Закон Джоуля-Ленца
При прохождении тока по проводнику происходит рассеяние энергии вследствие столкновений носителей тока между собой и с любыми другими частицами среды. Если ток проходит по неподвижному проводнику, то вся работа тока dA идет на нагревание проводника (выделение теплоты dQ).
По закону сохранения энергии:
Количество теплоты Q, выделяющееся за промежуток времени от 0 до t постоянным током I во всем объеме проводника, электрическое сопротивление которого R, получим, интегрируя последнее выражение:
– закон Джоуля-Ленца в интегральной форме: количество теплоты, выделяемое постоянным электрическим током на участке цепи, равно произведению квадрата силы тока на время его прохождения и электрическое сопротивление этого участка цепи.
Если цепь неоднородная, то в различных ее участках выделяется разное количество тепла.
| Выделим малый участок проводника dlсечением S. Количество тепла, выделяющегося на участке dl:
Разделим обе части уравнения на dV и dt:
|
– количество тепла, выделяющегося в единице объема за единицу времени, или плотность тепловой мощности
Используя дифференциальную форму закона Ома и учитывая, что r=1/σ, получим закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме:
– закон Джоуля –Ленца в дифференциальной форме: плотность тепловой мощности прямо пропорциональна квадрату напряженности поля и проводимости проводника.
[1] Свободный заряд в проводнике движется хаотически, соударяясь с ионами и другими свободными зарядами, но в присутствии электрического поля на хаотическое движение накладывается упорядоченное.
Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 919;