo'lsa. 1 -φ 2 =10V. Mis qarshiligi r =17 nOm∙m.
Berilgan ℓ=100 m; ph 1 -φ 2 =10V; r =17 nOm∙m=1,7∙10 -8 Om∙m.
Toping: j.
Yechim. Differensial shaklda Ohm qonuniga ko'ra,
Qayerda 
- o'tkazgichning o'ziga xos elektr o'tkazuvchanligi; 
- o'tkazgichning uchlari va uning uzunligidagi potentsiallar farqi orqali ifodalangan bir hil o'tkazgich ichidagi elektr maydon kuchi.
Yozilgan formulalarni (1) ifodaga almashtirib, biz kerakli oqim zichligini topamiz
Javob: j=5,88 MA/m2.
Misol. Oqim akkor chiroq orqali oqadiI=1A, Volfram filament diametrining haroratid 1 =0,2 mm 2000ºS ga teng. Oqim kesimli mis simlar bilan ta'minlanadiS 2 =5 mm 2 . Elektrostatik maydon kuchini aniqlang: 1) volframda; 2) misda. 0ºS r da volfram qarshiligi 0 =55 nOm∙ m, uning qarshilikning harorat koeffitsienti a 1 =0,0045 daraja -1 , misning qarshiligi r 2 =17nOm∙m.
Berilgan: I=1A;d 1 =0,2 mm=2∙10 -4 m; T= 2000ºS;S 2 =5 mm 2 =5∙10 -6 m 2 ; ρ 0 =55 nOm∙m= 5,5∙10 -8 Ohm∙m: a 1 =0,0045ºS -1 ; ρ 2 =17nOm∙m=1,7∙10 -8 Om∙m.
Toping: E 1; E 2.
Yechim. Differensial shaklda Ohm qonuniga ko'ra, oqim zichligi
(1)
Qayerda 
- o'tkazgichning o'ziga xos elektr o'tkazuvchanligi; E - elektr maydon kuchi.
Volframning qarshiligi haroratga qarab chiziqli qonunga muvofiq o'zgaradi:
r=r 0 (1+at). (2)
Volframdagi oqim zichligi
(3)
(2) va (3) iboralarni (1) formulaga almashtirib, volframdagi kerakli elektrostatik maydon kuchini topamiz.
.
Misdagi elektrostatik maydon kuchi
(buni hisobga oling 
).
Javob: 1) E 1 =17,5 V/m; 2) E 2 =3,4 mV/m.
Misol. Qarshilikka ega bo'lgan o'tkazgich orqaliR=10 Ohm oqim oqadi, oqim chiziqli ravishda ortadi. Issiqlik miqdoriQ, t = 10 s vaqt davomida o'tkazgichda chiqarilgan, 300 J ga teng. Zaryadni aniqlangq, bu vaqt ichida o'tkazgich orqali o'tdi, agar dastlabmvaqt momentida o'tkazgichdagi oqim nolga teng.
Berilgan: R=10 Ohm; t=10s;Q=300J;I 0 =0.
Toping: q.
Yechim.
Tok kuchining bir xil ortishi shartidan (I 0 =0 da) I=kt, bunda k - mutanosiblik koeffitsienti kelib chiqadi. Shuni hisobga olib 
, yozishimiz mumkin
dq=Idt=ktdt. (1)
U holda (1) ifodani integrallaylik
(2)
k koeffitsientini topish uchun cheksiz kichik dt vaqt davri uchun Joul-Lenz qonunini yozamiz:
Ushbu ifodani 0 dan integrallash orqali biz muammo bayonida ko'rsatilgan issiqlik miqdorini olamiz:
,
kni qayerdan topamiz:
.
(3)
(3) formulani (2) ifodaga almashtirib, kerakli zaryadni aniqlaymiz
Javob: q=15 Cl .
