ஜூலின் சட்டத்தின் வெப்பம் "பயன்பாடுகள் - பயிற்சிகள்"
ஒரு மின்சாரம் சுழலும் போது உருவாகும் விளைவை ஜூல் ஆய்வு செய்தார் ஒரு நடத்துனர் மற்றும் நன்கு அறியப்பட்ட ஜூல் சட்டத்தால் நிறுவப்பட்டது. மின் கட்டணம் ஒரு கடத்தி வழியாக நகரும்போது, எலக்ட்ரான்கள் ஒருவருக்கொருவர் வெப்பத்தை உருவாக்கும்.
ஜூல் விளைவைப் பயன்படுத்துதல், பல வீட்டு உபகரணங்கள் மற்றும் தொழில்துறை உபகரணங்கள் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, அங்கு மின்சார குக்கர்கள் மற்றும் மண் இரும்புகள் போன்ற இந்த கொள்கையால் மின் ஆற்றல் வெப்பமாக மாற்றப்படுகிறது.
வெப்பத்தின் மூலம் ஆற்றல் இழப்புகளைக் குறைக்க உபகரணங்கள் வடிவமைப்பில் ஜூல் சட்டம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
ஜேம்ஸ் ஜூலை கொஞ்சம் தெரிந்துகொள்வது:
ஜேம்ஸ் பிரெஸ்காட் ஜூல் (1818-1889)
அவர் ஒரு பிரிட்டிஷ் இயற்பியலாளராக இருந்தார், அவர் வெப்ப இயக்கவியல், ஆற்றல், மின்சாரம் மற்றும் காந்தவியல் ஆகியவற்றில் ஆராய்ச்சி செய்தார்.
வில்லியம் தாம்சனுடன் சேர்ந்து அவர்கள் ஜூல் - தாம்சன் விளைவு என்று அழைக்கப்படுவதைக் கண்டுபிடித்தனர், இதன் மூலம் வெளிப்புற வேலைகளைச் செய்யாமல் விரிவடையும் போது ஒரு வாயுவை குளிர்விக்க முடியும் என்பதை அவர்கள் நிரூபித்தனர், இது தற்போதைய குளிர்சாதன பெட்டிகள் மற்றும் ஏர் கண்டிஷனர்களின் வளர்ச்சியின் அடிப்படைக் கொள்கையாகும். வெப்பநிலையின் முழுமையான அளவை உருவாக்க அவர் கெல்வின் பிரபுவுடன் பணிபுரிந்தார், வாயுக்களின் இயக்கக் கோட்பாட்டை விளக்க உதவினார்.
ஆற்றல், வெப்பம் மற்றும் வேலையின் சர்வதேச அலகு, ஜூல், அவரது நினைவாக பெயரிடப்பட்டது. [1]
ஜூலின் சட்டம்
ஜூலின் சட்டம் என்ன முன்மொழிகிறது?
ஒரு மின்சாரம் ஒரு உறுப்பு வழியாக பாயும் போது, சில ஆற்றல் வெப்பமாக சிதறடிக்கப்படுகிறது. ஒரு மூலக்கூறில் சிதறடிக்கப்படும் வெப்பத்தின் அளவை தீர்மானிக்க ஜூலின் விதி நம்மை அனுமதிக்கிறது, இதன் மூலம் மின்சாரம் பாய்கிறது. படம் 1 ஐக் காண்க.
ஒரு கடத்தியில் உருவாகும் வெப்பம் (Q) அதன் மின் எதிர்ப்பு R, அதன் வழியாக செல்லும் மின்னோட்டத்தின் சதுரம் மற்றும் நேர இடைவெளியில் விகிதாசாரமாகும் என்று ஜூல் சட்டம் கூறுகிறது. படம் 2 ஐக் காண்க.
ஜூல் சட்டத்தின் கணித வெளிப்பாடு
ஒரு தனிமத்தில் சிதறடிக்கப்படும் வெப்பம், அதன் மூலம் ஒரு மின்னோட்டம் சுழலும் போது, படம் 3 இல் உள்ள கணித வெளிப்பாட்டால் வழங்கப்படுகிறது. உறுப்பு வழியாகச் செல்லும் மின்சார மின்னோட்டத்தின் மதிப்பு, அதன் மின் எதிர்ப்பு மற்றும் இடைவெளி ஆகியவற்றை அறிந்து கொள்ள வேண்டும். நேரம். [இரண்டு].
ஒரு தனிமத்தில் வெப்ப இழப்பைப் படிக்கும்போது, இது பொதுவாக ஜூலுக்கு பதிலாக "கலோரி" என்ற அலகு வெப்பத்தில் சிதறடிக்கப்படுவதால் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. கலோரிகளில் வெப்பத்தின் அளவை தீர்மானிப்பதற்கான சூத்திரத்தை படம் 4 காட்டுகிறது.
