Prawo Joule’a (prąd elektryczny) w encyklopedii
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwaniaPrawo Joule’a, zwane również prawem Joule’a-Lenza, pozwala wyznaczyć ilość ciepła, które wydziela się podczas przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny
Ilość ciepła wydzielanego w czasie przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny jest wprost proporcjonalna do iloczynu oporu elektrycznego przewodnika, kwadratu natężenia prądu i czasu jego przepływu.Zależność tę można wyrazić wzorem:
gdzie:
– ilość wydzielonego ciepła, – natężenie prądu elektrycznego, – opór elektryczny przewodnika, – czas przepływu prądu.Prawo to jest wyrazem zasady zachowania energii w odniesieniu do przepływu prądu. Wynika z niego, że energia prądu elektrycznego zamienia się w energię wewnętrzną przewodnika.
Wyprowadzenie | edytuj kod
Prawo Joule’a można wyprowadzić z definicji mocy prądu elektrycznego i prawa Ohma. Korzystając ze wzoru, który wynika z prawa Ohma można zapisać związek między napięciem a natężeniem prądu
gdzie jest napięciem na końcach przewodnika.
Z definicji mocy prądu elektrycznego
po wstawieniu napięcia z prawa Ohma
Ilość wydzielonego ciepła jest równa pracy wykonanej przez prąd elektryczny w czasie stąd
Zastosowanie zjawiska | edytuj kod
Zjawisko wydzielania się ciepła podczas przepływu prądu elektrycznego zaobserwowane zostało po raz pierwszy przez Jamesa Joule’a w 1841, a następnie niezależnie przez Heinricha Lenza w 1842. Jest obecnie wykorzystywane do zamiany energii elektrycznej na energię wewnętrzną. Ma to miejsce we wszystkich urządzeniach wyposażonych w grzałki elektryczne np. czajniki elektryczne, pralki, zmywarki, promienniki.
Zjawisko to jest jednak często niepożądane, na przykład przy przesyłaniu energii. Wówczas wydzielane ciepło jest energią traconą. W urządzeniach elektronicznych zjawisko Joule’a powoduje wydzielanie się ciepła wewnątrz aparatury i wymaga usuwania go stamtąd, aby urządzenie mogło stabilnie pracować. Dlatego np. komputery wymagają chłodzenia.
Zobacz też | edytuj kod
OryginałEdytujHistoria i autorzy
