जूलको कानूनको ताप "अनुप्रयोगहरू - अभ्यासहरू"
जूलले प्रभावको अध्ययन गरे जुन हुन्छ जब विद्युतीय प्रवाहको माध्यमबाट सर्दछ एक कन्डक्टर र यती प्रसिद्ध Jaule कानून द्वारा स्थापित। इलेक्ट्रिक चार्ज कन्डक्टरको माध्यमबाट सर्दै जाँदा, इलेक्ट्रोनहरू एक अर्को उत्पन्न गर्मी संग टकराव।
जौल प्रभावको उपयोग गरेर, धेरै घरेलु उपकरणहरू र औद्योगिक उपकरणहरू डिजाइन गरिएको छ, जहाँ विद्युतीय उर्जा तापक्रममा रूपान्तरण गरिन्छ यस सिद्धान्तले, जस्तै इलेक्ट्रिक कुकर र इस्त्रीहरू।
Joule's Law गर्मी बाट ऊर्जा घाटा कम गर्न उपकरण डिजाइन मा प्रयोग गरीन्छ।
जेम्स जूललाई थोरै चिन्ने:
जेम्स प्रेस्कट जौल (१1818१-1889-१-XNUMX XNUMX))
उनी बेलायती भौतिकविद् थिए जसले थर्मोडायनामिक्स, उर्जा, बिजुली र चुम्बकत्वमा अनुसन्धान गरे।
विलियम थॉमसनसँगै उनीहरूले तथाकथित जूल - थॉमसन प्रभाव पत्ता लगाए जुन उनीहरूले देखाए कि बाह्य काम नगरी विस्तार गर्दा ग्यासलाई चिसो पार्न सम्भव छ जुन वर्तमान रेफ्रिजरेटर र वातानुकूलनको विकासको आधारभूत सिद्धान्त हो। उनले भगवान केल्विनसँग तापमानको निरपेक्ष मापनको विकास गर्न काम गरे, ग्यासहरूको गतिज सिद्धान्तको व्याख्या गर्न मद्दत गरे।
उर्जा, ताप र कार्यको अन्तर्राष्ट्रिय एकाई, जउल, उनको सम्मानमा नाम दिइएको थियो। [१]
Joule को कानून
जूलको कानूनले के प्रस्ताव गर्छ?
जब एक विद्युतीय प्रवाह कुनै तत्वको माध्यमबाट बग्दछ, केही उर्जा तापको रूपमा नष्ट हुन्छ। जूलको कानूनले हामीलाई तापक्रमको तापक्रमको मात्रा निर्धारण गर्न अनुमति दिन्छ, यसको माध्यमबाट प्रसारित विद्युत् प्रवाहको परिणामको रूपमा। चित्र १ हेर्नुहोस्।
जौलको कानूनले बताउँछ कि कन्डक्टरमा उत्पन्न हुने ताप (Q) यसको विद्युतीय प्रतिरोध आरको अनुपातिक हो, यसबाट बग्ने धाराको वर्गमा, र समय अन्तरालमा। चित्र २ हेर्नुहोस्।
Joule को कानून को गणितीय अभिव्यक्ति
तापक्रम कुनै तत्वमा विघटन हुन्छ, जब कुनै प्रवाह यसको माध्यमबाट सर्छ, चित्र 3. मा गणितीय अभिव्यक्ति द्वारा दिइन्छ, यो तत्व, यसको विद्युतीय प्रतिरोध र अन्तराल मार्फत प्रसारित विद्युतीय प्रवाहको मूल्य जान्नु आवश्यक छ। समय [दुई]।
जब कुनै तत्वमा तातो नोक्सानीको अध्ययन गर्दा, यो सामान्यतया उष्णता जौलको सट्टामा "क्यालोरी" युनिटमा विघटन भएको रूपमा अभिव्यक्त हुन्छ। चित्र ले क्यालोरीमा तातो रकम निर्धारित गर्नका लागि सूत्र देखाउँदछ।
वार्मिंग कसरी हुन्छ?
