Тухайн хэлхээний хэсэгт нэгж хугацаанд ялгарах дулааны хэмжээ нь энэ хэсгийн гүйдлийн квадратын үржвэр ба хэсгийн эсэргүүцэлтэй пропорциональ байна.

Жоул Ленцийн хууль салшгүй хэлбэрнимгэн утаснуудад:

Хэрэв гүйдэл цаг хугацааны явцад өөрчлөгдвөл дамжуулагч хөдөлгөөнгүй ба химийн хувиргалттэгэхгүй бол дамжуулагч дотор дулаан үүсдэг.

Хөрвүүлэлт цахилгаан эрчим хүчдулааны хувьд энэ нь цахилгаан зуух болон янз бүрийн цахилгаан халаалтын төхөөрөмжид өргөн хэрэглэгддэг. Цахилгаан машин, төхөөрөмжид ижил нөлөө үзүүлэх нь албадан эрчим хүчний зарцуулалтад хүргэдэг (эрчим хүчний алдагдал, үр ашиг буурах). Дулаан нь эдгээр төхөөрөмжийг халаахад хүргэж, ачааллыг нь хязгаарладаг; Хэт ачаалалтай үед температурын өсөлт нь тусгаарлагчийг гэмтээж эсвэл угсралтын ашиглалтын хугацааг богиносгодог.

Бид ашигласан томъёонд:

Дулааны хэмжээ

Одоогийн ажил

Дамжуулагчийн хүчдэл

Дамжуулагч дахь одоогийн хүч

Цагийн интервал

Нэг төрлийн дамжуулагчийг авч үзье, түүний төгсгөлд U хүчдэлийг dt хугацаанд дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор дамжуулж dq = Idt цэнэг шилжүүлдэг. Гүйдэл нь цахилгаан орны нөлөөн дэх dq цэнэгийн хөдөлгөөнийг илэрхийлдэг тул гүйдлийн хийсэн ажил нь тэнцүү байна.

dA=Udq =IU dt (13.28)

Хэрэв дамжуулагчийн эсэргүүцэл R бол Ом-ийн хуулийг ашиглан бид олж авна

Одоогийн хүч

(13.30)

Хэрэв гүйдэл нь суурин металл дамжуулагчаар дамжин өнгөрвөл гүйдлийн гүйцэтгэсэн бүх ажил нь түүнийг халаахад зарцуулагдах бөгөөд энерги хадгалагдах хуулийн дагуу.

(13.31)

Тиймээс (13.28) ба (13.31) илэрхийлэлийг ашиглан бид олж авна

(13.32)

Илэрхийлэл илэрхийлнэ Жоул-Ленцийн хууль , Joule, Lenz нар бие даан туршилтаар байгуулсан.

§ 13.7 Ом ба Жоул-Ленцийн хуулиуд дифференциал хэлбэрээр.

Эсэргүүцлийн илэрхийлэлийг Ом-ын хуульд орлуулснаар бид олж авна

(13.33)

үнэ цэнэ хаана байна , Эсэргүүцлийн эсрэг хариу үйлдэл гэж нэрлэдэг цахилгаан дамжуулах чанар дамжуулагч бодисууд. Түүний нэгж нь метр тутамд siemens (S/m) юм.

Үүнийг харгалзан үзвэл
- дамжуулагч дахь цахилгаан орны хүч,
- гүйдлийн нягт, томъёог ингэж бичиж болно

j = γE (13.34)

Joule-Lenz хууль дифференциал хэлбэрээр

Дамжуулагчид (цилиндрийн тэнхлэг нь гүйдлийн чиглэлтэй давхцаж байна (Зураг 13.9)) энгийн цилиндр эзэлхүүнийг сонгоцгооё.
. Жоул-Ленцийн хуулийн дагуу цаг хугацааны явцад энэ эзлэхүүн дэх дулаан ялгарах болно

(13.35)

Нэгж эзэлхүүн дэх нэгж хугацаанд ялгарах дулааны хэмжээг гэнэ тодорхой дулааны гүйдлийн хүч . Энэ нь тэнцүү юм

ω= ρ∙j 2 (13.36)

Ом хуулийн дифференциал хэлбэр (j = γE) ба хамаарлыг ашиглан бид ω= j∙E=γ∙E 2-г олж авна. (13.37)

Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ

Жишээ. Дамжуулагч дахь одоогийн хүч нь жигд нэмэгддэгI 0 =0 хүртэлI хамгийн их τ=6с хугацааны хувьд =3А. Төлбөрийг тодорхойлQ, дамжуулагчаар дамжин өнгөрөв.

Өгөгдсөн: I 0 =0; .

би хамгийн их = 3А; τ=6с Q.

Олно:

Шийдэл. dt хугацаанд дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор дамжин өнгөрөх dQ цэнэг,

.

