प्रसिद्ध रूसी भौतिक विज्ञानी लेनज़ और अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जूल ने विद्युत प्रवाह के ऊष्मीय प्रभावों के अध्ययन पर प्रयोग करते हुए स्वतंत्र रूप से जूल-लेन्ज़ कानून प्राप्त किया। यह नियम एक निश्चित अवधि के लिए कंडक्टर में जारी गर्मी की मात्रा और इस कंडक्टर से गुजरने वाली विद्युत धारा के बीच संबंध को दर्शाता है।

विद्युत प्रवाह के गुण

जब किसी धातु के चालक से विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो उसके इलेक्ट्रॉन लगातार विभिन्न विदेशी कणों से टकराते रहते हैं। ये साधारण तटस्थ अणु या अणु हो सकते हैं जिन्होंने इलेक्ट्रॉनों को खो दिया है। गति की प्रक्रिया में एक इलेक्ट्रॉन एक तटस्थ अणु से एक और इलेक्ट्रॉन को अलग कर सकता है। नतीजतन, इसकी गतिज ऊर्जा खो जाती है, और एक अणु के बजाय एक सकारात्मक आयन बनता है। अन्य मामलों में, इलेक्ट्रॉन, इसके विपरीत, एक सकारात्मक आयन के साथ मिलकर एक तटस्थ अणु बनाता है।

इलेक्ट्रॉनों और अणुओं के टकराव की प्रक्रिया में, ऊर्जा की खपत होती है, जो बाद में गर्मी में बदल जाती है। ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा का व्यय सभी आंदोलनों से जुड़ा होता है जिसके दौरान किसी को प्रतिरोध को दूर करना होता है। इस समय, घर्षण प्रतिरोध पर काबू पाने में खर्च किया गया कार्य तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है।

जूल लेन्ज़ का नियम सूत्र और परिभाषा

लेनज़ जूल कानून के अनुसार, एक कंडक्टर के माध्यम से गुजरने वाला विद्युत प्रवाह गर्मी की मात्रा के साथ होता है जो वर्तमान के वर्ग और प्रतिरोध के सीधे आनुपातिक होता है, साथ ही इस प्रवाह के लिए कंडक्टर के माध्यम से प्रवाह के लिए समय लगता है। .

जूल-लेन्ज़ नियम को सूत्र के रूप में इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:क्यू \u003d मैं 2 आरटी, जिसमें क्यू जारी गर्मी की मात्रा प्रदर्शित करता है, मैं - , आर कंडक्टर का प्रतिरोध है, टी समय की अवधि है। "के" का मान काम का ऊष्मीय समतुल्य है और इसका उपयोग उन मामलों में किया जाता है जहां गर्मी की मात्रा कैलोरी में मापी जाती है, वर्तमान ताकत - , प्रतिरोध - ओम में, और समय - सेकंड में। k का संख्यात्मक मान 0.24 है, जो 1 एम्पीयर की धारा से मेल खाता है, जो 1 ओम के कंडक्टर प्रतिरोध के साथ, 1 सेकंड के लिए 0.24 किलो कैलोरी के बराबर गर्मी की मात्रा जारी करता है। इसलिए, कैलोरी में जारी गर्मी की मात्रा की गणना करने के लिए, सूत्र Q = 0.24I 2 Rt का उपयोग किया जाता है।

इकाइयों की एसआई प्रणाली का उपयोग करते समय, गर्मी की मात्रा को जूल में मापा जाता है, इसलिए जूल-लेनज़ कानून के संबंध में "के" का मान 1 के बराबर होगा, और सूत्र इस तरह दिखेगा: क्यू \u003d मैं 2 आर.टी. I = U/R के अनुसार। यदि इस वर्तमान मान को मुख्य सूत्र में प्रतिस्थापित किया जाता है, तो यह निम्नलिखित रूप लेगा: क्यू \u003d (यू 2 / आर) टी।

मूल सूत्र Q = I 2 Rt एक श्रृंखला कनेक्शन के मामले में जारी होने वाली गर्मी की मात्रा की गणना करते समय उपयोग करने के लिए बहुत सुविधाजनक है। सभी कंडक्टरों में वर्तमान ताकत समान होगी। जब कई कंडक्टर एक साथ श्रृंखला में जुड़े होते हैं, तो उनमें से प्रत्येक इतनी गर्मी छोड़ेगा, जो कंडक्टर के प्रतिरोध के समानुपाती होगा। यदि तांबे, लोहे और निकल के तीन समान तारों को श्रृंखला में जोड़ा जाता है, तो गर्मी की अधिकतम मात्रा अंत में जारी की जाएगी। यह निकेलिन के उच्चतम विशिष्ट प्रतिरोध और इस तार के मजबूत ताप के कारण है।

जब समान कंडक्टर समानांतर में जुड़े होते हैं, तो उनमें से प्रत्येक में विद्युत प्रवाह का मान अलग-अलग होगा, और सिरों पर वोल्टेज समान होगा। इस मामले में, सूत्र क्यू \u003d (यू 2 / आर) टी गणना के लिए अधिक उपयुक्त है। किसी चालक द्वारा छोड़ी गई ऊष्मा की मात्रा उसकी चालकता के व्युत्क्रमानुपाती होगी। इस प्रकार, जूल-लेन्ज़ कानून का व्यापक रूप से विद्युत प्रकाश प्रतिष्ठानों, विभिन्न ताप और ताप उपकरणों के साथ-साथ विद्युत ऊर्जा के ताप में रूपांतरण से जुड़े अन्य उपकरणों की गणना के लिए उपयोग किया जाता है।

जूल-लेन्ज़ कानून। विद्युत प्रवाह का कार्य और शक्ति