Joul-Lens qonuni sohaga qo`lailishi

2. 
   Joul-Lens qonuni sohaga qo`lailishi
   

Joul-Lenz qonunining paydo bo'lishi odamlarning elektr toki haqidagi g'oyalarini o'zgartirib yubordi va elektr nima ekanligi haqida aniqroq ma'lumot berdi. Joul-Lenz qonunining amaliy ahamiyati katta; elektr choʻgʻlanma lampalari, elektr energiyani uzatishda, taqimlah, elektr isitkichlar va elektr isitish qurilmalari shu qonunga asoslanib loyihalanadi.Yaniy metallarda elektr toki o`tganda ajraladiga issiqlik miqdorining bajaradigan ishidan foydalaniladi.
Shubhasiz, bu buyuk fiziklar tomonidan kashf etilgan qonun butun fanda hal qiluvchi qadam bo'ldi, aynan shu kashfiyot tufayli boshqa olimlarning boshqa ulug'vor yutuqlariga erishildi. Barcha fan kashfiyotlar, ba'zi bir hal qilingan va hal qilinmagan muammolarning chambarchas bog'liqligidir. Ushbu maqolada muhokama qilingan qonun ko'plab tadqiqotlarga ma'lum darajada ta'sir ko'rsatdi va fanda o'chmas va sezilarli iz qoldirdi.
Emili Xristianovich Lenz (1804 - 1865) - taniqli rus fizigi. U elektromexanika asoschilaridan biridir. Uning nomi oqim bilan o'tkazgichdagi elektr maydonini aniqlaydigan yo'nalish va qonunni aniqlaydigan qonunning kashf etilishi bilan bog'liq.
Bundan tashqari, Emilius Lenz va ingliz fizigi Joul bir-biridan mustaqil ravishda tajribaga ega bo'lib, o'tkazgichda chiqariladigan issiqlik miqdori kvadratga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lgan qonunni kashf etdilar. elektr toki, Supero'tkazuvchilar orqali o'tadigan, uning qarshiligi va elektr tokini o'tkazgichda o'zgarmagan holda ushlab turish vaqti.
Ushbu qonun Joule-Lenz qonuni deb ataladi, uning formulasi quyidagicha ifodalanadi:
Q=
Bu erda Q - chiqarilgan issiqlik miqdori, l - oqim, R - o'tkazgichning qarshiligi, t - vaqt; k qiymati ishning termal ekvivalenti deb ataladi. Ushbu miqdorning raqamli qiymati formulaga kiritilgan boshqa miqdorlarning o'lchovlari amalga oshiriladigan birliklarni tanlashga bog'liq.
Agar issiqlik miqdori kaloriyalarda, oqim amperda, qarshilik omda va vaqt soniyalarda o'lchanadigan bo'lsa, u holda k son jihatdan 0,24 ga teng. Bu shuni anglatadiki, 1A oqim qarshiligi 1 om bo'lgan o'tkazgichda bir soniyada 0,24 kkalga teng bo'lgan issiqlik miqdorini chiqaradi. Bunga asoslanib, o'tkazgichda chiqarilgan kaloriyalardagi issiqlik miqdori quyidagi formula bo'yicha hisoblanishi mumkin:
SI birliklar tizimida energiya, issiqlik va ish birliklarda - joullarda o'lchanadi. Shuning uchun Joul-Lenz qonunida proporsionallik koeffitsienti birga teng. Ushbu tizimda Joule-Lenz formulasi quyidagi shaklga ega:
Joul-Lenz qonuni eksperimental tarzda tekshirilishi mumkin. Kalorimetrga quyilgan suyuqlikka botirilgan simli spiral orqali bir muncha vaqt tok o'tadi. Keyin kaloriyametrda chiqarilgan issiqlik miqdori hisoblanadi. Spiralning qarshiligi oldindan ma'lum, oqim ampermetr bilan, vaqt esa sekundomer bilan o'lchanadi. Zanjirdagi oqimni o'zgartirib, turli spirallardan foydalanib, siz Joule-Lenz qonunini tekshirishingiz mumkin.
Om qonuniga asoslanadi
Joriy qiymatni (2) formulaga almashtirib, biz Joule-Lenz qonuni uchun yangi formula ifodasini olamiz:
Q= 0.24 l²Rt formulasidan ketma-ket ulanish paytida chiqarilgan issiqlik miqdorini hisoblashda foydalanish qulay, chunki bu holda u barcha o'tkazgichlarda bir xil bo'ladi. Shuning uchun, bir nechta o'tkazgichlar paydo bo'lganda, ularning har birida o'tkazgichning qarshiligiga mutanosib bo'lgan bunday issiqlik miqdori chiqariladi. Agar, masalan, bir xil o'lchamdagi uchta sim - mis, temir va nikel ketma-ket ulangan bo'lsa, u holda eng katta issiqlik nikeldan chiqariladi, chunki uning eng kattasi kuchliroq va qiziydi.
Agar u holda ulardagi elektr toki boshqacha bo'ladi va bunday o'tkazgichlarning uchlaridagi kuchlanish bir xil bo'ladi. Q \u003d (U² / R) t formulasidan foydalanib, bunday ulanish paytida chiqariladigan issiqlik miqdorini hisoblash yaxshiroqdir.
Ushbu formula shuni ko'rsatadiki, parallel ulanganda, har bir o'tkazgich uning o'tkazuvchanligiga teskari proportsional bo'lgan issiqlik miqdorini chiqaradi.
Agar siz bir xil qalinlikdagi uchta simni - mis, temir va nikelni - bir-biriga parallel ravishda ulasangiz va ular orqali oqim o'tkazsangiz, unda eng katta issiqlik unga chiqariladi va boshqalarga qaraganda ko'proq qiziydi.
Joule-Lenz qonunini asos qilib olib, ular turli xil elektr yoritish moslamalarini, isitish va isitish elektr jihozlarini hisoblashadi. Elektr energiyasini issiqlik energiyasiga aylantirish ham keng qo'llaniladi.
Salom. Joule-Lenz qonuni sizga kerak bo'lganda dargumon, lekin u kiritilgan asosiy kurs elektrotexnika, shuning uchun endi men sizga ushbu qonun haqida gapirib beraman.
Joul-Lenz qonuni ikki buyuk olim tomonidan bir-biridan mustaqil ravishda kashf etilgan: 1841 yilda termodinamika rivojiga katta hissa qo'shgan ingliz olimi Jeyms