வெப்பமயமாதல் எவ்வாறு நிகழ்கிறது?
ஒரு கடத்தி வழியாக ஒரு மின்சாரம் பாயும் போது, மின்சாரக் கட்டணம் அதன் வழியாக நகரும்போது கடத்தியின் அணுக்களுடன் மோதுகிறது. இந்த அதிர்ச்சிகள் காரணமாக, ஆற்றலின் ஒரு பகுதி வெப்பமாக மாற்றப்பட்டு, கடத்தும் பொருளின் வெப்பநிலையை அதிகரிக்கும். படம் 5 ஐக் காண்க.
அதிக மின்னோட்ட பாய்ச்சல்கள், வெப்பநிலையின் அதிகரிப்பு மற்றும் அதிக வெப்பம் சிதறடிக்கப்படுகிறது. ஒரு கடத்தி வழியாக பாயும் மின்சாரத்தால் உருவாகும் வெப்பம் கடத்தியின் எதிர்ப்பைக் கடப்பதில் மின்னோட்டத்தால் செய்யப்படும் வேலையின் அளவீடு ஆகும்.
மின்சார கட்டணத்தை நகர்த்த ஒரு மின்னழுத்த மூல தேவைப்படுகிறது. மின்னழுத்த மூலமானது அதிக சக்தியை வழங்க வேண்டும். எவ்வளவு வெப்பம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது என்பதை தீர்மானிப்பதன் மூலம், மின்னழுத்த மூலமானது எவ்வளவு ஆற்றலை வழங்க வேண்டும் என்பதை நீங்கள் தீர்மானிக்க முடியும்.
ஜூலின் சட்ட பயன்பாடுகள்
ஒளிரும் பல்புகளில் ஜூல் விளைவு
ஒளிரும் பல்புகள் ஒரு கண்ணாடி விளக்கில் அதிக உருகும் டங்ஸ்டன் இழை வைப்பதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகின்றன. 500 ºC வெப்பநிலையில், உடல்கள் ஒரு சிவப்பு ஒளியை வெளியிடுகின்றன, இது வெப்பநிலை அதிகரித்தால் வெள்ளை நிறமாக உருவாகிறது. விளக்கை இழை, 3.000 ºC ஐ அடைந்ததும், வெள்ளை ஒளியை வெளியிடுகிறது. ஆம்பூலின் உள்ளே ஒரு உயர் வெற்றிடம் தயாரிக்கப்பட்டு, ஒரு இழை எரியாமல் இருக்க ஒரு மந்த வாயு வைக்கப்படுகிறது.
மின்னோட்டத்தால் (ஜூல் விளைவு) கொடுக்கப்படும் வெப்பம், இழை ஏற்படுவதற்குத் தேவையான வெப்பநிலையை அடைய அனுமதிக்கிறது, அதிக வெப்பநிலைக்கு உட்படுத்தப்படும்போது ஒளியை வெளியேற்றும் பொருட்களின் விளைவு. படம் 6 ஐக் காண்க.
அதிக அளவில் சரியான விளக்கைத் தேர்ந்தெடுப்பது முக்கியம் ஆற்றல் திறன். ஒளிரும் பல்புகளில் அதிகபட்சம் 15% ஆற்றல் மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது, மீதமுள்ள மின் ஆற்றல் வெப்பத்தில் சிதறடிக்கப்படுகிறது. லெட் பல்புகளில் 80 முதல் 90% ஒளி ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது, வெப்ப வடிவத்தில் சிதறும்போது 10% மட்டுமே வீணாகிறது. லெட் பல்புகள் சிறந்த வழி, அதிக ஆற்றல் திறன் மற்றும் குறைந்த மின் நுகர்வு. படம் 7 ஐக் காண்க. [3]
உடற்பயிற்சி
100 W, 110 V ஒளிரும் விளக்கை தீர்மானிக்க, தீர்மானிக்கவும்:
a) விளக்கை வழியாக பாயும் மின்னோட்டத்தின் தீவிரம்.
b) ஒரு மணி நேரத்திற்கு அது பயன்படுத்தும் ஆற்றல்.