Misol. Mis simdagi elektr tokining zichligini aniqlang (o'ziga xos qarshilik r=17 nOm∙m), agar tokning solishtirma issiqlik quvvati ō=1,7 J/(m) bo'lsa. 3 ∙s)..
Berilgan: r=17nOm∙m=17∙10 -9 Om∙m; ō=1,7J/(m 3 ∙s).
Toping: j.
Yechim. Joule-Lenz va Om qonunlariga ko'ra, differentsial shaklda,
(1)
,
(2)
bu erda g va r mos ravishda o'tkazgichning o'ziga xosligi va qarshiligi. (2) qonundan biz E = rj ni olamiz. Ushbu ifodani (1) ga almashtirib, biz kerakli oqim zichligini topamiz:
.
Javob : j=10 kA/m 3 .
Misol. Agar tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim bo'lsa, oqim manbaining ichki qarshiligini aniqlangI 1 =4A quvvat P rivojlanadi 1 =10 Vt va oqim kuchidaI 2 =6A - quvvat P 2 =12 Vt.
Berilgan: I 1 =4A; R 1 =10 Vt;I 2 =6A; R 2 =12 Vt.
Toping: r.
Yechim. Oqim tomonidan ishlab chiqilgan quvvat
Va 
(1)
bu erda R 1 va R 2 tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiliklari.
Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan Ohm qonuniga ko'ra,
;
,
bu erda e - manbaning emf. Ushbu ikkita tenglamani r uchun yechish, biz olamiz
(2)
Javob : r=0,25 Ohm.
Misol . EMF manbai va qarshilikka ega qarshilikdan iborat bo'lgan sxemadaR=10 Om, voltmetrni birinchi navbatda qarshilik bilan parallel, keyin esa ketma-ket yoqing va voltmetr ko'rsatkichlari bir xil bo'ladi. Ichki qarshilikni aniqlangrEMF manbai, agar voltmetrning qarshiligiR V =500 Ohm.
Berilgan: R=10 Ohm;R V =500 Ohm;U 1 = U 2 .
Toping: r.
R 
qaror.
Muammoning shartlariga ko'ra, voltmetr rezistorga bir marta parallel ravishda (a-rasm), ikkinchi marta ketma-ket (b-rasm) ulanadi va uning ko'rsatkichlari bir xil bo'ladi.
Matematik jihatdan quyidagi shaklda ifodalanishi mumkin:
Qayerda w- hajm birligiga issiqlik ishlab chiqarish quvvati, - elektr tokining zichligi, - elektr maydon kuchi, σ - muhitning o'tkazuvchanligi.
Qonun, shuningdek, ingichka simlarda oqim oqimi uchun integral shaklda ham tuzilishi mumkin:
Matematik shaklda bu qonun shaklga ega
Qayerda dQ- ma'lum vaqt davomida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori dt, I- joriy quvvat, R- qarshilik, Q-dan vaqt davomida chiqarilgan issiqlikning umumiy miqdori t 1 oldin t 2. Doimiy oqim va qarshilik holatida:
Amaliy ahamiyati
Energiya yo'qotishlarining kamayishi
Elektr energiyasini uzatishda oqimning issiqlik ta'siri istalmagan, chunki bu energiya yo'qotilishiga olib keladi. Uzatilgan quvvat ham kuchlanishga, ham oqimga chiziqli bog'liq bo'lgani uchun va isitish quvvati kvadratik ravishda oqimga bog'liq bo'lganligi sababli, elektr tokini uzatishdan oldin kuchlanishni oshirish va shu bilan oqimni kamaytirish foydalidir. Biroq, kuchlanish kuchayishi elektr uzatish liniyalarining elektr xavfsizligini pasaytiradi.
