פעולה תרמית של הזרם: חוק ג'ול-לנץ, דוגמאות

לנוע בכל מנצח, הזרם החשמלי מעביר אליו אנרגיה, בגלל מה שהמנצח מתחמם. העברת האנרגיה מתבצעת ברמת המולקולות: כתוצאה מהאינטראקציה של אלקטרונים שוטפים עם יונים או אטומים של מוליך, חלק מהאנרגיה נשארת באחרונה.

הפעולה התרמית של הזרם מובילה לתנועה מהירה יותר של חלקיקי המנצח. אז האנרגיה הפנימית שלה מגביר והופך לאנרגיה תרמית.

נוסחת החישוב ורכיביו

הפעולה התרמית של הזרם יכולה להיות מאושרת על ידי ניסויים שונים, שבהם העבודה של הזרם הופכת לאנרגיה מוליכה פנימית. האחרון גדל. אז המנצח נותן אותו לגופים שמסביב, כלומר, העברת חום מתרחשת עם חימום של המנצח.

הנוסחה לחישוב במקרה זה היא כדלקמן: A = U * I * T.

כמות החום יכולה להיות מסומנת על ידי Q. אז Q = A או Q = U * I * t. בידיעה כי U = IR, אנו מקבלים Q = I * R * T, אשר גובשה במשפט של ג 'אול Lenz.

החוק של פעולה תרמית של זרם - חוק של ג'ול-לנץ

המנצח, שבו זרם זרם חשמלי, נחקר על ידי מדענים רבים. עם זאת, התוצאות הבולטות ביותר הושגו על ידי ג 'יימס ג' אול מאנגליה אמיליה Khristianovich Lents מרוסיה. שני המדענים עבדו בנפרד והסיקו את תוצאות הניסויים בנפרד זה מזה.

הם נגזרו חוק המאפשר לנו להעריך את החום שהתקבל כתוצאה מפעולת הנוכחית על המנצח. הוא נקרא חוק ג'ול-לנץ.

הבה נבחן בפועל את הפעולה התרמית של זרם. נביא את הדוגמאות הבאות:

1. הנורה הרגילה.
2. מכשירי חימום.
3. נתיך בדירה.
4. הקשת החשמלית.

נורת ליבון

הפעולה התרמית של הזרם וגילוי החוק תרמו לפיתוח הנדסת חשמל והגדלת ההזדמנויות לשימוש בחשמל. הדרך שבה ניתן ליישם את תוצאות המחקר יכולה להיחשב בדוגמה של נורת ליבון קונבנציונלית.

הוא נועד בצורה כזאת חוט שנעשה חוט טונגסטן הוא משך פנימה. מתכת זו היא עקשן עם התנגדות ספציפית גבוהה. כאשר עובר דרך נורה, אפקט תרמי של זרם חשמלי הוא הבין.

האנרגיה של המנצח הופכת לאחת תרמית, הסליל מתחמם ומתחיל לזרוח. החיסרון של נורה הוא הפסד אנרגיה גדול, כי רק על חשבון חלק קטן של אנרגיה זה מתחיל לזרוח. החלק העיקרי רק מתחמם.

כדי להבין טוב יותר את זה, מקדם היעילות הוא הציג , אשר ממחישה את היעילות של העבודה והמרה לחשמל. היעילות והפעולה התרמית של הזרם משמשות בתחומים שונים, שכן קיימים מכשירים רבים המיוצרים על פי עיקרון זה. בעיקר אלה הם מכשירי חימום, תנורים חשמליים, דוודים והתקנים דומים אחרים.

התקן של מכשירי חימום

בדרך כלל בעיצוב של כל מכשירי החימום יש ספירלה מתכת, הפונקציה של אשר כולל חימום. אם המים מחוממים, הספירלה מותקנת באופן מבודד, ובמכשירים כאלה נוצר איזון בין האנרגיה מהרשת לבין החלפת החום.

מדענים מתמודדים ללא הרף עם המשימה של צמצום הפסדי האנרגיה ומציאת הדרכים הטובות ביותר ואת תוכניות יעיל ביותר ליישום שלהם כדי להקטין את ההשפעה התרמית של הנוכחי. לדוגמה, שיטה המשמשת להגברת המתח במהלך העברת האנרגיה, ובכך להפחית את אמפרג. אבל שיטה זו, בעת ובעונה אחת, מורידה את הביטחון של הפעולה של קווי חשמל.

כיוון מחקר נוסף הוא בחירה של חוטים. אחרי הכל, הפסדי חום ואינדיקטורים אחרים תלויים בתכונותיהם. בנוסף, עם הפעולה של מכשירי חימום, מתרחשת שחרור אנרגיה גדולה. לכן, הספירלות עשויות מחומרים שתוכננו במיוחד למטרות אלו, המסוגלים לעמוד בעומסים גבוהים.

נתיכים

כדי לשפר את ההגנה ואת מעגלים חשמליים מאובטחת, נתיכים מיוחדים משמשים. בתפקידו של החלק העיקרי הוא חוט עשוי מתכת נמוכת ההיתוך. הוא עובר בתוך פקק של פורצלן, יש חוט בורג ומגע במרכז. התקע מוכנס למחסנית הנמצאת בתוך קופסת חרסינה.

חוט תיל הוא חלק בשרשרת הכללית. אם הפעולה התרמית של הזרם החשמלי עולה בחדות, חתך המוליך לא יעמוד, והוא יתחיל להמיס. כתוצאה מכך, הרשת תיפתח, ולא יתרחש עומס יתר.

קשת חשמלי

קשת החשמל הוא ממיר יעיל למדי של אנרגיה חשמלית. הוא משמש עבור מבני מתכת ריתוך, וגם משמש כמקור אור חזק.

הבסיס של המכשיר הוא כדלקמן. קח שני מוטות פחם, לחבר את החוטים ולצרף אותם לבעלי בידוד. לאחר מכן, מוטות מחוברים למקור הנוכחי, אשר נותן מתח קטן, אבל מיועד כוח הנוכחי גבוה. חבר את rheostat. גחלים ברשת העיר אסורים, כמו זה יכול לגרום לשריפה. אם אתה נוגע פחם אחד על אחר, אתה יכול לראות כמה הם ישרוף. עדיף לא להסתכל על הלהבה הזאת, כי זה מזיק לראייה. ARC חשמלי משמש תנורים להיתוך מתכת, וגם מכשירים תאורה חזקה כגון זרקורים, מקרנים הסרט וכן הלאה.