Preskott Joul. va 1842 yilda nemis asli rus olimi, elektrotexnikaga katta hissa qo'shgan Emil Xristianovich Lenz. Ikkala olimning kashfiyoti deyarli bir vaqtning o'zida va bir-biridan mustaqil ravishda sodir bo'lganligi sababli, qonunni qo'sh ism,

aniqrog'i familiyalar deb atashga qaror qilindi. 
Esingizda bo'lsin, qachon va nafaqat u, men elektr toki u o'tadigan o'tkazgichlarni isitadi, deb aytdim. Joule va Lenz hosil bo'ladigan issiqlik miqdorini hisoblash mumkin bo'lgan formulani o'ylab topishdi.
Shunday qilib, dastlab formula quyidagicha ko'rinardi:

Ushbu formula bo'yicha o'lchov birligi kaloriya edi va 0,24 ga teng bo'lgan k koeffitsienti buning uchun "mas'ul" edi, ya'ni kaloriyalarda ma'lumotlarni olish formulasi quyidagicha ko'rinadi: 
Ammo SI o'lchov tizimida o'lchangan miqdorlarning ko'pligini hisobga olgan holda va chalkashmaslik uchun joule belgisi qabul qilinganligi sababli, formula biroz o'zgargan. k birga teng bo'ldi va shuning uchun koeffitsient endi formulada yozilmadi va u quyidagicha ko'rinishni boshladi:

Bu erda: Q - Joul bilan o'lchanadigan issiqlik miqdori (SI belgisi - J);
I - oqim, Amper bilan o'lchanadi, A;
R - qarshilik, Ohm, Ohm bilan o'lchanadi;
t - soniyalarda o'lchanadigan vaqt, s;
va U - kuchlanish, volt, V bilan o'lchanadi.
Ehtiyotkorlik bilan qarang, ushbu formulaning bir qismi sizga biror narsani eslatadimi? Va aniqrog'i? Ammo bu kuch, aniqrog'i Ohm qonunidan quvvat formulasi. Rostini aytsam, men Internetda Joule-Lenz qonunining bunday taqdimotini hali ko'rmaganman:

Endi biz mnemonik jadvalni eslaymiz va qanday miqdorlarni bilishimizga qarab Joule-Lenz qonunining kamida uchta formulali ifodasini olamiz:

Hamma narsa juda oddiydek tuyuladi, lekin bizga bu qonunni allaqachon bilganimizdagina tuyuladi va keyin ikkala buyuk olim ham uni nazariy emas, balki eksperimental ravishda kashf qilishdi va keyin uni nazariy asoslashga muvaffaq bo'lishdi.

Bu Joule-Lenz qonuni qayerda foydali bo'lishi mumkin?

Elektrotexnikada simlar orqali oqadigan elektr energiyani uchraydigan qarshilik evaziga ajralib chiqadigan issiqlik miqdori, tenlarda , qarshilik issitish pechlarida ishlatiladi. Ushbu qonun asosida uzatilayotgan elektr energiyaning kuchlanishi kuchlanish qotoriga muofiq tarzda oshirilib tok kuchi tushirladi iloji boricha , shunda yoqotish tushirilgan tok kuchuning kvadrati tarzida kamayadi. Shuning uchun kuch transformatorlarida juda ko`p foydalaniladi.