Закон Джоуля-Ленца

Почему нагреваются электрочайник, утюг, фен, паяльник, и даже мой ноутбук? А почему ноутбук не нагревается также, как утюг? Он ведь тоже включен в розетку.

Представим себе переполненный автобус, знакомая ситуация не правда ли? :-)

Допустим, Вы стоите прямо у двери, как вон тот чувак слева, приплющенный к двери. Вам надо ехать до конечки. Получается, чем больше поток пассажиров будет выходить и входить в автобус, тем больше будут вас толкать, задевать, наступать на ноги. Следовательно, тем большее раздражение охватит вас :-) . А если бы двери были шире, то и народ бы спокойно выходил и заходил, задевая вас как можно реже. Или пусть двери останутся такой же ширины, но народу в автобусе будет как можно меньше. Значит, они смогут спокойно проходить и не задевать вас, а следовательно не раздражать. Ну, и конечно же, важный фактор имеет время. Неужели Вы выдержите все это "веселое" мероприятие весь день?

Проводник, будь то медная проволока, или кусочек жестянки, это и есть тот самый автобус. Ширина двери, есть нечто иное как сопротивление, а количество народа в автобусе - это напряжение. В проводнике ну очень много электронов! Когда прикладывается напряжение - создается давление как в автобусе. Электроны проталкиваются через атомы по проводнику  и конечно же их задевают, как того приплющенного пассажира :-). Атомов это все в конечном счете раздражает, и они начинают колебаться, а колебание атомов есть нечто иное, как тепловая энергия. Чем сильнее колеблются атомы, тем горячее стает проводник.

Вентилятор от компа совершает работу, крутя свои лопасти, а какую же работу совершает проводник, когда к нему прикладывается напряжение? Он отдает тепло в окружающую среду. Тупо преобразует электрическую энергию в тепловую. А тепловая энергия у нас обозначается как   буковкой  Q и выражается тоже в Джоулях. Формулу работы электрического тока мы знаем из статьи Работа и мощность постоянного тока:

А как мы знаем из статьи Закон Ома , что I=U/R, отсюда получаем, что U=IхR. Подставляем в формулу вместо U, IхR, получаем формулу

Это и есть закон Джоуля-Ленца как для переменного, так и для постоянного тока.  Получается, что чем тоньше проводник (а сопротивление проводника мы рассматривали в статье Закон Ома), и чем больший ток пропустить через него ( как мы помним I=U/R, значит нужно добавить напряжения да побольше), и все это по времени оставить как можно больше, то тепла выделится столько, что мы сможем согреться холодными зимними вечерами. На этом принципе работают все электронагревательные приборы.

Читайте также