Асуудлын нөхцлийн дагуу одоогийн хүч жигд нэмэгддэг, i.e. I=kt, энд пропорциональ коэффициент

Дараа нь бид бичиж болно

(1)-ийг нэгтгэж, k-ийн илэрхийлэлийг орлуулснаар бид дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх шаардлагатай цэнэгийг олно. : Хариулах .

Жишээ. Q=9 Клρ Төмөр дамжуулагчаар ( 3 =7.87 г/см -3 , M=56∙10кг/моль) хөндлөн огтлолС 2 =0.5 ммIодоогийн урсгал=0.1 A. дамжуулагчийн нэгж эзэлхүүн дэх чөлөөт электронуудын тоо атомын тоотой тэнцүү гэж үзэн электронуудын дараалсан (чиглүүлсэн) хөдөлгөөний дундаж хурдыг тодорхойлно.n

Өгөгдсөн: " дамжуулагчийн нэгж эзэлхүүн тутамд

би хамгийн их = 3А; τ=6с .

ρ=7,87 г/см 3,= 7,87∙10 3 кг/м 3; M=56∙10 -3 кг/моль; I=0.1A; S=0.5 мм 2 =0.5 10 -6 м 2.

Шийдэл ,

. Дамжуулагч дахь гүйдлийн нягт - j=neХаана

дундаж хурд

(2)

дамжуулагч дахь электронуудын эмх цэгцтэй хөдөлгөөн n - электроны концентраци (нэгж эзлэхүүн дэх электронуудын тоо); e=1.6∙10 -19 С – электрон цэнэг.
Асуудлын нөхцлийн дагуу,
(үүнийг анхаарч үзээрэй

, дамжуулагчийн масс хаана байна; M – түүний молийн масс N A = 6.02∙10 23 моль -1 – Авогадро тогтмол;
- төмрийн нягт).

,

Томъёо (2)-ыг харгалзан одоогийн нягтрал

, илэрхийлэл (1) гэж бичиж болно Электроны дараалсан хөдөлгөөний хүссэн хурд хаанаас ирдэг вэ?

Жишээ. Хариулт:=14.8 мкм/с.Нэг төрлийн утас эсэргүүцэл=14.8 мкм/с. 1 Р

=36 Ом. Зэрэгцээ холбосны дараа эсэргүүцэл нь тэнцүү бол утсыг хэдэн тэнцүү хэсэгт хуваасан болохыг тодорхойл. =14.8 мкм/с.=1 Ом.=14.8 мкм/с. 1 Өгсөн.

би хамгийн их = 3А; τ=6с =36 Ом;

=1 Ом Н.

Шийдэл.

Тасаагүй утсыг цуваа холбосон N эсэргүүцэл хэлбэрээр илэрхийлж болно. Дараа нь

Энд r нь сегмент бүрийн эсэргүүцэл юм.
(2)

N утастай хэсгийг зэрэгцээ холбох тохиолдолд

, илэрхийлэл (1) гэж бичиж болно эсвэл

Жишээ. (1) ба (2) илэрхийллээс бид шаардлагатай тооны сегментүүдийг олдог 1 -φ 2 =10В. Зэсийн эсэргүүцэл ρ =17 nOhm∙m.

=36 Ом. Зэрэгцээ холбосны дараа эсэргүүцэл нь тэнцүү бол утсыг хэдэн тэнцүү хэсэгт хуваасан болохыг тодорхойл. ℓ=100 м; φ 1 -φ 2 =10V; ρ =17 nOhm∙m=1.7∙10 -8 Ом∙м.

би хамгийн их = 3А; τ=6с j.

=1 Ом Омын хуулийн дагуу дифференциал хэлбэрээр,

. Дамжуулагч дахь гүйдлийн нягт
- дамжуулагчийн тодорхой цахилгаан дамжуулах чанар;
- нэг төрлийн дамжуулагчийн доторх цахилгаан орны хүч, дамжуулагчийн төгсгөл ба түүний урт дахь потенциалын зөрүүгээр илэрхийлэгддэг.

Бичсэн томьёог илэрхийлэл (1) болгон орлуулснаар бид хүссэн гүйдлийн нягтыг олно

, илэрхийлэл (1) гэж бичиж болно j=5.88 МА/м2.

Жишээ. Гүйдэл нь улайсдаг чийдэнгээр дамждагI=1А, Гянтболдын судлын диаметрийн температург 1 =0.2 мм нь 2000ºС-тэй тэнцүү. Гүйдэл нь хөндлөн огтлолтой зэс утсаар тэжээгддэгкг/моль) хөндлөн огтлол 2 =5мм 2 . Электростатик талбайн хүчийг тодорхойлно: 1) вольфрамд; 2) зэсэнд. 0ºС ρ үед гянтболдын эсэргүүцэл 0 =55 nOhm∙ м, түүний эсэргүүцлийн температурын коэффициент α 1 =0.0045 градус -1 , зэсийн эсэргүүцэл ρ 2 =17нОм∙м.

