โอ มันถูกสร้างขึ้นJoule เป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่ประกอบด้วย การแปลงของพลังงานไฟฟ้าใน ความร้อน. ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านร่างกาย การชนกันอย่างต่อเนื่องที่เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กตรอนและอะตอมที่ประกอบเป็นโครงสร้างผลึกของร่างกายทำให้เกิด อุณหภูมิเพิ่มขึ้นทำให้ส่วนหนึ่งของพลังงานไฟฟ้าที่มีอยู่ในตัวพาประจุถูกแปลงเป็น ความร้อน
ดูยัง:ความเร็วของกระแสไฟฟ้าคืออะไร?
สูตรจูลเอฟเฟค
จาก กฎของจูลเป็นไปได้ที่จะคำนวณปริมาณความร้อนที่ตัวนำไฟฟ้าไหลผ่านโดยกระแสไฟฟ้า เพื่อใช้ประโยชน์จากกฎนี้ ความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุจะต้องคงที่ตลอดจนกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน
Q – ความร้อน (J หรือมะนาว)
ผม – กระแสไฟฟ้า (A)
R – ความต้านทานไฟฟ้า (Ω)
t – ช่วงเวลา
สูตรที่แสดงแสดงว่าปริมาณความร้อนที่กระจายไปเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังสองของ กระแสไฟฟ้าคูณด้วยความต้านทานไฟฟ้าและตามระยะเวลาที่กระแสใช้ตัดขวาง ร่างกาย.
ดูยัง: การค้นพบทางฟิสิกส์ที่เกิดขึ้นโดยอุบัติเหตุ
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
ยูทิลิตี้จูลเอฟเฟกต์
ด้วยเอฟเฟกต์ Joule จึงสามารถแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อนได้ ดังที่เราทำใน:
- อาบน้ำ,
- crockpots,
- เตาไฟฟ้า,
- เตารีด ฯลฯ
เอฟเฟกต์จูลเกิดขึ้นกับวัสดุใด ๆ ตัวนำหรือฉนวนซึ่งมีความต้านทานไฟฟ้าไม่เป็นศูนย์
ปรากฏการณ์นี้แสดงออกมากขึ้นใน วัสดุฉนวน, ซึ่งโดยทั่วไปแล้วความต้านทานไฟฟ้าจะสูงกว่า อย่างไรก็ตาม เมื่อวัสดุฉนวนเคลื่อนที่ด้วยกระแสไฟฟ้าแรงสูง อาจเกิดวัสดุเหล่านี้ขึ้นได้ ข้อบกพร่อง ไม่สามารถแก้ไขได้เนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก
ความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับจูลเอฟเฟกต์
ความเสี่ยงหลักที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบของจูลเกิดขึ้นจาก อุณหภูมิเพิ่มขึ้น. ในการติดตั้งระบบไฟฟ้า สายไฟนำไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ จะต้องทำงานที่อุณหภูมิที่ปลอดภัย อย่างไรก็ตาม ปัจจัยต่างๆ เช่น such การติดตั้งเลอะเทอะ, การมีอยู่ในความชื้น,ฝุ่นในส่วนเกินกระทู้ปอกเปลือก และ ออกซิเดชันของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ อาจทำให้ความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ส่งผลให้มีการกระจายความร้อนมากขึ้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มโอกาสในการเกิด ไฟไหม้ ตัวอย่างเช่น.
ดูยัง:เกี่ยวกับการวัดปริมาณความร้อน
การทดลองเอฟเฟกต์จูล
พวกมันมีอยู่จริง การทดลอง ใน ราคาถูก ก็เพียงพอแล้ว เข้าถึงได้ ที่สามารถทำได้ในห้องเรียนเพื่อเป็นหลักฐานการมีอยู่ของจูลเอฟเฟกต์ หนึ่งในนั้นคือการสัมผัสขั้วของ a แบตเตอรี่ 9V ในชิ้นส่วนของ ขนเหล็ก.
