ცნობილმა რუსმა ფიზიკოსმა ლენცმა და ინგლისელმა ფიზიკოსმა ჯულმა, რომლებიც ატარებდნენ ექსპერიმენტებს ელექტრული დენის თერმული ეფექტების შესწავლაზე, დამოუკიდებლად გამოიღეს ჯულ-ლენცის კანონი. ეს კანონი ასახავს ურთიერთობას გამტარში გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობასა და ამ გამტარში გარკვეული პერიოდის განმავლობაში გამავალ ელექტრო დენს შორის.

ელექტრული დენის თვისებები

როდესაც ელექტრული დენი გადის ლითონის გამტარში, მისი ელექტრონები მუდმივად ეჯახება სხვადასხვა უცხო ნაწილაკებს. ეს შეიძლება იყოს ჩვეულებრივი ნეიტრალური მოლეკულები ან მოლეკულები, რომლებმაც დაკარგეს ელექტრონები. მოძრაობის პროცესში მყოფ ელექტრონს შეუძლია კიდევ ერთი ელექტრონი გამოყოს ნეიტრალური მოლეკულისგან. შედეგად იკარგება მისი კინეტიკური ენერგია და მოლეკულის ნაცვლად წარმოიქმნება დადებითი იონი. სხვა შემთხვევაში, ელექტრონი, პირიქით, ერწყმის დადებით იონს და ქმნის ნეიტრალურ მოლეკულას.

ელექტრონებისა და მოლეკულების შეჯახების პროცესში იხარჯება ენერგია, რომელიც მოგვიანებით გადაიქცევა სითბოდ. გარკვეული რაოდენობის ენერგიის ხარჯვა დაკავშირებულია ყველა მოძრაობასთან, რომლის დროსაც ადამიანს წინააღმდეგობის გადალახვა უწევს. ამ დროს ხახუნის წინააღმდეგობის დაძლევაზე დახარჯული სამუშაო გარდაიქმნება სითბურ ენერგიად.

ჯულ ლენცის კანონის ფორმულა და განმარტება

ლენც ჯოულის კანონის მიხედვით, გამტარში გამავალ ელექტრო დენს თან ახლავს სითბოს რაოდენობა, რომელიც პირდაპირპროპორციულია დენის კვადრატისა და წინაღობისა, ისევე როგორც იმ დროს, რაც სჭირდება ამ დენის გადინებას გამტარში. .

ფორმულის სახით ჯოულ-ლენცის კანონი გამოიხატება შემდეგნაირად: Q \u003d I 2 Rt, რომელშიც Q აჩვენებს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობას, I -, R არის გამტარის წინააღმდეგობა, t არის დროის პერიოდი. "k"-ის მნიშვნელობა არის სამუშაოს თერმული ეკვივალენტი და გამოიყენება იმ შემთხვევებში, როდესაც სითბოს რაოდენობა იზომება კალორიებში, მიმდინარე სიძლიერე - , წინააღმდეგობა - ომებში და დრო - წამებში. k-ის რიცხვითი მნიშვნელობა არის 0,24, რაც შეესაბამება 1 ამპერის დენს, რომელიც გამტარის 1 ომ წინააღმდეგობით გამოყოფს სითბოს 0,24 კკალს 1 წამის განმავლობაში. ამიტომ გამოთავისუფლებული სითბოს ოდენობის კალორიებში გამოსათვლელად გამოიყენება ფორმულა Q = 0.24I 2 Rt.

ერთეულების SI სისტემის გამოყენებისას, სითბოს რაოდენობა იზომება ჯოულებში, ასე რომ, "k"-ის მნიშვნელობა ჯულ-ლენცის კანონთან მიმართებაში იქნება 1-ის ტოლი და ფორმულა ასე გამოიყურება: Q \u003d მე 2 რტ. I = U/R-ის მიხედვით. თუ ეს მიმდინარე მნიშვნელობა შეიცვლება მთავარ ფორმულაში, ის მიიღებს შემდეგ ფორმას: Q \u003d (U 2 / R) t.

ძირითადი ფორმულა Q = I 2 Rt ძალიან მოსახერხებელია გამოსაყენებლად სითბოს რაოდენობის გაანგარიშებისას, რომელიც გამოიყოფა სერიული კავშირის შემთხვევაში. მიმდინარე სიძლიერე ყველა დირიჟორში იგივე იქნება. როდესაც რამდენიმე დირიჟორი ერთბაშად არის დაკავშირებული, თითოეული მათგანი გამოყოფს იმდენ სითბოს, რაც პროპორციული იქნება გამტარის წინააღმდეგობისა. თუ სპილენძის, რკინის და ნიკელის სამი იდენტური მავთული სერიულად არის დაკავშირებული, მაშინ სითბოს მაქსიმალური რაოდენობა გამოიყოფა ბოლოს. ეს გამოწვეულია ნიკელინის უმაღლესი სპეციფიკური წინააღმდეგობით და ამ მავთულის უფრო ძლიერი გათბობით.

როდესაც ერთი და იგივე გამტარები დაკავშირებულია პარალელურად, ელექტრული დენის მნიშვნელობა თითოეულ მათგანში იქნება განსხვავებული, ხოლო ბოლოებზე ძაბვა იგივე იქნება. ამ შემთხვევაში, ფორმულა Q \u003d (U 2 / R) t უფრო შესაფერისია გამოთვლებისთვის. გამტარის მიერ გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა უკუპროპორციული იქნება მისი გამტარობის. ამრიგად, ჯოულ-ლენცის კანონი ფართოდ გამოიყენება ელექტრული განათების დანადგარების, სხვადასხვა გათბობისა და გათბობის მოწყობილობების, აგრეთვე სხვა მოწყობილობების გამოსათვლელად, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტროენერგიის სითბოდ გადაქცევასთან.

ჯოულ-ლენცის კანონი. ელექტრული დენის მუშაობა და სიმძლავრე