Foydali yukda bir xil quvvatni saqlab turish uchun zanjirda yuqori kuchlanishni qo'llash uchun yuk qarshiligini oshirish kerak. Besleme simlari va yuk ketma-ket ulanadi. Tel qarshiligi () doimiy deb hisoblanishi mumkin. Ammo tarmoqdagi yuqori kuchlanishni tanlashda yuk qarshiligi () ortadi. Yuk qarshiligining sim qarshiligiga nisbati ham ortadi. Qarshiliklar ketma-ket ulanganda (sim - yuk - sim), chiqarilgan quvvatning taqsimlanishi () ulangan qarshiliklarning qarshiligiga proportsionaldir.
Tarmoqdagi oqim barcha qarshiliklar uchun doimiydir. Shuning uchun, munosabat
Va har bir aniq holatda doimiylar mavjud. Shunday qilib, simlarda chiqarilgan quvvat yuk qarshiligiga teskari proportsionaldir, ya'ni kuchlanish kuchayishi bilan kamayadi, chunki 
. Bu nimadan kelib chiqadi. Har bir aniq holatda, qiymat doimiydir, shuning uchun simda hosil bo'ladigan issiqlik iste'molchidagi kuchlanish kvadratiga teskari proportsionaldir.
Zanjirlar uchun simlarni tanlash
Oqim o'tkazuvchi o'tkazgich tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlik turli darajada chiqariladi muhit. Tanlangan o'tkazgichdagi oqim kuchi ma'lum chegaradan oshsa ruxsat etilgan qiymat, shunday qizg'in isitish o'tkazgich yaqin atrofdagi ob'ektlarda yong'inga olib kelishi yoki o'zini eritishi mumkin. Qoida tariqasida, elektr zanjirlarini yig'ishda, xususan, o'tkazgichning kesimini tanlashni tartibga soluvchi qabul qilingan me'yoriy hujjatlarga rioya qilish kifoya.
Elektr isitish moslamalari
Agar joriy quvvat butun davomida bir xil bo'lsa elektr zanjiri, keyin har qanday tanlangan sohada ko'proq issiqlik hosil bo'ladi, bu hududning qarshiligi qanchalik baland.
Devrenning bir qismining qarshiligini ataylab oshirib, bu qismda mahalliy issiqlik hosil bo'lishiga erishish mumkin. Ular ushbu printsip asosida ishlaydi elektr isitish moslamalari. Ular foydalanadilar isitish elementi- yuqori qarshilikka ega o'tkazgich. Qarshilikni oshirish (birgalikda yoki alohida) yuqori qarshilikka ega (masalan, nikrom, konstantan) qotishma tanlash, o'tkazgich uzunligini oshirish va uning kesimini kamaytirish orqali erishiladi. Qo'rg'oshin simlari odatda past qarshilikka ega va shuning uchun ularning isishi odatda sezilmaydi.
Sigortalar
Elektr zanjirlarini haddan tashqari yuqori oqim oqimidan himoya qilish uchun maxsus xususiyatlarga ega bo'lgan o'tkazgichning bir qismi ishlatiladi. Bu nisbatan kichik kesimli o'tkazgich bo'lib, shunday qotishmadan qilinganki, ruxsat etilgan oqimlarda o'tkazgich qizib ketmaydi, lekin haddan tashqari yuqori oqimlarda o'tkazgichning haddan tashqari qizishi shunchalik muhimki, o'tkazgich eriydi va eriydi. zanjirni ochadi.
Shuningdek qarang
Eslatmalar
Havolalar
- Samarali fizika. Joule-Lenz qonunining veb-arxivdan nusxasi
- http://elib.ispu.ru/library/physics/tom2/2_3.html Joule-Lenz qonuni
- http://eltok.edunet.uz/dglens.htm To'g'ridan-to'g'ri oqim qonunlari. Joule-Lenz qonuni
- http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00023/23600.htm TSB. Joule-Lenz qonuni
- http://e-science.ru/physics/theory/?t=27 Joule-Lenz qonuni
Wikimedia fondi. 2010 yil.
