>>भौतिकी और खगोल विज्ञान>>भौतिकी ग्रेड 9>>भौतिकी: धारा का ऊष्मीय प्रभाव

जब किसी चालक से विद्युत धारा प्रवाहित होती है तो चालक गर्म हो जाता है। इस घटना की खोज 1800 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक एंटोनी फोरक्रॉइक्स ने की थी। एक लोहे की कुण्डली में विद्युत धारा प्रवाहित करके, वह उसे अत्यधिक उच्च तापमान तक गर्म करने में सफल रहा। 41 वर्षों के बाद, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जे। जूल वर्तमान के तापीय प्रभाव में रुचि रखने लगे, और एक साल बाद रूसी वैज्ञानिक ई। एक्स। लैंड। उन्होंने पाया कि:
किसी चालक द्वारा धारा के साथ छोड़ी गई ऊष्मा की मात्रा, धारा के वर्ग के गुणनफल के बराबर होती है, चालक का प्रतिरोध और इससे होकर गुजरने में लगने वाला समय।
अब इस कानून को कहा जाता है जूल-लेन्ज़ कानून. गणितीय रूप से, इसे निम्न सूत्र के रूप में व्यक्त किया जाता है:

कंडक्टर का करंट हीटिंग करंट कैरियर्स के आने वाले परमाणुओं या पदार्थ के आयनों के साथ इंटरेक्शन के कारण होता है। इस परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप चालक की आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है और वह गर्म हो जाता है। गर्म कंडक्टर पर्यावरण को प्राप्त ऊर्जा देता है। यह ऊर्जा ऊष्मा की मात्रा है, जो जूल-लेन्ज़ नियम द्वारा निर्धारित की जाती है।
जूल-लेन्ज़ नियम प्रयोगात्मक रूप से खोजा गया था। लेकिन इसे सैद्धांतिक औचित्य दिया जा सकता है।
जब विद्युत धारा किसी चालक से होकर गुजरती है, तो कार्य किया जाता है, जो व्यंजक (18.2) द्वारा निर्धारित होता है: ए = आईयू / टी. लेकिन यू = आईआर. इसलिए

यदि वह चालक जिससे होकर धारा प्रवाहित होती है गतिहीन रहती है और उसमें कोई रासायनिक अभिक्रिया नहीं होती है, तो यह सारा कार्य उसकी आंतरिक ऊर्जा को बढ़ाने में चला जाता है। इस मामले में, वर्तमान-वाहक कंडक्टर द्वारा जारी गर्मी की मात्रा वर्तमान के काम के साथ मेल खाती है और इसलिए उसी अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित की जाती है।
एक बहुत बड़ी धारा के साथ, एक धातु कंडक्टर गर्म हो सकता है और जल सकता है (पिघल सकता है)। यह क्रिया आधारित है फ़्यूज़. उनका उद्देश्य विद्युत परिपथ को स्वचालित रूप से बंद करना होता है जब कोई धारा उसमें स्वीकार्य प्रवाह से अधिक हो जाती है। फ्यूज के लिए प्रतीक तालिका 2 में दिया गया है (देखें 9)।
चित्र 46 इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में प्रयुक्त फ्यूज को दर्शाता है। इसका मुख्य भाग एक कम पिघलने वाला धातु का तार (उदाहरण के लिए, सीसा) है, जिसकी मोटाई एक निश्चित धारा (0.5 ए, 1 ए, 2 ए, आदि) के लिए डिज़ाइन की गई है। यदि किसी कारण या किसी अन्य कारण से (उदाहरण के लिए, शॉर्ट सर्किट के दौरान) वर्तमान ताकत अनुमेय मूल्य से अधिक है, तो तार पिघल जाएगा और सर्किट खुला रहेगा।

आवासीय भवनों में तारों को, एक नियम के रूप में, 6 ए या 10 ए के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसकी सुरक्षा के लिए उपयोग किए जाने वाले अपार्टमेंट फ़्यूज़ (प्लग) चित्र 47, ए, बी में दिखाए गए हैं। पहले मामले में (अंजीर देखें। 47, ए), धागा जलने के बाद, पूरे कॉर्क को बदल दिया जाता है, दूसरे मामले में (चित्र 47 देखें, बी) केवल इसका फ्यूज़िबल इंसर्ट।

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1. जिस कंडक्टर से करंट प्रवाहित होता है वह गर्म क्यों होता है?
2. जूल-लेन्ज नियम बनाइए।
3. फ़्यूज़ का उद्देश्य क्या है?
4. हमें डिवाइस और फ़्यूज़ के संचालन के सिद्धांत के बारे में बताएं। उन्हें आरेखों पर कैसे दर्शाया गया है?
5. उन उपकरणों की सूची बनाएं जिन्हें आप जानते हैं जो विद्युत धारा के ऊष्मीय प्रभाव का उपयोग करते हैं।

एस.वी. ग्रोमोव, आई.ए. मातृभूमि, भौतिकी ग्रेड 9