Applicոուլի «ationsրագրեր - վարժություններ» օրենքի ջերմությունը

Ouուլն ուսումնասիրեց այն ազդեցությունը, որն առաջացել է էլեկտրական հոսանքի շրջանառության ժամանակ դիրիժոր և այդպես հաստատված ouուլի հայտնի օրենքով: Երբ էլեկտրական լիցքը շարժվում է հաղորդիչի միջով, էլեկտրոնները բախվում են միմյանց հետ ՝ առաջացնելով ջերմություն:

Օգտագործելով ouոուլի էֆեկտը ՝ մշակվել են բազմաթիվ կենցաղային տեխնիկա և արդյունաբերական սարքավորումներ, որտեղ էլեկտրական էներգիան այս սկզբունքով վերածվում է ջերմության, ինչպիսիք են էլեկտրական կաթսաները և արդուկները:

Ouուլի օրենքը օգտագործվում է սարքավորումների նախագծման մեջ `ջերմության միջոցով էներգիայի կորուստները նվազեցնելու համար:

Մի փոքր ծանոթանալով Jamesեյմս ouոուլին.

Jamesեյմս Պրեսկոտ ouուլ (1818-1889)
Նա բրիտանացի ֆիզիկոս էր, ով հետազոտություններ էր կատարում ջերմոդինամիկայի, էներգիայի, էլեկտրականության և մագնիսության ոլորտում:
Ուիլյամ Թոմսոնի հետ միասին նրանք հայտնաբերեցին այսպես կոչված Joule - Thomson- ի էֆեկտը, որով նրանք ցույց տվեցին, որ ընդլայնելիս հնարավոր է հովացնել գազը `առանց արտաքին աշխատանք կատարելու, որը ներկայիս սառնարանների և օդորակիչների զարգացման հիմնական սկզբունք է: Նա աշխատել է լորդ Քելվինի հետ ՝ զարգացնելու համար ջերմաստիճանի բացարձակ սանդղակը, օգնել է բացատրել գազերի կինետիկ տեսությունը:
Նրա պատվին անվանակոչվեց էներգիայի, ջերմության և աշխատանքի միջազգային միավորը ՝ ժոուլը: [1]

Ouուլի օրենքը

Ի՞նչ է առաջարկում ouուլի օրենքը:

Երբ էլեկտրաէներգիան հոսում է տարրի միջով, էներգիայի մի մասը ցրվում է որպես ջերմություն: Ouուլի օրենքը թույլ է տալիս մեզ որոշել այն ջերմության քանակը, որը տարածվում է տարրի մեջ ՝ դրա միջով շրջանառվող էլեկտրական հոսանքի արդյունքում: Տե՛ս նկար 1-ը:

Ouուլի օրենքը ասում է, որ ջերմահաղորդիչը (Q), որը առաջանում է հաղորդիչի մեջ, համամասնական է նրա էլեկտրական դիմադրության R- ին, նրա միջով անցնող հոսանքի քառակուսիին և ժամանակային ընդմիջմանը: Տե՛ս նկար 2:

Ouուլի օրենքի մաթեմատիկական արտահայտություն

Տարրի մեջ տարածվող ջերմությունը, երբ դրա միջով հոսանք է շրջանառվում, տրված է նկար 3-ի մաթեմատիկական արտահայտությամբ: Անհրաժեշտ է իմանալ տարրի միջով շրջանառվող էլեկտրական հոսանքի արժեքը, դրա էլեկտրական դիմադրությունը և միջակայքը: ժամանակը [երկու]

Երբ ուսումնասիրում ենք տարրի ջերմության կորուստը, այն սովորաբար արտահայտվում է որպես calոուլի փոխարեն ջերմություն, որը տարածվում է «կալորիականություն» միավորում: Նկար 4-ը ցույց է տալիս կալորիաների ջերմության քանակը որոշելու բանաձևը:

Ինչպե՞ս է տեղի ունենում տաքացումը:

