§ 24. Закон джоуля-ленца

Струм у провіднику спричиняє теплову дію. Якщо провідник зі струмом є нерухомим або рухається не завдяки струму, то вся енергія електричного струму перетворюється лише на внутрішню енергію провідника. Провідник нагрівається і нагріває навколишнє середовище. Приклад цього — використання теплової дії струму в електричних плитах, паяльниках, прасках.

У 1841 р. відомий англійський вчений Д. Джоуль і незалежно від нього у 1842 р. російський вчений Е.Х. Ленц (1804—1865 рр.) експериментально встановили закон, який визначає кількість теплоти,

що виділяється провідником зі струмом. За прізвищами вчених його назвали закон Джоуля—Ленца.

Кількість теплоти, що її виділяє провідник із струмом,

прямо пропорційна квадрату сили струму, опору провідника

і часу протікання струму в провіднику.

Формула Q = I²Rt виражає закон Джоуля—Ленца. Вона придатна для визначення кількості теплоти, виділеної струмом у всіх випадках, для будь-яких ділянок кола і провідників, з яких воно складається (рухомих і нерухомих).

ді, коли уся робота струму перетворюється на теплоту. За цими формулами ви можете визначити усю роботу, виконану струмом у електричному двигуні. Але робота струму в електродвигуні частково перетворюється на механічну роботу, а частково витрачається на його нагрівання.

ЗАПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ

1.    Сформулюйте закон Джоуля—Ленца.

2.    Як можна пояснити нагрівання провідника електричним струмом?

3.    За якою формулою можна визначити кількість теплоти, що виділяється провідником зі струмом?

4.    Спіраль електроплитки перегоріла і її трохи зменшили. Як змінилася кількість теплоти, що виділяється плиткою, після вкорочення спіралі?

5.    Дві дротини, мідна і сталева, мають однакові площі поперечного перерізу і довжини. Дротини увімкнули в електричне коло паралельно. Яка з дротин виділить більшу кількість теплоти? Відповідь обґрунтуйте.

6.    Дві дротини з ніхрому та алюмінію, що мають однакові довжини і площі перерізу, увімкнуто паралельно в електричне коло. Яка з дротин більше нагріється?

7.    Яка кількість теплоти виділиться за 20 хв спіраллю опором 20 Ом за сили струму 3 А?

8.    Опір спіралі електричного паяльника 484 Ом. Паяльник увімкнуто в мережу з напругою 220 В. Яка кількість теплоти виділяється цим паяльником протягом 5 хв його роботи?

9*. З ніхромового дроту довжиною 2 м і діаметром 0,5 мм виготовлено спіраль, яку увімкнули в електричне коло. Яка кількість теплоти виділиться спіраллю за 5 хв за сили струму в ній 2 А?

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Бойко