пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

Закон Джоуля - Ленца в локальной форме

  Рассмотрим произвольный участок цепи, к концам которого приложено напряжение U. За время dt через каждое сечение проводника проходит заряд

078.gif

      При этом силы электрического поля, действующего на данном участке, совершают работу:

079.gif

Разделив работу на время, получим выражение для мощности:

  080.gif (7.7.1)  

Полезно вспомнить и другие формулы для мощности и работы:

  081.gif (7.7.2)  
  082.gif (7.7.3)  

      В 1841 г. манчестерский пивовар Джеймс Джоуль и в 1843 г. петербургский академик Эмилий Ленц установили закон теплового действия электрического тока.

083.jpg Джоуль Джеймс Пресскотт (1818 – 1889) – английский физик, один из первооткрывателей закона сохранения энергии. Первые уроки по физике ему давал Дж. Дальтон, под влиянием которого Джоуль начал свои эксперименты. Работы посвящены электромагнетизму, кинетической теории газов.
Ленц Эмилий Христианович (1804 – 1865) – русский физик. Основные работы в области электромагнетизма. В 1833 г. установил правило определения электродвижущей силы индукции (закон Ленца), а в 1842 г. (независимо от Дж. Джоуля) – закон теплового действия электрического тока (закон Джоуля-Ленца). Открыл обратимость электрических машин. Изучал зависимость сопротивление металлов от температуры. Работы относятся также к геофизике. 084.jpg

      Независимо друг от друга Джоуль и Ленц показали, что при протекании тока, в проводнике выделяется количество теплоты:

  085.gif (7.7.4)  

Если ток изменяется со временем, то

086.gif.

Это закон Джоуля–Ленца в интегральной форме.

      Отсюда видно, что нагревание происходит за счет работы, совершаемой силами поля над зарядом.

      Соотношение (7.7.4) имеет интегральный характер и относится ко всему проводнику с сопротивлением R, по которому течет ток I. Получим закон Джоуля-Ленца в локальной-дифференциальной форме, характеризуя тепловыделение в произвольной точке.

      Тепловая мощность тока в элементе проводника Δl, сечением ΔS, объемом 087.gif равна:

088.gif.

      Удельная мощность тока

089.gif.

      Согласно закону Ома в дифференциальной форме 069.gif. Отсюда закон Джоуля - Ленца в дифференциальной форме характеризующий плотность выделенной энергии:

  090.gif, (7.7.5)  

      Так как выделенная теплота равна работе сил электрического поля

091.gif,

      то мы можем записать для мощности тока:

  092.gif. (7.7.6)  

      Мощностьвыделенная в единице объема проводника 093.gif.

      Приведенные формулы справедливы для однородного участка цепи и для неоднородного.


хиты: 41
рейтинг:0
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь