КАТЕГОРИИ:
Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)
Робота і потужність струму. Закон Джоуля-Ленца
|
|
|
|
Розглянемо ділянку кола опором R до якої прикладена напруга U і по якій тече струм силою І. Із означення електричної напруги (3.160) визначимо елементарну роботу по переміщенню по колу елементарного заряду dq
. (3.211)
Із означення сили струму (3.156) визначимо елементарний заряд 
. (3.212)
Підставимо вираз (3.212) у формулу (3.211)
. (3.213)
Проінтегруємо вираз (3.203) і отримаємо формулу роботи електричного струму
. (3.214)
У випадку постійного струму, коли 
, 
, робота електричного струму визначається за формулою
. (3.215)
Потужність рівна роботі виконаній за одиницю часу
. (3.216)
Підставимо (3.213) у формулу (3.216). Отримаємо формулу потужності струму
. (3.217)
Якщо електричний струм не виконує роботу проти зовнішніх сил і не змінюється внутрішня енергія провідника то, як випливає з першого закону термодинаміки, робота струму рівна кількості теплоти, яка виділяється в провіднику
. (3.218)
З закону Ома для ділянки кола випливає
. (3.219)
Підставимо (3.219) у формулу (3.218)
. (3.220)
У випадку постійного струму формула (3.220) набере вигляду
. (3.221)
Формули (3.220) і (3.221) – це закон Джоуля-Ленца в інтегральній формі: кількість теплоти, яка виділяється в провіднику при проходженні електричного струму, прямо пропорційна квадрату сили струму, опору провідника і часу проходження струму
Розглянемо циліндричний провідник з площею поперечного перерізу 
, довжиною 
, по якому тече струм силою 
. Тоді за час 
в ньому виділиться кількість теплоти 
, яка згідно з формулою (3.221) рівна
. (3.222)
З формул (3.164) і (3.159) отримаємо
; 
. (3.223)
Підставимо (3.223) у формулу (3.222)
(3.224)
де 
– об’єм провідника.
Питомою тепловою потужністю струму називається фізична величина, рівна кількості теплоти, яка виділяється в одиниці об’єму провідника за одиницю часу
. (3.225)
Підставимо (3.224) у формулу (3.225) отримаємо
. (3.226)
Формула (3.226) – це закон Джоуля-Ленца в диференціальній формі: питома теплова потужність струму прямо пропорційна питомому опору провідника і квадратові густини струму.
Використовуючи формули (3.173) вираз (3.226) можне бути представлений у вигляді
. (3.227)
Формули (3.227) – це другий варіант закону Джоуля-Ленца в диференціальній формі: питома теплова потужність струму прямо пропорційна питомій електропровідності провідника і квадрату напруженості електричного поля.
|
|
|
|
|
Дата добавления: 2015-05-23; Просмотров: 1026; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!