Меню

Закон Джоуля-Ленца

Почему нагреваются электрочайник, утюг, фен, паяльник, и даже мой ноутбук? А почему ноутбук не нагревается также, как утюг? Он ведь тоже включен в розетку.

Представим себе переполненный автобус, знакомая ситуация не правда ли? 🙂

Допустим, Вы стоите прямо у двери, как вон тот чувак слева, приплющенный к двери. Вам надо ехать до конечки. Получается, чем больше поток пассажиров будет выходить и входить в автобус, тем больше будут вас толкать, задевать, наступать на ноги. Следовательно, тем большее раздражение охватит вас 🙂 . А если бы двери были шире, то и народ бы спокойно выходил и заходил, задевая вас как можно реже. Или пусть двери останутся такой же ширины, но народу в автобусе будет как можно меньше. Значит, они смогут спокойно проходить и не задевать вас, а следовательно не раздражать. Ну, и конечно же, важный фактор имеет время. Неужели Вы выдержите все это «веселое» мероприятие весь день?

Проводник, будь то медная проволока, или кусочек жестянки, это и есть тот самый автобус. Ширина двери, есть нечто иное как сопротивление, а количество народа в автобусе — это напряжение. В проводнике ну очень много электронов! Когда прикладывается напряжение — создается давление как в автобусе. Электроны проталкиваются через атомы по проводнику  и конечно же их задевают, как того приплющенного пассажира :-). Атомов это все в конечном счете раздражает, и они начинают колебаться, а колебание атомов есть нечто иное, как тепловая энергия. Чем сильнее колеблются атомы, тем горячее стает проводник.

Вентилятор от компа совершает работу, крутя свои лопасти, а какую же работу совершает проводник, когда к нему прикладывается напряжение? Он отдает тепло в окружающую среду. Тупо преобразует электрическую энергию в тепловую. А тепловая энергия у нас обозначается как   буковкой  Q и выражается тоже в Джоулях. Формулу работы электрического тока мы знаем из статьи Работа и мощность постоянного тока:

А как мы знаем из статьи Закон Ома , что I=U/R, отсюда получаем, что U=IхR. Подставляем в формулу вместо U, IхR, получаем формулу

Это и есть закон Джоуля-Ленца как для переменного, так и для постоянного тока.  Получается, что чем тоньше проводник (а сопротивление проводника мы рассматривали в статье Закон Ома), и чем больший ток пропустить через него ( как мы помним I=U/R, значит нужно добавить напряжения да побольше), и все это по времени оставить как можно больше, то тепла выделится столько, что мы сможем согреться холодными зимними вечерами. На этом принципе работают все электронагревательные приборы.

Популярные статьи

comments powered by HyperComments