Džoula-Lenca likums

Pārvarot stieples pretestību, darbojas elektriskā strāva, kuras laikā vadā rodas siltums. Brīvie elektroni savā kustībā saduras ar atomiem un molekulām, un šo sadursmju laikā kustīgo elektronu mehāniskā enerģija tiek pārvērsta siltumenerģijā.

Siltumenerģijas atkarību no strāvas stipruma vadītājā nosaka Džoula-Lenca likums. Kad caur vadu plūst elektriskā strāva, siltuma daudzums, ko rada strāva vadā, ir tieši proporcionāls otrajai jaudai piesaistītās strāvas stiprumam, stieples pretestības lielumam un strāvas ilgumam. .

Ja siltuma daudzumu apzīmē ar burtu Q, strāvas stiprums a ir A, pretestība omos — R un laiks sekundēs — t, tad matemātiski Džoula-Lenca likumu var attēlot šādi:

Q = aI2Rt

NSja a = 1, siltuma daudzums Q būs džouli. NSpa a = 0,24 siltuma daudzums Q tiek iegūts mazās kalorijās. Koeficients 0,24 parādās formulā, jo strāva 1 A vadā ar pretestību 1 omi 1 sekundi. izdala 0,24 mazas siltuma kalorijas. Neliela kalorija kalpo kā siltuma daudzuma mērīšanas vienība. Neliela kalorija ir vienāda ar siltuma daudzumu, kas nepieciešams, lai uzsildītu 1 g ūdens par 1 °C.

Šo likumu 1840. gadā neatkarīgi atklāja angļu fiziķis Džeimss Džouls un krievu fiziķe Emīlija Kristianoviča Lenca. Šis fiziskais likums nosaka siltuma daudzumu Q, kas izdalās vadītājā, kad caur to iet elektriskā strāva.

Tātad siltums vienmēr rodas vadītājā, kad caur to plūst strāva. Tomēr nevajadzētu pieļaut pārmērīgu vadu un elektrisko ierīču karsēšanu, jo tas tos sabojās. Pārkaršana ir īpaši bīstama, ja īssavienojums vadi, tas ir, vadu elektriskajā savienojumā, kas piegādā patērētājam elektroenerģiju.

Īssavienojuma gadījumā zem strāvas palikušo vadu pretestība parasti ir niecīga, tāpēc strāva sasniedz lielu spēku un siltums izdalās tādā daudzumā, ka tas izraisa avāriju. Lai aizsargātu pret īssavienojumiem un pārkaršanu, ķēdē ietilpst drošinātāji… Tie ir mazi tievas stieples vai plāksnes gabaliņi, kas deg, tiklīdz strāva sasniedz noteiktu vērtību. Drošinātāju izvēle tiek veikta atkarībā no vadu šķērsgriezuma laukuma.

Skatīt arī: Kā elektriskās strāvas trieciens sasilda vadu