Boshqa lug'atlarda "Joule-Lenz qonuni" nima ekanligini ko'ring:
- (1840 yilda uni bir vaqtning o'zida, lekin mustaqil ravishda kashf etgan ingliz fizigi Jeyms Joul va rus fizigi Emilius Lenz sharafiga nomlangan) qonunni beradigan qonun. miqdoriy aniqlash elektr tokining termal ta'siri. Oqim o'tganda... ... Vikipediya
JOUL-LENZ QONUNI- elektr tokining issiqlik ta'sirini belgilovchi qonun; Ushbu qonunga ko'ra, o'tkazgichdan to'g'ridan-to'g'ri elektr toki o'tganda ajraladigan Q issiqlik miqdori tok kuchi I, qarshilik kvadratining ko'paytmasiga teng ... ... Katta politexnika entsiklopediyasi
Joule-Lenz qonuni- - [Ya.N.Luginskiy, M.S.Fezi Jilinskaya, Yu.S.Kabirov. Elektrotexnika va energetikaning inglizcha-ruscha lug'ati, Moskva, 1999] Elektrotexnika mavzulari, asosiy tushunchalar EN Joule Lenz qonuniJoule qonuni ... Texnik tarjimon uchun qo'llanma
Joule-Lenz qonuni
Joule-Lenz qonuni- Joule o dėsnis statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. Joule qonuni vok. Joulesches Gesetz, n rus. Joule Lenz qonuni, m pranc. Loi de Joule, f ryšiai: sinonimas – Džaulio dėsnis … Automatikos terminų žodynas
Joul qonuni- Džaulio dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Joule qonuni vok. Joule Lentzsches Gesetz, n; Joulesches Gesetz, n rus. Joul qonuni, m; Joule Lenz qonuni, m pranc. loi de Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joule-Lenz qonuni- to'g'ridan-to'g'ri tok I o'tganda qarshilik R bo'lgan elektr zanjirining kesimida vaqt birligi uchun Q issiqlik miqdori Q = RI2 ga teng. Qonun 1841 yilda J. P. Joule (1818 1889) tomonidan o'rnatilgan va 1842 yilda aniq ... ... tomonidan tasdiqlangan. Zamonaviy tabiatshunoslik tushunchalari. Asosiy atamalar lug'ati
Qarshiligi A bo'lgan o'tkazgichdan I tok o'tganda t vaqt ichida undan ajralib chiqadigan Q issiqlik miqdorini aniqlaydi: Q = aI2Rt. Koeffitsient. mutanosiblik a birliklarni tanlashga bog'liq. o'lchovlar: agar I amperda, R ohmda, t soniyada o'lchansa, u holda ... ... Jismoniy ensiklopediya
Salom. Siz hech qachon Joule-Lenz qonuniga muhtoj emassiz, lekin u kiritilgan asosiy kurs elektrotexnika, shuning uchun endi men sizga ushbu qonun haqida gapirib beraman.
Joul-Lenz qonuni ikki buyuk olim tomonidan bir-biridan mustaqil ravishda kashf etilgan: 1841 yilda termodinamika rivojiga katta hissa qo'shgan ingliz olimi Jeyms Preskott Joul. 
va 1842 yilda elektrotexnikaga katta hissa qo'shgan nemis asli rus olimi Emilius Christianovich Lenz. Ikkala olimning kashfiyoti deyarli bir vaqtning o'zida va bir-biridan mustaqil ravishda sodir bo'lganligi sababli, qonunni qo'sh ism, aniqrog'i, familiyalar deb atashga qaror qilindi. 
Esingizda bo'lsin, qachon va faqat bu emas, men elektr toki u o'tadigan o'tkazgichlarni isitadi, deb aytdim. Joule va Lenz chiqarilgan issiqlik miqdorini hisoblash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan formulani aniqladilar.
