О. Направљено јеЈоуле је физички феномен који се састоји од конверзијаенергијеелектричниу топлота. Ова појава се јавља када електрична струја пролази кроз тело. Узрок су стални судари који се јављају између електрона и атома који чине кристалну структуру тела његова температура се повећава, што доводи до претварања дела електричне енергије садржане у носачима наелектрисања топлота.
Гледајтакође:Колика је брзина електричне струје?
Формула ефекта Јоуле-а
Од џулов закон, могуће је израчунати количину топлоте коју одводи проводник који пролази електричном струјом. Да бисте користили овај закон, неопходно је да електрични отпор материјала буде константан, као и електрична струја која кроз њега пролази.
К - топлота (Ј или креч)
и - електрична струја (А)
Р. - електрични отпор (Ω)
т - временски интервал (и)
Приказана формула показује да је количина топлоте која се расипа директно пропорционална квадрату електрична струја помножена са електричним отпором и временом преласка струје Тело.
Гледајтакође: Открића физике која су се догодила несрећом
Јоуле Еффецт Утилитиес
Захваљујући Јоуле-овом ефекту могуће је претворити електричну енергију у топлоту, као што то радимо у:
- тушеви,
- цроцкпотс,
- електрични роштиљ,
- пегле итд.
Џолов ефекат се јавља на било ком материјалу, проводник или изолатор, који има не-нулти електрични отпор.
Ова појава је изражајнија у материјалаизолатори, чији су електрични отпори углавном већи. Међутим, када изолационе материјале прелазе јаке електричне струје, могуће је да оне настану у њима недостаци непоправљив због великог пораста температуре.
Ризици повезани са Јоуле-овим ефектом
Главни ризици везани за Јоуле-ов ефекат произилазе из пораст температуре. У електричним инсталацијама проводљиве жице и други електронски уређаји морају радити на сигурним температурама, међутим фактори као што су инсталацијенеуредан, присуствоувлага,прашинаувишак,нитиољуштено и оксидацијаелектронских компонената могу довести до повећања њиховог електричног отпора, што доводи до већег одвођења топлоте, што повећава шансе за настанак пожари, на пример.
Гледајтакође:Све о калориметрији
Експеримент са Џоловим ефектом
Они постоје експерименти у ниска цена је довољно приступачан то се може урадити у учионици да се докаже постојање Јоуле-овог ефекта. Један од њих састоји се од додиривања терминала а 9В батерија у комаду од челична вуна.
Када додирнемо челичну вуну на стезаљкама акумулатора, настаје електрична струја, тј процес загревања. Брзо се температура челичне вуне повећава све док се не усија.
Главу горе: овај експеримент може изазвати опекотине и пожаре, изводите га само у присуству родитеља или старатеља. |
Вежбе на Џолов ефекат
Питање 1) Проводном жицом са електричним отпором једнаким 0,5 Ω пролази електрична струја од 2,0 А током периода од 2,0 минута. Одредите количину топлоте која се овом жицом одводи у џулима.
а) 240 Ј
б) 4 Ј
в) 400Ј
г) 40Ј
д) 120 Ј
Повратна информација: Слово а
Резолуција:
Да бисте израчунали количину одвођене топлоте, потребно је користити Јоуле-ов закон:
Питање 2) Што се тиче Јоуле ефекта, означите шта је тачно.
а) Џолов ефекат се јавља само на високим температурама.
б) Џулов ефекат настаје као последица судара између носача наелектрисања и атома који чине кристалну решетку материјала.
ц) Могуће је контролисати губитак енергије помоћу Јоуле-овог ефекта повећавањем интензитета електричне струје.
д) Количина топлоте која се расипа ефектом Јоуле-а обрнуто је пропорционална електричном отпору материјала.
е) Проводљиви материјали нису подложни Џоловом ефекту.
Шаблон:Слово Б.
Резолуција:
Погледајмо одговоре:
Тхе) ФАЛСЕ - Џолов ефекат се може јавити на било којој температури, међутим, овај ефекат се повећава при режимима високих температура.
Б) ПРАВИ
ц) ФАЛСЕ - количина топлоте која се расипа Џоловим ефектом директно је пропорционална квадрату тренутног интензитета.
д) ФАЛСЕ - количина топлоте која се расипа ефектом Јоуле-а директно је пропорционална модулу електричног отпора.
и) ФАЛСЕ - сви материјали који имају електрични отпор подлежу Џоловом ефекту.
Питање 3) Проводну жицу носи електрична струја од 0,5 А током 30 с. Будући да је електрични отпор ове жице једнак 0,8 Ω, количина калорија које жица ослобађа током овог временског периода, због Јоуле-овог ефекта, једнака је
Подаци: 1 кал = 4 Ј
а) 15,0 кал.
б) 12,0 кал.
в) 1,5 кал.
г) 6,0 кал.
д) 4,5 кал.
Повратна информација: Слово Ц.
Резолуција:
Користићемо Јоуле-ов закон за израчунавање количине топлоте која се одводи проводном жицом:
Према извршеном прорачуну, количина топлоте која се одводи овом проводном жицом је 1,5 кал, па је исправна алтернатива слово Ц.
Ја Рафаел Хелерброцк
