Emily Christian Lenz (1804 - 1865) - Russischberühmter Physiker. Er ist einer der Gründer der Elektrotechnik. Sein Name ist mit der Entdeckung des Gesetzes verbunden, das die Richtung des Induktionsstroms bestimmt, und dem Gesetz, das das elektrische Feld in einem Leiter mit einem Strom bestimmt.
Кроме того, Эмилий Ленц и английский учёный-физик Joule, der die aktuellen thermischen Effekte studierte, entdeckte unabhängig das Gesetz, nach dem die in einem Leiter freigesetzte Wärmemenge direkt proportional zum Quadrat des durch den Leiter fließenden elektrischen Stroms, seinem Widerstand und der Zeit ist, während der der elektrische Strom konstant gehalten wird im Leiter.
Dieses Gesetz wird das Joule-Lenz-Gesetz genannt, die Formel drückt es wie folgt aus:
Q = kl²Rt, (1)
wo Q ist die Menge der freigesetzten Wärme, L ist der Strom,R ist der Widerstand des Leiters, t ist die Zeit; Der Wert von k heißt das thermische Äquivalent der Arbeit. Der numerische Wert dieser Menge hängt von der Wahl der Einheiten ab, in denen die verbleibenden in der Formel enthaltenen Restmengen gemessen werden.
Wenn die Wärmemenge in Kalorien gemessen wird, die aktuellein Ampere, Widerstand in Ohm und Zeit in Sekunden, dann ist k numerisch gleich 0,24. Dies bedeutet, dass der Strom in 1A in einem Leiter, der einen Widerstand von 1 Ohm hat, für eine Sekunde die Wärmemenge emittiert, die gleich 0,24 kcal ist. Auf dieser Basis kann die Menge an Kalorienwärme, die in dem Leiter freigesetzt wird, durch die Formel berechnet werden:
Q = 0,24 l²Rt.
In dem System von Einheiten der SI-Energie, die Menge an Wärme undArbeit wird durch Einheiten - Joule gemessen. Daher ist der Koeffizient der Proportionalität im Joule-Lenz-Gesetz gleich eins. In diesem System hat die Joule-Lenz-Formel die Form:
Q = l²Rt. (2)
Das Gesetz von Joule - Lenz kann durch Erfahrung getestet werden.Ein Draht wird durch die Drahtspirale geführt, die in die in das Kalorimeter gegossene Flüssigkeit eingetaucht ist. Dann wird die im Kalorimeter freigesetzte Wärmemenge berechnet. Der Widerstand der Spule ist im Voraus bekannt, der Strom wird mit einem Amperemeter und die Zeit mit einer Stoppuhr gemessen. Indem Sie den Strom in der Schaltung ändern und verschiedene Spiralen verwenden, können Sie das Joule-Lenz-Gesetz überprüfen.
Basierend auf dem Ohmschen Gesetz
I = U / R,
Indem wir den Wert des Stromes in der Formel (2) ersetzen, erhalten wir einen neuen Ausdruck der Formel für das Joule-Lenz-Gesetz:
Q = (U² / R) t.
Formel Q = l²Rt ist bequem zu verwenden, wenn es berechnet wirddie Menge an Wärme, die durch die Reihenschaltung erzeugt wird, weil in diesem Fall der elektrische Strom in allen Leitern derselbe ist. Wenn daher eine Reihenschaltung mehrerer Leiter auftritt, wird jedem von ihnen eine solche Wärmemenge zugeordnet, die proportional zu dem Widerstand des Leiters ist. Wenn Sie zum Beispiel nacheinander drei Drähte der gleichen Größe - Kupfer, Eisen und Nickel - kombinieren, dann wird die größte Menge an Wärme aus Nickel freigesetzt, da sein spezifischer Widerstand am größten ist, er ist stärker und erwärmt sich.
Wenn die Leiter parallel geschaltet sind, dannder elektrische Strom in ihnen wird anders sein, und die Spannung an den Enden solcher Leiter ist die gleiche. Die Berechnung der Wärmemenge, die mit einer solchen Verbindung abgegeben wird, wird am besten mit der Formel Q = (U² / R) t durchgeführt.
Diese Formel zeigt, dass jeder Leiter, wenn er parallel geschaltet wird, eine solche Wärmemenge erzeugt, die umgekehrt proportional zu seiner Leitfähigkeit ist.
Wenn Sie drei von der gleichen Drahtstärke verbinden -Kupfer, Eisen und Nickel - parallel zueinander und erlauben Strom durch sie zu fließen, wird die größte Menge an Wärme in den Kupferdraht freigesetzt werden, und es wird sich mehr als die anderen erhitzen.
Basierend auf dem Gesetz von Joule - Lenz, produzierenBerechnung von verschiedenen elektrischen Beleuchtungsanlagen, Heizungs- und Heizgeräten. Die Umwandlung von Elektrizität in Wärme ist ebenfalls weit verbreitet.