Shunday qilib, dastlab formula quyidagicha ko'rinardi:
Ushbu formula bo'yicha o'lchov birligi kaloriya edi va bu uchun k koeffitsienti javobgar edi, bu 0,24 ga teng, ya'ni kaloriyalarda ma'lumotlarni olish formulasi quyidagicha: 
Ammo SI o'lchov tizimida o'lchangan miqdorlarning ko'pligini hisobga olgan holda va chalkashmaslik uchun joule yozuvi qabul qilinganligi sababli, formula biroz o'zgardi. k birga teng bo'ldi va shuning uchun koeffitsient endi formulada yozilmadi va u quyidagicha ko'rinishni boshladi:
Bu erda: Q - hosil bo'lgan issiqlik miqdori, Joul bilan o'lchanadi (SI belgisi - J);
I - oqim, Amper bilan o'lchanadi, A;
R - qarshilik, Ohm, Ohm bilan o'lchanadi;
t - soniyalarda o'lchanadigan vaqt, s;
va U - kuchlanish, volt bilan o'lchanadi, V.
Ehtiyotkorlik bilan qarang, bu formulaning bir qismi sizga hech narsani eslatmaydimi? Va aniqrog'i? Ammo bu kuch, aniqrog'i Ohm qonunidan quvvat formulasi. Rostini aytsam, men Internetda Joule-Lenz qonunining bunday ifodasini hech qachon ko'rmaganman:
Endi biz mnemonik jadvalni eslaymiz va qanday miqdorlarni bilishimizga qarab Joule-Lenz qonunining kamida uchta formulali ifodasini olamiz: 
Hamma narsa juda oddiydek tuyuladi, lekin biz bu qonunni allaqachon bilganimizdagina shunday bo'lib tuyuladi va keyin ikkala buyuk olim ham uni nazariy emas, balki eksperimental ravishda kashf qilishdi va keyin uni nazariy asoslashga muvaffaq bo'lishdi.
Bu Joule-Lenz qonuni qayerda foydali bo'lishi mumkin?
Elektrotexnikada simlar orqali oqadigan uzoq muddatli ruxsat etilgan oqim tushunchasi mavjud. Bu sim bardosh bera oladigan oqimdir uzoq vaqt(ya'ni, cheksiz), simni yo'q qilmasdan (va izolyatsiya, agar mavjud bo'lsa, chunki sim izolyatsiyasiz bo'lishi mumkin). Albatta, endi siz ma'lumotlarni PUE (Elektr o'rnatish qoidalari) dan olishingiz mumkin, ammo siz bu ma'lumotlarni faqat Joule-Lenz qonuni asosida oldingiz.
Elektrotexnikada sigortalar ham qo'llaniladi. Ularning asosiy sifati ishonchlilikdir. Buning uchun ma'lum bir kesmaning o'tkazgichi ishlatiladi. Bunday o'tkazgichning erish nuqtasini bilib, siz o'tkazgichning erishi uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdorini hisoblashingiz mumkin. katta qiymatlar oqim va oqimni hisoblash orqali siz bunday o'tkazgichga ega bo'lishi kerak bo'lgan qarshilikni hisoblashingiz mumkin. Umuman olganda, siz allaqachon tushunganingizdek, Joule-Lenz qonunidan foydalanib, sug'urta uchun o'tkazgichning kesimini yoki qarshiligini (qiymatlari o'zaro bog'liq) hisoblashingiz mumkin.
