Edite el contenido básico de este párrafo Ley de Joule Ley de Joule: ① Descripción del texto, el calor generado por la corriente que pasa a través de un conductor es proporcional al cuadrado de la corriente, proporcional a la resistencia del conductor, y proporcional al tiempo de energización.
②Fórmula: Expresión matemática de la ley de Joule: Q=I^2Rt, las fórmulas derivadas son Q=UIt y Q=U^2/R×t. La primera fórmula es de aplicación universal y la fórmula derivada es adecuada para circuitos resistivos puros.
③Atención: Todo el trabajo realizado por la corriente genera calor, es decir, toda la energía eléctrica se convierte en energía interna. En este momento, Q=W. Los calentadores eléctricos y las lámparas incandescentes entran en esta categoría.
④En un circuito en serie, porque las corrientes que pasan por los conductores son iguales. El tiempo de energización también es igual. Según la ley de Joule, se puede ver que el calor generado por el conductor es proporcional a la resistencia, es decir
⑤En un circuito en paralelo, el voltaje en ambos extremos del conductor. El conductor es igual y el tiempo de energización también es igual. Según, se puede ver que la corriente pasa a través del conductor. El calor generado es inversamente proporcional a la resistencia del conductor, es decir
⑥ Calentador eléctrico. : un dispositivo que utiliza el efecto térmico de la corriente eléctrica para calentar. Son comunes las estufas eléctricas, soldadores eléctricos, planchas eléctricas, ollas arroceras eléctricas, hornos eléctricos. El componente principal del calentador eléctrico es el elemento calefactor, que está hecho de alambre de resistencia con alta resistividad y alto punto de fusión enrollado sobre un material aislante.
La ley de Joule es una ley que explica cuantitativamente la conversión de energía eléctrica en energía térmica mediante conducción de corriente.
En 1841, el físico británico Joule descubrió que el calor Q (llamado calor de Joule) generado en un conductor por el que circula corriente es proporcional al cuadrado de la corriente I, la resistencia R del conductor y la tiempo de energización t. Esta ley se llama ley de Joule.
Usando el Sistema Internacional de Unidades, la expresión es Q=I^2×Rt o potencia térmica P=I^2×R, donde las unidades de Q, I, R, t y P son Julios en orden, amperios, ohmios, segundos y vatios.
La ley de Joule es una fórmula importante para diseñar iluminación eléctrica, equipos de calefacción eléctrica y calcular el aumento de temperatura de diversos equipos eléctricos.
La aplicación de la ley de Joule en circuitos en serie:
En un circuito en serie las corrientes son iguales, por lo que cuanto mayor es la resistencia, más calor se genera.
La aplicación de la ley de Joule en circuitos en paralelo:
En circuitos en paralelo, los voltajes son iguales mediante la fórmula de deformación, W=Q=Pt=U^2/R×t. , cuando U es fijo, cuanto mayor es R, menor es Q.
Cabe destacar que la ley de Joule y la fórmula de la potencia eléctrica W=UI son aplicables al cálculo de cualquier componente y generación de calor, es decir, Q=W sólo se puede utilizar en circuitos como calentadores eléctricos ( circuitos de resistencia pura) =UIt=I^2Rt=U^2/R×t.
Además, la ley de Joule también se puede transformar en Q=IRQ (este último Q es la cantidad de carga, la unidad es Coulomb (c)).
La imagen muestra el diagrama experimental de la ley de Joule.
1． Comprender y utilizar correctamente la Ley de Joule
La Ley de Joule es una ley experimental y tiene una amplia gama de aplicaciones. Cuando se enfrenta el problema de los efectos térmicos actuales, por ejemplo, para calcular el calor liberado cuando la corriente pasa a través de un determinado circuito para comparar la cantidad de calor liberado por un determinado circuito o conductor, es decir, cuando se consideran los requisitos del circuito; Desde la perspectiva de los efectos térmicos actuales, se puede utilizar la ley de Joule.
Se puede ver en la fórmula de la ley de Joule que el calor generado por la corriente que pasa a través de un conductor es proporcional al cuadrado de la intensidad de la corriente, proporcional a la resistencia del conductor y proporcional al tiempo de energización. .
Si todo el trabajo realizado por la corriente se utiliza para generar calor. Es decir, W=UIt.
Según la ley de Ohm, W=I^2Rt.
Cabe señalar que W=U^2/R×t y W=I^2R×t no son la ley de Joule. Se derivan de la ley de Ohm. La energía eléctrica solo se puede transferir cuando se realiza trabajo. Lo que hace la corriente es Esto es cierto sólo si todo se convierte en energía térmica. Para aparatos eléctricos como estufas eléctricas, soldadores eléctricos y lámparas eléctricas, estas dos fórmulas son equivalentes a la ley de Joule.
Cuando se utiliza la fórmula de la ley de Joule para el cálculo, cada cantidad física de la fórmula debe corresponder al mismo conductor o a la misma sección del circuito, que es lo mismo que cuando se utiliza la ley de Ohm. Cuando aparecen varias cantidades físicas en la pregunta, se deben agregar con códigos de esquina para mostrar la diferencia.
Nota: W=UIt=Pt se aplica a todos los circuitos, mientras que W=I^2Rt=U^2/R×t solo se usa en circuitos de resistencia pura (todos usados para calefacción). Empuje a la fórmula W=Pt P=UI U=IR Q=W