Під час проходження струму провідники нагріваються (вільні зарядженні частинки, рухаючись під дією електричного поля, зіштовхуються з іншими частинками і передають їм частину своєї енергії, у результаті середня швидкість теплового руху частинок речовини збільшується, тому провідник нагрівається, а за законом збереження енергії кінетична енергія, набута вільними зарядженими частинками в результаті дії електричного поля, перетворюється на внутрішню енергію провідника). чим більший опір провідника (чим частіше зіштовхуються частинки), тим більше енергії передається провіднику і тим більше він нагрівається.
Теплову дію електричного струму незалежно один від одного вивчали російський фізик Ленц Емілій Християнович та англійський фізик Джоуль Джеймс-Прескотт. Вони експериментально встановили, що кількість теплоти, яка виділяється в провіднику під час проходження в ньому струму, пропорційна квадратові сили струму, опорові провідника й часові проходження струму:
\(Q = I^2\cdot R\cdot t\)Скориставшись законом Ома та формулою для визначення потужності струму \(P=U\cdot I\), можна одержати ще три формули для обчислення кількості теплоти, яка виділяється в провіднику під час проходження струму:
\(Q=I\cdot U\cdot t\)
\(Q=\frac{U^2}{R}\cdot t\)
\(Q=P\cdot t\)
Ці формули можна застосовувати у випадку, коли електрична енергія в даній ділянці кола перетворюється лише у внутрішню енергію цієї ділянки (нагрівальні прилади). Коли ж, наприклад, працює електродвигун, то повна робота струму визначається виразами \(I\cdot U\cdot t\) і \(P\cdot t\), якщо \(P=U\cdot I\). З неї лише частина (\(I^2\cdot R\cdot t\)) перетворюється на внутрішню енергію, а решта - на механічну.
Немає коментарів:
Дописати коментар