Va shuningdek, esda tuting, biz gaplashdik. U erda, lampochkaning misolidan foydalanib, men ketma-ket ulanishda kuchliroq chiroq zaifroq porlashini paradoksga aytdim. Va, ehtimol, nima uchun eslaysiz: qarshilik qanchalik past bo'lsa, qarshilikdagi kuchlanish qanchalik katta bo'ladi. Va quvvat bo'lgani uchun va kuchlanish juda kuchli tushib ketganligi sababli, katta qarshilik chiqariladi katta miqdorda issiqlik, ya'ni oqim katta qarshilikni engish uchun ko'proq ishlashi kerak bo'ladi. Va oqim chiqaradigan issiqlik miqdori Joule-Lenz qonuni yordamida hisoblanishi mumkin. Agar qarshiliklarning ketma-ket ulanishini oladigan bo'lsak, u holda tokning kvadrati nuqtai nazaridan ifodani, ya'ni formulaning asl shaklini qo'llash yaxshidir:
Qarshiliklarning parallel ulanishi uchun parallel novdalardagi oqim qarshilikka bog'liq bo'lgani uchun, har bir parallel tarmoqdagi kuchlanish bir xil bo'lsa, formula kuchlanish jihatidan eng yaxshi ifodalanadi:
Hammangiz Joule-Lenz qonunining misollaridan foydalanasiz Kundalik hayot- birinchi navbatda, bu barcha turdagi isitish moslamalari. Qoida tariqasida, ular nikromli simdan foydalanadilar va o'tkazgichning qalinligi (kesmasi) va uzunligi uzoq muddatli termal ta'sir qilish simni tezda yo'q qilishga olib kelmasligini hisobga olgan holda tanlanadi. Xuddi shu tarzda, volfram filamenti akkor chiroqda porlaydi. Xuddi shu qonun deyarli har qanday elektr va elektron qurilmaning mumkin bo'lgan isitish darajasini belgilaydi.
Umuman olganda, ko'rinadigan soddaligiga qaramay, Joule-Lenz qonuni hayotimizda juda muhim rol o'ynaydi. Bu qonun nazariy hisob-kitoblarga katta turtki berdi: oqimlar bilan issiqlik hosil qilish, yoyning, o'tkazgichning va boshqa har qanday elektr o'tkazuvchan materialning o'ziga xos haroratini hisoblash, issiqlik ekvivalentida elektr quvvatini yo'qotish va boshqalar.
Siz Joulni vattga qanday aylantirishni so'rashingiz mumkin va bu juda yaxshi tez-tez so'raladigan savol Internetda. Savol biroz chalg'itsa ham, o'qib chiqqach, nima uchun ekanligini tushunasiz. Javob juda oddiy: 1 J = 0,000278 Vatt * soat, 1 Vatt * soat = 3600 Joul. Sizga shuni eslatib o'tamanki, bir lahzali quvvat iste'moli vattlarda o'lchanadi, ya'ni kontaktlarning zanglashiga olib kelganda to'g'ridan-to'g'ri ishlatiladi. Va Joule elektr tokining ishini, ya'ni ma'lum vaqt oralig'idagi joriy quvvatni aniqlaydi. Esingizda bo'lsin, Ohm qonunida men allegorik vaziyatni berdim. Oqim - bu pul, kuchlanish - bu do'kon, qarshilik - bu mutanosiblik va pul hissi, quvvat - bu siz bir vaqtning o'zida olib yurishingiz (olib qo'yishingiz) mumkin bo'lgan mahsulotlar miqdori, lekin ularni qanchalik uzoq, qanchalik tez va necha marta olib ketishingiz mumkin. uzoqda ish. Ya'ni, ish va quvvatni solishtirish mumkin emas, lekin biz uchun tushunarli bo'lgan birliklarda ifodalanishi mumkin: Vatt va soat.
O'ylaymanki, endi siz uchun Joul-Lenz qonunini, agar kerak bo'lsa, amaliyotda va nazariyada qo'llash va hatto Joulni vattga va aksincha aylantirish qiyin bo'lmaydi. Joule-Lenz qonuni elektr quvvati va vaqt mahsuloti ekanligini tushunish tufayli siz uni osonroq eslab qolishingiz mumkin va agar siz to'satdan asosiy formulani unutib qo'ysangiz ham, faqat Om qonunini eslab, yana Joule-Lenzni olishingiz mumkin. qonun. Va bu bilan men siz bilan xayrlashaman.