เมื่อเราสัมผัสขนเหล็กกับขั้วแบตเตอรี่ จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น ดังนั้น กระบวนการทำความร้อน. อุณหภูมิของขนเหล็กเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนร้อนเป็นสีแดง
หัวขึ้น: การทดลองนี้อาจทำให้เกิดการไหม้และไฟไหม้ได้ ดำเนินการต่อหน้าพ่อแม่หรือผู้ปกครองเท่านั้น |
แบบฝึกหัดเกี่ยวกับ Joule Effect
คำถามที่ 1) ลวดนำไฟฟ้าที่มีความต้านทานไฟฟ้าเท่ากับ 0.5 Ω เคลื่อนที่ด้วยกระแสไฟฟ้า 2.0 A ในช่วงเวลา 2.0 นาที กำหนดปริมาณความร้อนที่ลวดนี้กระจายไปในหน่วยจูล
ก) 240 J
b) 4 J
ค) 400J
ง) 40J
จ) 120 J
คำติชม: จดหมาย
ความละเอียด:
ในการคำนวณปริมาณความร้อนที่กระจายออกไป จำเป็นต้องใช้กฎของจูล:
คำถามที่ 2) เกี่ยวกับเอฟเฟกต์ Joule ให้ตรวจสอบสิ่งที่ถูกต้อง
ก) เอฟเฟกต์จูลจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น
ข) เอฟเฟกต์จูลเกิดจากการชนกันระหว่างตัวพาประจุกับอะตอมที่ประกอบเป็นโครงผลึกของวัสดุ
c) เป็นไปได้ที่จะควบคุมการสูญเสียพลังงานโดยเอฟเฟกต์จูลโดยการเพิ่มความเข้มของกระแสไฟฟ้า
d) ปริมาณความร้อนที่กระจายโดยเอฟเฟกต์จูลเป็นสัดส่วนผกผันกับความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุ
จ) วัสดุนำไฟฟ้าไม่ได้รับผลกระทบจากจูล
แม่แบบ:จดหมายข
ความละเอียด:
มาดูคำตอบกัน:
ก) FALSE – เอฟเฟกต์จูลสามารถเกิดขึ้นได้ในทุกอุณหภูมิ อย่างไรก็ตาม เอฟเฟกต์นี้จะเพิ่มขึ้นเมื่ออยู่ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง
ข) จริง
ค) เท็จ - ปริมาณความร้อนที่กระจายโดยเอฟเฟกต์จูลจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังสองของความเข้มกระแส
ง) FALSE - ปริมาณความร้อนที่กระจายโดยเอฟเฟกต์จูลเป็นสัดส่วนโดยตรงกับโมดูลัสของความต้านทานไฟฟ้า
และ) FALSE – วัสดุทั้งหมดที่มีความต้านทานไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์จูล
คำถามที่ 3) ลวดนำไฟฟ้ามีกระแสไฟฟ้า 0.5 A เป็นเวลา 30 วินาที เนื่องจากความต้านทานไฟฟ้าของเส้นลวดนี้มีค่าเท่ากับ 0.8 Ω ปริมาณแคลอรีที่ปล่อยออกมาจากลวดในช่วงเวลานี้ เนื่องจากผลของจูลจะเท่ากับ
ข้อมูล: 1 แคล = 4 J
ก) 15.0 แคลอรี่
ข) 12.0 แคล
ค) 1.5 แคล
ง) 6.0 แคลอรี
จ) 4.5 แคล
คำติชม: จดหมาย C
ความละเอียด:
เราจะใช้กฎของจูลในการคำนวณปริมาณความร้อนที่ลวดนำไฟฟ้ากระจายไป:
จากการคำนวณที่ดำเนินการ ปริมาณความร้อนที่ลวดนำไฟฟ้านี้กระจายไปคือ 1.5 แคลอรี ดังนั้นทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร C
By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:
เฮเลอร์บร็อค, ราฟาเอล. "จูลเอฟเฟค"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/efeito-joule.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.
