Закон джоуля - Ленца - це
Математично може бути виражений в такій формі:
де w - потужність виділення тепла в одиниці об'єму, - щільність електричного струму, - напруженість електричного поля. σ - провідність середовища.
Закон також може бути сформульований в інтегральної формі для випадку протікання струмів в тонких проводах [2]:
Кількість теплоти. виділяється в одиницю часу в даній ділянці ланцюга. пропорційно добутку квадрата сили струму на цій ділянці і опору ділянки
У математичній формі цей закон має вигляд
де dQ - кількість теплоти, що виділяється за проміжок часу dt. I - сила струму, R - опір, Q - загальна кількість теплоти, виділене за проміжок часу від t1 до t2. У разі постійних сили струму і опору:
практичне значення
Зниження втрат енергії
При передачі електроенергії теплова дія струму є небажаним, оскільки веде до втрат енергії. Оскільки передана потужність лінійно залежить як від напруги, так і від сили струму, а потужність нагріву залежить від сили струму квадратично, то вигідно підвищувати напругу перед передачею електроенергії. знижуючи в результаті силу струму. Однак, підвищення напруги знижує електробезпека ліній електропередачі.
Для застосування високої напруги в ланцюзі для збереження колишньої потужності на корисне навантаження доводиться збільшувати опір навантаження. Підводять дроти і навантаження з'єднані послідовно. Опір проводів () можна вважати постійним. А ось опір навантаження () зростає при виборі більш високої напруги в мережі. Також зростає співвідношення опору навантаження і опору проводів. При послідовному включенні опорів (провід - навантаження - провід) розподіл виділеної потужності () пропорційно опору підключених опорів.
Струм в мережі для всіх опорів постійний. Отже, виконуються співвідношення
і для в кожному конкретному випадку є константами. Отже, потужність, що виділяється на проводах, обернено пропорційна опору навантаження, тобто зменшується з ростом напруги, так як. Звідки випливає, що. У кожному конкретному випадку величина є константою, отже, тепло виділяється на дроті обернено пропорційно квадрату напруги на споживача.
Вибір проводів для ланцюгів
Тепло, що виділяється провідником зі струмом, в тій чи іншій мірі виділяється в навколишнє середовище. У разі, якщо сила струму в обраному провіднику перевищить деякий гранично допустиме значення, можливий настільки сильне нагрівання, що провідник може спровокувати спалах знаходяться поруч з ним об'єктів або розплавитися сам. Як правило, при складанні електричних ланцюгів досить дотримуватися прийнятих нормативних документів, які регламентують, зокрема, вибір перерізу провідників.
електронагрівальні прилади
Якщо сила струму одна і та ж на всьому протязі електричного кола, то в будь-якому обраному ділянці буде виділяти тепла тим більше, чим вище опір даної ділянки.
За рахунок свідомого збільшення опору ділянки кола можна домогтися локалізованого виділення тепла в цій ділянці. За цим принципом працюють електронагрівальні прилади. У них використовується нагрівальний елемент - провідник з високим опором. Підвищення опору досягається (спільно або окремо) вибором сплаву з високим питомим опором (наприклад, ніхром. Константан), збільшенням довжини провідника і зменшенням його поперечного перерізу. Підводять дроти мають звичайне низький опір і тому їх нагрівання, як правило, непомітний.
плавкі запобіжники
Для захисту електричних ланцюгів від протікання надмірно великих струмів використовується відрізок провідника зі спеціальними характеристиками. Це провідник щодо малого перетину і з такого сплаву, що при допустимих токах нагрів провідника не перегрівати його, а при надмірно великих перегрів провідника настільки значний, що провідник розплавляється і розмикає ланцюг.
Примітки
Дивитися що таке "Закон Джоуля - Ленца" в інших словниках:
Закон Джоуля-Ленца - (по імені англійського фізика Джеймса Джоуля і українського фізика Емілія Ленца, одночасно, але незалежно один від одного відкрили його в 1840р) закон, що дає кількісну оцінку теплового дії електричного струму. При протіканні струму по ... ... Вікіпедія
Закон Джоуля - Ленца - (по імені англійського фізика Джеймса Джоуля і українського фізика Емілія Ленца, одночасно, але незалежно один від одного відкрили його в 1840р) закон, що дає кількісну оцінку теплового дії електричного струму. При протіканні струму по ... ... Вікіпедія
ЗАКОН Джоуля-Ленца - закон, що визначає теплову дію електричного струму; згідно з цим законом кількість теплоти Q, що виділяється в провіднику при проходженні по ньому постійного електричного струму, дорівнює добутку квадрата сили струму I, опору ... ... Велика політехнічна енциклопедія
закон Джоуля-Ленца - Džaulio dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule law vok. Joule Lentzsches Gesetz, n; Joulesches Gesetz, n rus. закон Джоуля, m; закон Джоуля Ленца, m pranc. loi de Joule, f ... Fizikos terminų žodynas
закон Джоуля-Ленца - Joule o dėsnis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. Joule s law vok. Joulesches Gesetz, n rus. закон Джоуля Ленца, m pranc. loi de Joule, f ryšiai: sinonimas - Džaulio dėsnis ... Automatikos terminų žodynas
закон Джоуля - Džaulio dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule law vok. Joule Lentzsches Gesetz, n; Joulesches Gesetz, n rus. закон Джоуля, m; закон Джоуля Ленца, m pranc. loi de Joule, f ... Fizikos terminų žodynas
Закон Джоуля-Ленца - кількість теплоти Q, що виділяється в одиницю часу на ділянці електричного кола з опором R при протіканні по ньому постійного струму I, так само Q = RI2. Закон встановлений в 1841 Дж. П. Джоулем (1818 1889) і підтверджений в 1842 точними ... ... Концепції сучасного природознавства. Словник основних термінів
ДЖОУЛЯ - Лінь закон - визначає кількість теплоти Q, що виділяється в провіднику з опором Л за час t при проходженні через нього струму I: Q = aI2Rt. Переходи. пропорційності а залежить від вибору од. вимірювань: якщо I вимірюється в амперах, R в Омасі, t в секундах, то ... ... Фізична енциклопедія
ДЖОУЛЯ - Лінь закон - ДЖОУЛЯ Лінь закон, визначає кількість теплоти Q, що виділяється в провіднику при проходженні через нього електричного струму: Q прямо пропорційно квадрату сили струму, опору провідника і часу проходження струму. Відкрито Дж. Джоулем і Е. ... ... Енциклопедичний словник
- Комплект таблиць. Фізика. Електродинаміка (10 таблиць). Навчальний альбом з 10 аркушів. Електричний струм, сила струму. Опір. Закон Ома для ділянки кола. Залежність опору провідника від температури. З'єднання проводів. ЕРС. Закон Ома ... Детальніше Купити за 2320 руб
- Комплект таблиць. Фізика. Постійний струм (8 таблиць). Навчальний альбом з 8 аркушів. Електричний струм. Сила струму. Опір. Закон Ома для ділянки кола. Залежність опору провідника від температури. Електричний струм в напівпровідниках. ... Детальніше Купити за 1856 руб
- Закон Джоуля - Ленца. Джессі Рассел. Ця книга буде виготовлена в відповідності з Вашим замовленням за технологією Print-on-Demand. High Quality Content by WIKIPEDIA articles! Закон Джоуля - Ленца - фізичний закон, що дає ... Детальніше Купити за 998 руб