Oqimning boshqa energiyaga o'tishi paytida elektr energiyasini o'tkazish molekulyar darajada sodir bo'ladi. Bunday jarayon davomida o'tkazgichning harorati ma'lum miqdorda ortadi. tasvirlaydi bu hodisa Supero'tkazuvchilar atomlari va ionlarining oqim elektronlari bilan o'zaro ta'siri. 
Elektr energiyasining xususiyatlari
Metall o'tkazgich bo'ylab harakatlanayotganda, elektronlar tasodifiy joylashgan ko'plab begona zarralar bilan to'qnashadi. Vaqti-vaqti bilan, kontakt natijasida neytral molekuladan yangi elektronlar ajralib chiqadi. Molekuladan musbat ion hosil bo'ladi va elektronda yo'qoladi kinetik energiya. Ba'zan ikkinchi variant mavjud - musbat ion va elektronning birikmasi tufayli neytral molekula hosil bo'lishi.
Bu jarayonlarning barchasi ma'lum miqdorda energiya sarflanishi bilan birga keladi, keyinchalik u issiqlikka aylanadi. Bu barcha harakatlar davomida qarshilikni bartaraf etish energiya sarfini va buning uchun zarur bo'lgan ishning issiqlikka aylanishini aniqlaydi.
R parametrlari standart qarshilik parametrlari bilan bir xil. Har qanday o'tkazgichdan oqim o'tganda, u yoki bu darajada ma'lum miqdorda energiya issiqlikka aylanadi. Aynan shu transformatsiya Joule-Lenz qonunida ko'rib chiqiladi.
Formula va uning tarkibiy qismlari
Joriy ish natijalarining o'tkazgichning ichki energiyasiga o'tishi ko'plab tajribalar bilan tasdiqlangan. Kritik hajm to'plangandan so'ng, ortiqcha energiya o'tkazgichning isishi bilan atrofdagi jismlarga chiqariladi.
Ushbu hodisa uchun klassik hisoblash formulasi:
Chiqarilgan issiqlik miqdorini belgilash uchun Q ni olamiz va uni A o‘rniga almashtiramiz. Endi hosil bo‘lgan Q= U*I*t ifodasida U=IR ni almashtiramiz va klassik Joul-Lenz formulasini olamiz: 
Hisoblash uchun ketma-ket sxemalarda ushbu asosiy formuladan foydalanish eng qulay usul bo'ladi. Bunday holda, oqim kuchi barcha o'tkazgichlarda doimo bir xil bo'lib qoladi. Chiqarilgan issiqlik miqdori mavjud o'tkazgichlarning har birining qarshiligiga proportsionaldir.
Ammo parallel ulanish bilan uchlaridagi kuchlanish bir xil bo'ladi, lekin har bir elementdagi elektr tokining nominal qiymati sezilarli darajada farq qiladi. bor, deb bahslashish mumkin teskari proportsionallik issiqlik miqdori va bitta o'tkazgichning o'tkazuvchanligi o'rtasida. Bu erda formula ko'proq mos keladi:
Q = (U2/R)t
Oqimning issiqlik ta'siri hodisasining amaliy misollari
Ko'pgina tadqiqotchilar va olimlar elektr toki oqimining xususiyatlarini o'rganishdi. Ammo eng ta'sirli natijalarni rus olimi Emilius Kristianovich Lenz va ingliz Jeyms Joule qo'lga kiritdi. Bir-biridan mustaqil ravishda qonun ishlab chiqilgan bo'lib, uning yordamida elektr tokining o'tkazgichga ta'sirida hosil bo'ladigan issiqlik baholanadi. Yakuniy ifoda uning mualliflari nomi bilan atalgan.
Bir nechta misollardan foydalanib, siz tabiat va xususiyatlarni tushunishingiz mumkin termal effektlar joriy.