தீர்வு:
a) மின்சாரம்:
மின் சக்தியின் வெளிப்பாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது:
கட்டுரையைப் பார்க்க உங்களை அழைக்கிறோம் வாட்டின் சட்ட ஆற்றல்
ஓம் சட்டப்படி விளக்கின் மின் எதிர்ப்பின் மதிப்பு பெறப்படுகிறது:
கட்டுரையைப் பார்க்க உங்களை அழைக்கிறோம் ஓமின் சட்டம் மற்றும் அதன் ரகசியங்கள்
b) ஒரு மணி நேரத்திற்கு நுகரப்படும் ஆற்றல்
விளக்கில் சிதறடிக்கப்படும் வெப்பத்தின் அளவை ஜூலின் சட்டம் தீர்மானிக்கிறது
1 கிலோவாட்-மணிநேரம் = 3.600.000 ஜூல் என்றால், ஒரு மணி நேரத்திற்கு நுகரப்படும் ஆற்றல்:
கே = 0,002 கிலோவாட்
விளைவாக:
i = 0,91 A; கே = 0,002 கிலோவாட்
ஜூல் விளைவு - மின் ஆற்றலின் பரிமாற்றம் மற்றும் விநியோகம்
ஒரு ஆலையில் உருவாக்கப்படும் மின் ஆற்றல், கடத்தல் கேபிள்களால் கடத்தப்படுகிறது, பின்னர் வீடுகள், வணிகங்கள் மற்றும் தொழில்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. [4]
தற்போதைய சுழற்சி முறையில், ஜூல் விளைவால் வெப்பம் சிதறடிக்கப்படுகிறது, சுற்றுச்சூழலுக்கு ஆற்றலின் ஒரு பகுதியை இழக்கிறது. அதிக மின்னோட்டம், அதிக வெப்பம் சிதறடிக்கப்படுகிறது. ஆற்றல் இழப்பைத் தவிர்க்க, நீரோட்டங்கள் குறைந்த நீரோட்டங்கள் மற்றும் 380 kV இன் உயர் மின்னழுத்தங்களில் கொண்டு செல்லப்படுகின்றன. இது மின் ஆற்றலின் போக்குவரத்தில் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது. துணை மின்மாற்றிகள் மற்றும் மின்மாற்றிகள் அவற்றின் இறுதி பயன்பாட்டிற்காக 110 V மற்றும் 220 V இல் மின்னழுத்த மட்டங்களுக்கு குறைக்கப்படுகின்றன 25 அல்லது 220 வோல்ட்). படம் 8 ஐக் காண்க.
பல சாதனங்களில் ஜூல் விளைவு பயன்படுத்தப்படுகிறது, அங்கு மின்சார இரும்புகள், வாட்டர் ஹீட்டர்கள், உருகிகள், டோஸ்டர்கள், மின்சார அடுப்புகள் போன்றவற்றில் மின்சக்தி வெப்பமாக மாற்றப்படுகிறது. படம் 9 ஐக் காண்க.
உடற்பயிற்சி
400W மின்சார இரும்பு 10 நிமிடங்களுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. இரும்பு 110 வி மின் நிலையத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது என்பதை அறிந்து, தீர்மானிக்கவும்:
a) இரும்பு வழியாக பாயும் மின்னோட்டத்தின் தீவிரம்.
b) இரும்பினால் சிதறடிக்கப்படும் வெப்பத்தின் அளவு.
தீர்வு:
மின்சாரம்
மின் சக்தியின் வெளிப்பாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது:
p = vi
ஓம் சட்டப்படி விளக்கின் மின் எதிர்ப்பின் மதிப்பு பெறப்படுகிறது:
வெப்பம்
ஜூலில் சட்டம் தட்டில் சிதறடிக்கப்படும் வெப்பத்தின் அளவை தீர்மானிக்கிறது. ஒரு நிமிடத்தில் 60 வினாடிகள் இருந்தால், 10 நிமிடங்கள் = 600 வி.
1 கிலோவாட்-மணிநேரம் = 3.600.000 ஜூல் என்றால், வெளியிடப்பட்ட வெப்பம்:
கே = 0,07 கிலோவாட்
முடிவுகளை
ஒரு கடத்தி வழியாக சுழலும் போது ஒரு மின்சாரத்தால் உருவாகும் வெப்பம் மின்னோட்டத்தின் தீவிரத்தின் சதுரத்திற்கு நேர்விகிதத்தில் இருக்கும், எதிர்ப்பின் மடங்கு மற்றும் மின்னோட்டம் புழக்கத்திற்கு எடுக்கும் நேரம் என்று ஜூல் சட்டம் கூறுகிறது. ஜூலுக்கு மரியாதை செலுத்துவதன் மூலம் சர்வதேச அமைப்பில் ஆற்றல் அலகு இப்போது “ஜூல்” என்று அழைக்கப்படுகிறது.
பல சாதனங்கள் “ஜூல் விளைவுஅடுப்புகள், அடுப்புகள், டோஸ்டர்கள், தட்டுகள் போன்ற ஒரு கடத்தி வழியாக மின்னோட்டத்தை செலுத்துவதன் மூலம் வெப்பத்தை உருவாக்குவதன் மூலம்.
இந்த சுவாரஸ்யமான தலைப்பில் உங்கள் கருத்துகளையும் கேள்விகளையும் விடுமாறு உங்களை அழைக்கிறோம்.