Երբ էլեկտրական հոսքը հոսում է հաղորդիչի միջով, էլեկտրական լիցքը բախվում է հաղորդիչի ատոմներին, երբ դրանք շարժվում են դրա միջով: Այս ցնցումների պատճառով էներգիայի մի մասը վերածվում է ջերմության ՝ բարձրացնելով հաղորդիչ նյութի ջերմաստիճանը: Տե՛ս նկար 5:

Որքան ավելի շատ հոսք է հոսում, այնքան մեծ է ջերմաստիճանի բարձրացումը, և ավելի շատ ջերմություն է ցրվում: Հաղորդիչով հոսող էլեկտրական հոսանքի կողմից արտադրվող ջերմությունը հաղորդիչի դիմադրությունը հաղթահարելու համար հոսանքի կատարած աշխատանքի չափանիշն է:

Էլեկտրական լիցքը տեղափոխելու համար անհրաժեշտ է լարման աղբյուր: Լարման աղբյուրը պետք է ավելի շատ էլեկտրաէներգիա մատակարարի, այնքան ավելի շատ ջերմություն է տարածվում: Որոշելով, թե որքան ջերմություն է արտադրվում, դուք կարող եք որոշել, թե որքան էներգիա պետք է մատակարարի լարման աղբյուրը:

Ouուլի օրենքի դիմումները

Ouոուլի էֆեկտ շիկացման լամպերում

Շիկացման լամպերը պատրաստվում են ապակե լամպի մեջ բարձր հալվող վոլֆրամի թել տեղադրելով: 500 ºC ջերմաստիճանի դեպքում մարմիններն արձակում են կարմրավուն լույս, որը ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում վերածվում է սպիտակ: Լամպի թելը, 3.000 ºC հասնելուն պես, արձակում է սպիտակ լույս: Ամպուլի ներսում մեծ վակուում է ստեղծվում և տեղադրվում է իներտ գազ, որպեսզի թելը չվառվի:

Հոսանքի կողմից տրված ջերմությունը (ouոուլի էֆեկտ), երբ անցնում է նշված թելիկով, թույլ է տալիս նրան հասնել ջերմաստիճանը, որն անհրաժեշտ է շիկացման համար, ինչը նյութերի ազդեցությունն է, որ լույս արձակեն բարձր ջերմաստիճանի ենթարկվելիս: Տե՛ս նկար 6:

Ավելի մեծի համար կարեւոր է ճիշտ լամպ ընտրել էներգաարդյունավետություն, Շիկացման լամպերում օգտագործվում է էներգիայի առավելագույնը 15% -ը, մնացած էլեկտրական էներգիան ցրվում է ջերմության մեջ: Առաջնորդված լամպերում 80-ից 90% -ը վերափոխվում է լույսի էներգիայի, միայն 10% -ն է վատնում ջերմության տեսքով տարածվելիս: Առաջնորդվող լամպերը լավագույն տարբերակն են ՝ ունենալով ավելի մեծ էներգաարդյունավետություն և էլեկտրաէներգիայի ցածր սպառում: Տե՛ս նկար 7-ը [3]:

1 վարժություն

100 Վտ, 110 Վ շիկացման լամպի համար որոշեք.
ա) լամպի միջով հոսող հոսանքի ուժգնությունը:
բ) Այն էներգիան, որը նա սպառում է ժամում:

Solution:

ա) էլեկտրական հոսանք.

Օգտագործվում է էլեկտրական էներգիայի արտահայտությունը.

Հրավիրում ենք ձեզ տեսնել հոդվածը Ուոթի օրենքի էներգիա

Օհմի օրենքով ստացվում է լամպի էլեկտրական դիմադրության արժեքը.