Issiqlik moslamalari
Bunday qurilmalarni loyihalashda isitish funktsiyasi metall spiral tomonidan amalga oshiriladi. Agar suvni isitish zarur bo'lsa, tarmoq energiyasi va issiqlik almashinuvi parametrlari o'rtasidagi muvozanatni saqlash muhimdir. Spiralni o'rnatish izolyatsiya qilingan holda amalga oshiriladi.
Energiya yo'qotishlarini minimallashtirish muammolari turli yo'llar bilan hal qilinadi. Variantlardan biri kuchlanishni oshirishdir, ammo bu liniyalarning ishlash xavfsizligi darajasini pasaytirishi mumkin.
Issiqlik yo'qotilishi xususiyatlarga bog'liq bo'lgan simlarni tanlash usuli ham qo'llaniladi turli metallar va qotishmalar. Spirallarni ishlab chiqarish yuqori yuklar bilan ishlashga mo'ljallangan materiallardan tayyorlanadi.
Akkor chiroq
Joul-Lenz qonunining kashf etilishi elektrotexnikaning jadal rivojlanishiga yordam berdi. Ayniqsa, yorug'lik elementlari uchun foydalanish misoli ko'rsatkichdir.
Bunday lampochkaning ichida volfram filamenti cho'zilgan. Butun jarayon yuqoriga asoslangan qarshilik va bu metallning refrakterligi.
Energiyaning issiqlikka aylanishi spiralning isishi va porlashi ta'sirini keltirib chiqaradi. Salbiy tomoni har doim isitish uchun energiyaning asosiy miqdorini sarflashdir va porlashning o'zi uning kichik bir qismi hisobiga amalga oshiriladi.
Bu jarayonni aniqroq tushunish uchun koeffitsient kabi tushuncha kiritiladi foydali harakat, bu ish jarayonining samaradorligini aniqlash uchun ishlatiladi.
Elektr yoyi
Bunday holda, biz kuchli yorug'lik manbai va metall konstruktsiyalarni payvandlash usuli haqida gapiramiz.
Bunday jarayonning printsipi yuqori quvvatli oqim manbasini va minimal kuchlanishni bir juft uglerod novdasiga ulash, keyin esa bu elementlarning aloqa qilishdir.
Maishiy sigortalar
Elektr zanjirlaridan foydalanganda maxsus qurilmalar qo'llaniladi. Bunday sigortalarda asosiy element past eriydigan sim bo'ladi. U rozetkaga kiritilgan chinni korpusga vidalanadi.
Umumiy sxemaning bir qismi bo'lgan bunday o'tkazgich issiqlik hosil bo'lishining keskin ortishi bilan eriydi va tarmoqni ochadi.
Fizika 8-sinf: Joul-Lenz qonuni
Elektr tokining o'tkazgich orqali o'tishi va natijada isitishning batafsil o'rganilishi ushbu maqolada keltirilgan maktab o'quv dasturi. Amaliy misollar oqimning termal ta'sirining kattaligiga ta'sir qiluvchi barcha nuanslarni ko'rsatadi.
O'quv mashg'ulotini o'tkazish rejasi odatda quyidagi sxema bo'yicha tuziladi:
- Issiqlik hajmining qarshilik va oqim kuchiga bog'liqligini ko'rsatish uchun zarur tajribalar.
- Joule-Lenz qonuni, uning asosiy formulasi va barcha tarkibiy qismlarining ma'nosini batafsil o'rganish.
- Ikkala muallif tomonidan ham plagiat ehtimolini istisno qiladigan tarixiy faktlar.
- Darsning umumiy natijalarini sarhisob qilish.
- Hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun amaliy dastur.
- Qabul qilingan ma'lumotlar asosida muammolarni hal qilish.
Ko'rsatilgan parametrlarga ega o'tkazgich orqali oqim oqimi paytida hosil bo'ladigan issiqlik miqdorini baholash uchun uy vazifasini bajarayotganda material birlashtiriladi.