जब एक विद्युतीय प्रवाह कन्डक्टरको माध्यमबाट बग्दछ, विद्युतीय चार्ज कन्डक्टरको परमाणुसँग टकराउँदछ जुन तिनीहरू यसका माध्यमबाट सर्छन्। यी झटकेहरूका कारण, ऊर्जाको अंश तापक्रममा रूपान्तरण हुन्छ, प्रवाहकीय सामग्रीको तापक्रम बढाउँदछ। चित्र 5 हेर्नुहोस्।
अधिक वर्तमान बहाव, तापमान मा अधिक वृद्धि, र अधिक गर्मी dissipate छ। कन्डक्टरको माध्यमबाट बगिरहेको विद्युतीय प्रवाहले उत्पन्न गर्मी कन्डक्टरको प्रतिरोधमाथि विजय प्राप्त गर्न वर्तमानद्वारा गरिएको कार्यको एक उपाय हो।
इलेक्ट्रिक चार्ज सार्न एउटा भोल्टेज स्रोतको आवश्यकता छ। भोल्टेज स्रोत अधिक गर्मी dissipates अधिक शक्ति आपूर्ति गर्नु पर्छ। कति गर्मी उत्पादन हुन्छ भन्ने निर्धारण गरेर, तपाईं भोल्टेज स्रोत कति आपूर्ति गर्न आवश्यक छ निर्धारण गर्न सक्नुहुन्छ।
जूलको कानून अनुप्रयोगहरू
जौल प्रभाव गरिरहने बल्बहरूमा
गन्ध बल्बमा उच्च पिघलने टंगस्टन फिलामेन्ट राखेर इन्कन्डेन्सेन्ट बल्बहरू निर्माण गरिन्छ। º०० डिग्री सेन्टिग्रेडको तापक्रममा शरीरहरूले रातो बत्तीको उत्सर्जन गर्दछ, जुन सेतोमा विकसित हुन्छ यदि तापक्रम बढ्यो भने। बल्बको फिलामेन्ट, ,500,००० डिग्री सेल्सियस पुगेपछि, सेतो बत्ती निकाल्छ। एम्पाउल भित्र एक उच्च शून्य बनाइएको छ र एक अक्रिय गैस राखिएको छ ताकि ज्वाला जलेको हुँदैन।
तापक्रम (जौल प्रभाव) द्वारा छोडेको तापको रूपमा यसले भनिएको फिलामेन्टले तापक्रमलाई आउन आवश्यक तापक्रममा पुग्न अनुमति दिन्छ, सामग्रीको प्रभावले प्रकाशको उत्सर्जन गर्दछ जब उच्च तापक्रमको अधीनमा पर्दछ। चित्र 6 हेर्नुहोस्।
ठूलोको लागि सही बल्ब छनौट गर्नु महत्त्वपूर्ण छ ऊर्जा दक्षता। इनकन्डेन्सेन्ट बल्बमा अधिकतम १ 15% उर्जा प्रयोग हुन्छ, बाँकी बिजुली उर्जा तापमा नष्ट हुन्छ। एलईडी बल्बमा to० देखि% ०% लाई प्रकाश ऊर्जामा रूपान्तरण गरिन्छ, तातोको रूपमा खपत गर्दा केवल १०% मात्र खेर फालिन्छ। एलईडी बल्बहरू उत्तम विकल्प हुन्, बढी ऊर्जा दक्षता र कम बिजुली खपत। चित्र 80. हेर्नुहोस्। [90]
व्यायाम १
१०० डब्ल्यू, ११० वी गरिरहन बल्बका लागि निर्धारण गर्नुहोस्:
a) बल्बको माध्यमबाट बगिरहेको वर्तमानको तीव्रता।
बी) प्रति घण्टा खपत उर्जा।
समाधान:
क) विद्युत् प्रवाह:
विद्युत शक्ति को अभिव्यक्ति प्रयोग गरीयो:
हामी तपाईंलाई लेख हेर्न आमन्त्रित गर्दछौं वाटको कानून उर्जा
ओमको कानून द्वारा बल्बको विद्युतीय प्रतिरोधको मूल्य प्राप्त भयो:
