>>ფიზიკა და ასტრონომია >>ფიზიკა მე-9 კლასი >>ფიზიკა: დენის თერმული ეფექტი

როდესაც ელექტრული დენი გადის გამტარში, გამტარი თბება. ეს ფენომენი აღმოაჩინა ფრანგმა მეცნიერმა ანტუან ფურკრუამ 1800 წელს. რკინის ხვეულში დენის გავლისას მან მოახერხა მისი გაცხელება ძალიან მაღალ ტემპერატურამდე. 41 წლის შემდეგ დინების თერმული ეფექტით დაინტერესდა ინგლისელი ფიზიკოსი J. Joule, ხოლო ერთი წლის შემდეგ რუსი მეცნიერი E. X. Land. მათ აღმოაჩინეს, რომ:
დირიჟორის მიერ დენით გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა უდრის დენის სიძლიერის კვადრატის ნამრავლს, გამტარის წინაღობას და იმ დროს, რომელსაც დენის გავლა სჭირდება.
ახლა ეს კანონი ე.წ ჯოულ-ლენცის კანონი. მათემატიკურად, ის გამოიხატება შემდეგი ფორმულით:

გამტარის მიმდინარე გათბობა განპირობებულია დენის მატარებლების ურთიერთქმედებით შემხვედრ ატომებთან ან ნივთიერების იონებთან. ამ ურთიერთქმედების შედეგად დირიჟორის შიდა ენერგია იზრდება და ის თბება. გაცხელებული გამტარი მიღებულ ენერგიას აძლევს გარემოს. ეს ენერგია არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც განისაზღვრება ჯოულ-ლენცის კანონით.
ჯოულ-ლენცის კანონი ექსპერიმენტულად აღმოაჩინეს. მაგრამ მას შეიძლება მივცეთ თეორიული დასაბუთება.
როდესაც ელექტრული დენი გადის გამტარში, კეთდება სამუშაო, რომელიც განისაზღვრება გამოთქმით (18.2): A=IU/t. მაგრამ U=IR. Ისე

თუ გამტარი, რომლითაც მიედინება დენი, რჩება უმოძრაოდ და მასში ქიმიური რეაქციები არ ხდება, მაშინ მთელი ეს სამუშაო მიდის მისი შინაგანი ენერგიის გასაზრდელად. ამ შემთხვევაში, დენის გამტარის მიერ გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა ემთხვევა დენის მუშაობას და ამიტომ განისაზღვრება იგივე გამოხატულებით.
ძალიან დიდი დენით, ლითონის გამტარი შეიძლება გაცხელდეს და დაიწვას (დნება). ეს ქმედება ეფუძნება დაუკრავენ. მათი მიზანია ელექტრული წრედის ავტომატურად გამორთვა, როდესაც დენი გადააჭარბებს მასში დასაშვებ დინებას. დაუკრავის სიმბოლო მოცემულია ცხრილში 2 (იხ. § 9).
ნახაზი 46 გვიჩვენებს ელექტრონულ აღჭურვილობაში გამოყენებული დაუკრავენ. მისი ძირითადი ნაწილია დაბალი დნობის ლითონის მავთული (მაგალითად, ტყვია), რომლის სისქე გათვლილია გარკვეულ დენზე (0,5 ა, 1 ა, 2 ა და ა.შ.). თუ დენის სიძლიერე ამა თუ იმ მიზეზით (მაგალითად, მოკლე ჩართვის დროს) აღემატება დასაშვებ მნიშვნელობას, მავთული დნება და წრე ღია იქნება.

საცხოვრებელ კორპუსებში გაყვანილობა გათვლილია, როგორც წესი, 6 ა ან 10 ა-სთვის. მის დასაცავად გამოყენებული ბინის საყრდენები (შტეფსელები) ნაჩვენებია სურათზე 47, a, b. პირველ შემთხვევაში (იხ. სურ. 47, ა), ძაფის დაწვის შემდეგ, მთელი კორპის გამოცვლა ხდება, მეორე შემთხვევაში (იხ. სურ. 47, ბ) მხოლოდ მისი დნობადი ჩანართი.

???
1. რატომ თბება გამტარი, რომლითაც მიედინება დენი?
2. ჩამოაყალიბეთ ჯოულ-ლენცის კანონი.
3. რა დანიშნულება აქვს საკრავებს?
4. მოგვიყევით მოწყობილობაზე და საკრავების მუშაობის პრინციპზე. როგორ არის ისინი მითითებული დიაგრამებზე?
5. ჩამოთვალეთ თქვენთვის ცნობილი მოწყობილობები, რომლებიც იყენებენ დენის თერმულ ეფექტს.

ს.ვ. გრომოვი, ი.ა. სამშობლო, ფიზიკა მე-9 კლასი