» » »

23) Закон Джоуля - Ленца. Работа и мощность тока.

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

Прохождение электрического тока по проводнику представляет собой процесс упорядоченного движения зарядов в электрическом поле, существующем в проводнике. При этом силы электрического поля, действующие на заряды, совершают работу. Назовем эту работу «работой тока» (Aэл.) и рассчитаем ее на участке цепи 1-2, содержащем сопротивление R 

Из электростатики известно, что Aэл. = q*(f1 — f2).

В темах 1 и 2 раздела «постоянный ток» показано, что
q = I*t; U = I*R; U = f1 — f2
где
t — время прохождения тока,
q — заряд, прошедший от точки с потенциалом f1 до точки с потенциалом f2.

Следовательно, работу тока можно вычислить с помощью следующего соотношения:
Aэл. = I*U*t = I2*R*t = U2*t/R . 
Мощностью (Nэл.) называется работа, совершаемая током за единицу времени:
Nэл. = Aэл./t .
Следовательно,
Nэл. = I*U = I2*R = U2/R . 
Мощность электрического тока на опыте определяется с помощью амперметра и вольтметра или специального прибора — ваттметра.

Закон Джоуля-Ленца
Если по активному сопротивлению (проводнику) течет постоянный ток, то работа тока на этом участке идет на преобразование электрической энергии во внутреннюю. Увеличение внутренней энергии проводника приводит к повышению его температуры (проводник нагревается).
По закону сохранения энергии количество теплоты (Q), выделяющееся в проводнике при прохождении электрического тока, равно работе тока: Q = Aэл.
Следовательно,
Q = I*U*t = I2*R*t = U2*t/R . 
Эта формула есть закон Джоуля-Ленца для однородного участка цепи.


Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.