մենք հրավիրում ենք ձեզ տեսնել հոդվածը Օմ օրենքը և դրա գաղտնիքները

բ) Մեկ ժամում սպառված էներգիա

Ouուլի օրենքը որոշում է լամպի մեջ ցրված ջերմության քանակը

Եթե ​​1 կիլովատ ժամ = 3.600.000 ջոուլ, մեկ ժամում սպառված էներգիան կազմում է ՝

Q = 0,002 կՎտժ

Արդյունք:

i = 0,91 Ա; Q = 0,002 կՎտժ

Ouուլի էֆեկտ - Էլեկտրական էներգիայի փոխանցում և բաշխում

Էլեկտրական էներգիան, որը գեներացվում է կայանում, տեղափոխվում է հաղորդիչ մալուխներով, որպեսզի հետագայում օգտագործվի տներում, ձեռնարկություններում և արդյունաբերությունում: [4]

Հոսանքի շրջանառության հետ մեկտեղ ջերմությունը տարածվում է ouոուլի էֆեկտի միջոցով ՝ էներգիայի մի մասը կորցնելով շրջակա միջավայրին: Որքան մեծ է հոսանքը, այնքան մեծ է տարածված ջերմությունը: Էներգիայի կորստից խուսափելու համար հոսանքները տեղափոխվում են ցածր հոսանքների և 380 կՎ բարձր լարման պայմաններում: Սա բարելավում է էլեկտրական էներգիայի տեղափոխման արդյունավետությունը: Ենթակայաններում և տրանսֆորմատորներում դրանք իջնում ​​են լարման մակարդակների 110 Վ և 220 Վ լարման մակարդակներում ՝ դրանց վերջնական օգտագործման համար 25 կամ 220 վոլտ): Տե՛ս նկար 8:

Շատ սարքերում օգտագործվում է ouոուլի էֆեկտը, որտեղ էլեկտրական էներգիան վերափոխվում է ջերմության, ինչպիսիք են էլեկտրական արդուկները, ջրատաքացուցիչները, ապահովիչները, տոստերը, էլեկտրական վառարանները և այլն: Տե՛ս նկար 9:

2 վարժություն

400 Վ էլեկտրական երկաթը օգտագործվում է 10 րոպե: Իմանալով, որ երկաթը միացված է 110 Վ էլեկտրական վարդակին, որոշեք.

ա) երկաթով հոսող հոսանքի ուժգնությունը:
բ) երկաթով տարածված ջերմության քանակը.

Solution:

Էլեկտրական հոսանք

Օգտագործվում է էլեկտրական էներգիայի արտահայտությունը.

p = vi

Օհմի օրենքով ստացվում է լամպի էլեկտրական դիմադրության արժեքը.

Atերմություն

Ouուլի օրենքը որոշում է ափսեի մեջ ցրված ջերմության քանակը: Եթե ​​մեկ րոպեն պարունակում է 60 վայրկյան, ապա 10 րոպե = 600 վ:

Եթե ​​1 Կիլովատ ժամ = 3.600.000 Jոուլ, ապա թողարկված ջերմությունն է.

Q = 0,07 կՎտժ

Եզրակացություններ

Ouուլի օրենքը ասում է, որ էլեկտրական հոսանքի կողմից արտադրվող ջերմությունը, երբ այն շրջանառվում է հաղորդիչի միջոցով, ուղղակիորեն համամասնական է հոսանքի ուժգնության քառակուսիին, դիմադրության բազմապատիկին և հոսանքի շրջանառության համար անհրաժեշտ ժամանակին: Հարգանքի տուրք Jոուլին միջազգային համակարգում էներգիայի միավորն այժմ կոչվում է «ouոուլ»:

Շատ սարքեր օգտագործում են «ժուլի էֆեկտ«Heatերմություն առաջացնելով ՝ հաղորդիչով հոսանք անցնելով ՝ ի թիվս այլոց վառարաններ, վառարաններ, տոստեր, ափսեներ:

Հրավիրում ենք ձեզ թողնել ձեր մեկնաբանություններն ու հարցերը այս հետաքրքիր թեմայի վերաբերյալ:

REFERENCIAS

[1][2][3][4]