O Je vyrobenýJoule je fyzikálny jav, ktorý sa skladá z premenaenergieelektrickýv teplo. Tento jav nastáva, keď elektrický prúd prechádza telom. Neustále zrážky, ktoré sa vyskytujú medzi elektrónmi a atómami, ktoré tvoria kryštalickú štruktúru tela, spôsobujú jeho teplota sa zvyšuje, čo spôsobuje premenu časti elektrickej energie obsiahnutej v nosičoch náboja teplo.
Pozritiež:Aká je rýchlosť elektrického prúdu?
Joule Effect Formula
Z joulov zákon, je možné vypočítať množstvo tepla rozptýleného vodičom, ktorým prechádza elektrický prúd. Na využitie tohto zákona je potrebné, aby bol elektrický odpor materiálu konštantný, ako aj elektrický prúd, ktorý ním prechádza.
Q - teplo (J alebo vápno)
i - elektrický prúd (A)
R - elektrický odpor (Ω)
t - časový interval (y)
Zobrazený vzorec ukazuje, že množstvo rozptýleného tepla je priamo úmerné druhej mocnine elektrický prúd vynásobený elektrickým odporom a dĺžkou času, kým prúd prešiel telo.
Pozritiež: Fyzikálne objavy, ktoré sa stali náhodou
Pomôcky Joule Effect
Vďaka Jouleovmu javu je možné premeniť elektrickú energiu na teplo, ako to robíme v:
- sprchy,
- hrnce,
- elektrické grily,
- žehličky atď.
Jouleov efekt sa vyskytuje na akomkoľvek materiáli, vodič alebo izolátor, ktorý má nenulový elektrický odpor.
Tento jav je výraznejší v jazyku materiálovizolátory, ktorých elektrické odpory sú všeobecne vyššie. Keď však izolačnými materiálmi prechádzajú intenzívne elektrické prúdy, je možné, že v nich vznikajú vady neopraviteľné z dôvodu veľkého zvýšenia teploty.
Riziká spojené s Jouleovým efektom
Hlavné riziká spojené s Jouleho efektom vyplývajú z zvýšenie teploty. V elektrických inštaláciách musia vodivé vodiče a iné elektronické zariadenia pracovať pri bezpečných teplotách, avšak môžu to byť faktory, ako napr inštaláciínedbalý, prítomnosťvvlhkosť,prachvprebytok,niteolúpané a oxidáciaelektronických súčiastok môžu spôsobiť zvýšenie ich elektrického odporu, čo vedie k väčšiemu rozptylu tepla, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť výskytu požiare, napríklad.
Pozritiež:Všetko o kalorimetrii
Experiment s Jouleovým efektom
Existujú experimenty v nízke náklady je dostatočne prístupný to je možné urobiť v triede na preukázanie existencie Jouleovho javu. Jeden z nich spočíva v dotyku terminálov a 9V batéria v kuse Oceľová vlna.
Keď sa dotkneme oceľovej vlny so svorkami batérie, vytvorí sa elektrický prúd, teda proces ohrevu. Teplota oceľovej vlny sa rýchlo zvyšuje, až kým sa nerozpáli červeno.
Hlavy hore: tento experiment môže spôsobiť popáleniny a požiare, vykonajte ho iba v prítomnosti rodičov alebo zákonných zástupcov. |
Cvičenie o Jouleovom efekte
Otázka 1) Vodivý vodič s elektrickým odporom rovným 0,5 Ω prechádza elektrickým prúdom 2,0 A po dobu 2,0 minút. Určte množstvo tepla rozptýleného týmto drôtom v jouloch.
a) 240 J
b) 4 J
c) 400J
d) 40J
e) 120 J
Spätná väzba: Písmeno A
Rozhodnutie:
Na výpočet množstva rozptýleného tepla je potrebné použiť Jouleov zákon:
Otázka 2) Pokiaľ ide o Jouleov efekt, začiarknite, čo je správne.
a) Jouleov efekt sa vyskytuje iba pri vysokých teplotách.
b) Jouleov efekt vzniká zrážkami medzi nosičmi náboja a atómami, ktoré tvoria kryštalickú mriežku materiálu.
c) Stratu energie Joulovým efektom je možné regulovať zvýšením intenzity elektrického prúdu.
d) Množstvo tepla, ktoré je rozptýlené Joulovým javom, je nepriamo úmerné elektrickému odporu materiálu.
e) Vodivé materiály nepodliehajú Jouleovmu efektu.
Šablóna:Písmeno B
Rozhodnutie:
Pozrime sa na odpovede:
) NEPRAVDA - Jouleov efekt sa môže vyskytnúť pri akejkoľvek teplote, tento efekt sa však zvyšuje pri režimoch vysokých teplôt.
B) REÁLNY
ç) FALSE - množstvo tepla rozptýleného Joulovým javom je priamo úmerné druhej mocnine intenzity prúdu.
d) NEPRAVDA - množstvo tepla rozptýleného Joulovým javom je priamo úmerné modulu elektrického odporu.
a) NEPRAVDA - všetky materiály, ktoré majú elektrický odpor, podliehajú Jouleovmu javu.
Otázka 3) Vodivý vodič je vedený elektrickým prúdom 0,5 A po dobu 30 s. Pretože elektrický odpor tohto drôtu sa rovná 0,8 Ω, množstvo kalórií uvoľnených drôtom počas tohto časového obdobia v dôsledku Jouleovho javu sa rovná
Údaje: 1 kal = 4 J.
a) 15,0 kal.
b) 12,0 kal.
c) 1,5 kal.
d) 6,0 kal.
e) 4,5 kal.
Spätná väzba: Písmeno C.
Rozhodnutie:
Použijeme Jouleho zákon na výpočet množstva tepla, ktoré je rozptýlené vodivým drôtom:
Podľa vykonaného výpočtu je množstvo tepla, ktoré je odvádzané týmto vodivým drôtom, 1,5 kal, takže správnou alternatívou je písmeno C.
Podľa mňa.Rafael Helerbrock
