Emily Hristianovich Lents (1804 - 1865) - Ρώσικαδιάσημος φυσικός. Είναι ένας από τους ιδρυτές της ηλεκτρομηχανικής. Το όνομά του συνδέεται με την ανακάλυψη του νόμου που καθορίζει την κατεύθυνση του επαγωγικού ρεύματος και τον νόμο που καθορίζει το ηλεκτρικό πεδίο σε έναν αγωγό με ρεύμα.
Επιπλέον, η Emilia Lentz και ο Άγγλος φυσικόςΟ Joule, μελετώντας τις τρέχουσες θερμικές επιδράσεις, ανακάλυψε ανεξάρτητα τον νόμο σύμφωνα με τον οποίο η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται σε έναν αγωγό θα είναι ευθέως ανάλογη προς το τετράγωνο του ηλεκτρικού ρεύματος που διέρχεται από τον αγωγό, της αντίστασης του και του χρόνου κατά τον οποίο το ηλεκτρικό ρεύμα διατηρείται σταθερό στον αγωγό.
Ο νόμος αυτός ονομάζεται νόμος Joule-Lenz, ο τύπος τον εκφράζει ως εξής:
Q = kl2Rt, (1)
όπου Q είναι η ποσότητα της θερμότητας που απελευθερώνεται, l είναι το ρεύμα,R είναι η αντίσταση του αγωγού, t είναι ο χρόνος. Η τιμή του k ονομάζεται θερμικό ισοδύναμο της εργασίας. Η αριθμητική τιμή αυτής της ποσότητας εξαρτάται από την επιλογή των μονάδων στις οποίες πραγματοποιούνται μετρήσεις των υπόλοιπων ποσοτήτων που περιλαμβάνονται στον τύπο.
Εάν η ποσότητα θερμότητας που μετράται σε θερμίδες, το ρεύμασε αμπέρ, αντίσταση σε ohms και σε χρόνο σε δευτερόλεπτα, τότε το k είναι αριθμητικά ίσο με 0.24. Αυτό σημαίνει ότι το ρεύμα στο 1Α εκπέμπει σε έναν αγωγό, ο οποίος έχει αντίσταση 1 Ohm, για ένα δευτερόλεπτο την ποσότητα θερμότητας, η οποία είναι ίση με 0,24 kcal. Σε αυτή τη βάση, η ποσότητα θερμότητας σε θερμίδες που απελευθερώνονται στον αγωγό μπορεί να υπολογιστεί με τον τύπο:
Q = 0,24l2Rt.
В системе единиц СИ энергия, количество теплоты и η εργασία μετριέται με μονάδες - ζεύγη. Ως εκ τούτου, ο συντελεστής αναλογικότητας του νόμου Joule - Lenz είναι ίσος με έναν. Σε αυτό το σύστημα, ο τύπος Joule-Lenz έχει τη μορφή:
Q = l2Rt. (2)
Ο νόμος του Joule - Lenz μπορεί να ελεγχθεί από την εμπειρία.Ένα σύρμα διέρχεται μέσω του ελικοειδούς σπειροειδούς που βυθίζεται στο υγρό που χύνεται στο θερμιδόμετρο. Στη συνέχεια υπολογίζεται η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται στο θερμιδόμετρο. Η αντίσταση του πηνίου είναι γνωστή εκ των προτέρων, το ρεύμα μετριέται με αμπερόμετρο και χρόνο από χρονόμετρο. Αλλάζοντας το ρεύμα στο κύκλωμα και χρησιμοποιώντας διαφορετικές σπείρες, μπορείτε να ελέγξετε τον νόμο Joule-Lenz.
Με βάση το νόμο του Ohm
Ι = U / R,
Αντικαθιστώντας την τιμή του ρεύματος στον τύπο (2), αποκτάμε μια νέα έκφραση του τύπου για τον νόμο Joule-Lenz:
Q = (U2 / R) t.
Ο τύπος Q = l2Rt είναι κατάλληλος για χρήση κατά τον υπολογισμόη ποσότητα θερμότητας που παράγεται από τη σύνδεση σειράς, διότι στην περίπτωση αυτή το ηλεκτρικό ρεύμα σε όλους τους αγωγούς είναι το ίδιο. Επομένως, όταν συμβαίνει μια σειρά σύνδεσης με πολλούς αγωγούς, κάθε ένα από αυτά θα διαθέτει μια τέτοια ποσότητα θερμότητας, η οποία είναι ανάλογη με την αντίσταση του αγωγού. Εάν συνδέσετε, για παράδειγμα, διαδοχικά τρία καλώδια ίδιου μεγέθους - χαλκό, σίδηρο και νικέλιο, τότε η μεγαλύτερη ποσότητα θερμότητας θα απελευθερωθεί από το νικέλιο, καθώς η ειδική αντίσταση είναι μεγαλύτερη, είναι ισχυρότερη και θερμαίνεται.
Αν οι αγωγοί είναι συνδεδεμένοι παράλληλα, τότετο ηλεκτρικό ρεύμα σε αυτά θα είναι διαφορετικό και η τάση στα άκρα τέτοιων αγωγών είναι η ίδια. Ο υπολογισμός της ποσότητας θερμότητας που θα διατεθεί για μια τέτοια σύνδεση γίνεται καλύτερα με τον τύπο Q = (U² / R) t.
Αυτός ο τύπος δείχνει ότι όταν συνδέεται παράλληλα, κάθε αγωγός θα παράγει μια τέτοια ποσότητα θερμότητας, η οποία θα είναι αντιστρόφως ανάλογη της αγωγιμότητάς του.
Εάν συνδέσετε τρία από τα ίδια πάχη καλωδίου -χαλκό, σίδηρο και νικέλιο - παράλληλα μεταξύ τους και επιτρέποντας τη ροή ρεύματος μέσω αυτών, η μεγαλύτερη ποσότητα θερμότητας θα απελευθερωθεί στο σύρμα χαλκού και θα θερμαίνεται περισσότερο από τα άλλα.
Βάσει του νόμου της Joule - Lenz, παράγουνυπολογισμός διαφόρων ηλεκτρικών εγκαταστάσεων φωτισμού, συσκευών θέρμανσης και θέρμανσης. Η μετατροπή της ενέργειας σε θερμική ενέργεια χρησιμοποιείται επίσης ευρέως.