हामी तपाईंलाई लेख हेर्न आमन्त्रित गर्दछौं ओमको कानून र यसको गोप्यता
बी) प्रति घण्टा खपत
जूलको कानूनले बल्बमा खपत हुने तापको मात्रा निर्धारण गर्दछ
यदि १ किलोवाट-घन्टा = 1००,००० जूल भने, प्रति घण्टा खपत उर्जा हो:
Q = 0,002 किलोवाट
परिणाम:
i = 0,91 A; Q = 0,002 किलोवाट
जूल प्रभाव - प्रसारण र विद्युत ऊर्जाको वितरण
बिजुलीमा उत्पन्न हुने विद्युतीय उर्जा प्रवाहकीय केबुलहरू पछि घर, व्यवसाय र उद्योगहरूमा प्रयोग गर्न ढुवानी गरिन्छ। []]
वर्तमान सर्किस भए जस्तै, ताप तापक्रमको प्रभावबाट प्रभावित हुन्छ, वातावरणको लागि उर्जाको केही अंश हराउँछ। हालको ठूलो, भत्काउने तातो अधिक। ऊर्जा नोक्सानबाट बच्नको लागि, करन्टहरू कम धारामा र vol380० केभीको उच्च भोल्टेजमा ढुवानी गरिन्छ। यसले विद्युतीय उर्जाको यातायातमा दक्षतामा सुधार ल्याउँछ। सबस्टेशन र ट्रान्सफार्मरमा तिनीहरू भोल्टेज स्तरमा कम हुन्छन् 110 भोलि 220 V मा उनीहरूको अन्तिम प्रयोगको लागि 25 वा 220 भोल्ट)। चित्र 8 हेर्नुहोस्।
धेरै उपकरणहरूमा जूल प्रभाव प्रयोग हुन्छ, जहाँ विद्युतीय उर्जा तापमा परिवर्तन हुन्छ, जस्तै विद्युतीय आइरन, वाटर हीटर, फ्यूज, टोस्टर, इलेक्ट्रिक स्टोभमा। चित्र 9 हेर्नुहोस्।
व्यायाम १
W००W इलेक्ट्रिक फलाम १० मिनेटको लागि प्रयोग गरिन्छ। फलाम ११० वी इलेक्ट्रिकल आउटलेटमा जोडिएको छ भनेर जानेर, निर्धारण गर्नुहोस्:
क) फलामको बहाव प्रवाहको तीव्रता।
बी) फलामको खण्डको ताप को मात्रा.
समाधान:
विद्युत् प्रवाह
विद्युत शक्ति को अभिव्यक्ति प्रयोग गरीयो:
p = vi
ओमको कानून द्वारा बल्बको विद्युतीय प्रतिरोधको मूल्य प्राप्त भयो:
तातो
जौलको कानूनले तापको मात्रा प्लेटमा भंग हुन्छ। यदि एक मिनेटले seconds० सेकेन्ड समावेश गर्दछ, तब १० मिनेट = s०० सेकेन्ड।
यदि १ किलोवाट-घन्टा = 1००,००० जूल भने, जारी तातो हो:
Q = 0,07 किलोवाट
CONCLUSIONS
जौलको कानूनले बताउँछ कि विद्युत् प्रवाहबाट उत्पादित तातो यो कन्डक्टरको माध्यमबाट सर्दा प्रवाहको गहिराइको वर्गसँग प्रत्यक्ष समानुपातिक हुन्छ, प्रतिरोधको समय र यसले वर्तमान प्रवाह गर्न समय लिन्छ। जूलको पूजामा अन्तर्राष्ट्रिय प्रणालीमा उर्जाको एकाईलाई अब "Joule" भनिन्छ।
धेरै उपकरणहरू "जूल प्रभाव", ओउन्ड, स्टोभ, टोस्टर, प्लेटहरू, र अन्य बीचमा कन्डक्टर मार्फत प्रवाह गरेर गर्मी उत्पन्न गरेर।
हामी तपाईंलाई यस चाखलाग्दो विषयमा तपाईंको टिप्पणी र प्रश्नहरू छोड्न आमन्त्रित गर्दछौं।