Termička dejstva struje: Joule-Lenzov zakon, primjeri

Ako se pomerate u bilo kom dirigentu, električna struja prenese mu neku energiju, zbog čega se provodnik zagreva. Prenos energije se vrši na nivou molekula: kao rezultat interakcije strujnih elektrona sa jonima ili atoma provodnika, dio energije ostaje u drugom.

Termalno dejstvo struje dovodi do bržeg kretanja čestica provodnika. Tada se unutrašnja energija povećava i pretvara u termičku energiju.

Formula za izračunavanje i njegove elemente

Termička dejstva struje mogu potvrditi razni eksperimenti, gdje se rad struje pretvara u unutrašnju provodnu energiju. Ovo se povećava. Onda ga provodnik dovodi okolnim tijelima, odnosno prenos toplote vrši se zagrevanjem provodnika.

Formula za izračunavanje u ovom slučaju je sledeća: A = U * I * t.

Količina toplote se može označiti sa Q. Zatim Q = A ili Q = U * I * t. Znajući da je U = IR, dobijamo Q = I * R * t, koji je formulisan u zakonu Joule-Lenz.

Zakon termalne akcije struje - zakon Joule-Lenz

Provodnik, gde struja struja, proučavali su mnogi naučnici. Međutim, najznačajniji rezultati postigli su James Joule iz Engleske i Emilia Khristianovich Lents iz Rusije. Oba naučnika su radili odvojeno i izvodili rezultate eksperimenata nezavisno jedan od drugog.

Doneli su zakon koji nam omogućava da procijenimo toplotu koja je dobijena kao rezultat dejstva struje na dirigentu. Zove se zakon Joule-Lenz.

U praksi razmotrimo toplotnu akciju struje. Uzmimo sledeće primere:

1. Uobičajena sijalica.
2. Uređaji za grejanje.
3. Osigurač u stanu.
4. Električni luk.

Sjajna sijalica

Termička dejstva struje i otkrivanje zakona doprineli su razvoju elektrotehnike i povećanju mogućnosti za korištenje električne energije. Način primene rezultata istraživanja može se uzeti u obzir primjerom konvencionalne sijalice.

Dizajniran je tako da se navlaka izrađena od volframove žice uvlači unutra. Ovaj metal je neodoljiv sa visokom specifičnom otpornošću. Kada prolaze kroz sijalicu, ostvaruje se termički efekat električne struje.

Energija provodnika se transformiše u toplotnu, vijak se zagreva i počinje da sija. Nedostatak sijalice je veliki gubitak energije, jer samo na račun manjih delova energije počinje da sija. Glavni deo se samo zagreva.

Da bi se to bolje razumelo, uveden je koeficijent efikasnosti, što pokazuje efikasnost rada i konverziju u električnu energiju. Efikasnost i toplotna dejstva struje se koriste u različitim područjima, pošto postoji mnogo uređaja proizvedenih na osnovu ovog principa. Najčešće su to uređaji za grejanje, električni štednjaci, kotlovi i drugi slični uređaji.

Uređaj uređaja za grijanje

Obično u dizajnu svih uređaja za grijanje postoji metalna spirala, čija funkcija uključuje grejanje. Ako se voda zagreva, spirala se instalira na izolovan način, au takvim instrumentima se predviđa održavanje ravnoteže između energije iz mreže i razmene toplote.

Naučnici se stalno suočavaju sa zadatkom smanjenja energetskih gubitaka i pronalaženja najboljih načina i najefikasnijih šema za njihovo sprovođenje kako bi se smanjio termički efekat struje. Na primjer, metoda se koristi za povećanje napona tokom prenosa energije, čime se smanjuje jačina struje . Ali ova metoda u isto vreme smanjuje sigurnost rada elektroenergetskih vodova.

Još jedan smer istraživanja je izbor žica. Na kraju krajeva, gubici toplote i drugi pokazatelji zavise od njihovih svojstava. Osim toga, uz rad uređaja za grejanje se javlja velika energija. Zbog toga su spirale izrađene od materijala specijalno dizajniranih za ove namene, sposobnih da izdrže visoka opterećenja.

Stanovi osigurači

Da bi se poboljšala zaštita i sigurna električna kola, koriste se specijalni osigurači. U ulozi glavnog dela nalazi se žica od niskog taljenog metala. Prođe u plutavi porcelan, ima navoj za vijke i kontakt u centru. Utikač se ubacuje u kertridž koji se nalazi u porcelanskoj kutiji.

Olovna žica je dio opšteg lanca. Ako se toplotni efekat električne struje naglo povećava, presek provodnika neće izdržati i počinje da se topi. Kao rezultat toga, mreža će se otvoriti i neće doći do preopterećenja.

Električni luk

Električni luk je prilično efikasan pretvarač električne energije. Koristi se za zavarivanje metalnih konstrukcija, a takođe služi i kao moćni izvor svetlosti.

Osnova uređaja je sledeća. Uzmite dva ugljena šipka, spojite žice i pričvrstite ih na držače za izolaciju. Nakon toga, štapovi su povezani sa trenutnim izvorom, koji daje mali napon, ali je dizajniran za visoku jačinu struje. Povežite reostat. Ugalj u gradskoj mreži je zabranjen, jer to može izazvati požar. Ako dodirnete jedan ugalj na drugom, možete videti koliko će ih spaliti. Bolje je ne gledati na ovaj plamen, jer je štetan za vid. Električni luk se koristi u pećima za taljenje metala, ali iu takvim snažnim osvetljenjima kao što su reflektori, filmski projektori i tako dalje.