Өгөгдсөн: I=1А;г 1 =0.2 мм=2∙10 -4 м; T= 2000ºС;кг/моль) хөндлөн огтлол 2 =5мм 2 =5∙10 -6 м 2 ; ρ 0 =55 nOhm∙m= 5.5∙10 -8 Ом∙м: α 1 =0.0045ºС -1 ; ρ 2 =17нОм∙м=1,7∙10 -8 Ом∙м.

би хамгийн их = 3А; τ=6с E 1; E 2.

=1 Ом Омын хуулийн дагуу дифференциал хэлбэрээр одоогийн нягт

(1)

. Дамжуулагч дахь гүйдлийн нягт
- дамжуулагчийн тодорхой цахилгаан дамжуулах чанар; E - цахилгаан талбайн хүч.

Гянтболдын эсэргүүцэл нь температурын дагуу өөрчлөгддөг шугаман хууль:

ρ=ρ 0 (1+αt).

(2)

(3)

Гянт болд дахь одоогийн нягт

.

Томъёо (1)-д (2) ба (3) илэрхийллийг орлуулснаар бид вольфрамын хүссэн электростатик талбайн хүчийг олно.

дамжуулагч дахь электронуудын эмх цэгцтэй хөдөлгөөн n - электроны концентраци (нэгж эзлэхүүн дэх электронуудын тоо); e=1.6∙10 -19 С – электрон цэнэг.
).

, илэрхийлэл (1) гэж бичиж болно Зэс дэх цахилгаан статик талбайн хүч

Жишээ. 1) E 1 =17.5 В/м; 2) E 2 =3.4 мВ/м.=14.8 мкм/с.Эсэргүүцэл бүхий дамжуулагчаар дамжууланQ=10 Ом гүйдэл урсаж, гүйдэл шугаман нэмэгдэнэ. Дулааны хэмжээ, τ = 10 секундын хугацаанд дамжуулагч дотор ялгарах нь 300 Ж-тэй тэнцүү. Цэнэгийг тодорхойл.q, хэрэв эхний үед бол энэ хугацаанд дамжуулагчаар дамжсанм

Өгөгдсөн: =14.8 мкм/с.цаг хугацааны агшинд дамжуулагч дахь гүйдэл тэг байна.Q=10 Ом; τ=10с;I 0 =0.

би хамгийн их = 3А; τ=6с =300Ж;

=1 Ом q.
Гүйдлийн хүч жигд нэмэгдэх нөхцөлөөс (I 0 =0 үед) I=kt, энд k нь пропорциональ коэффициент юм. Үүнийг харгалзан үзвэл

, бид бичиж болно

dq=Idt=ktdt.

(2)

(1)

(1) илэрхийллийг нэгтгэж үзье

,

k коэффициентийг олохын тулд бид Жоуль-Ленцийн хуулийг хязгааргүй бага хугацаанд dt-д бичнэ.

. (3)

Энэ илэрхийллийг 0-ээс нэгтгэснээр бид асуудлын мэдэгдэлд заасан дулааны хэмжээг авна.

, илэрхийлэл (1) гэж бичиж болно Бид хаанаас олох вэ k: .

Жишээ. Томъёо (3) -ийг илэрхийлэл (2) -д орлуулж, бид шаардлагатай цэнэгийг тодорхойлно 3 q=15 Кл

Өгөгдсөн: Хэрэв гүйдлийн хувийн дулааны хүч ω=1.7 Ж/(м) бол зэс утсан дахь цахилгаан гүйдлийн нягтыг тодорхойл (хувийн эсэргүүцэл ρ=17 nOhm∙m). -9 ∙s).. 3 ρ=17нОм∙м=17∙10

би хамгийн их = 3А; τ=6с j.

=1 Ом Ом∙м; ω=1.7Ж/(м

(1)

, (2)

Энд γ ба ρ нь дамжуулагчийн хувийн ба эсэргүүцэл юм. (2) хуулиас бид E = ρj гэдгийг олж авна. Энэ илэрхийллийг (1) орлуулснаар бид шаардлагатай гүйдлийн нягтыг олно.

.

(1)-ийг нэгтгэж, k-ийн илэрхийлэлийг орлуулснаар бид дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх шаардлагатай цэнэгийг олно. : j=10 кА/м 3 .

Жишээ. Гадаад хэлхээний гүйдэл байгаа бол гүйдлийн эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцлийг тодорхойлноI 1 =4А хүч P үүсдэг 1 =10 Вт ба гүйдлийн хүчээрI 2 =6А - хүч P 2 =12 Вт.

Өгөгдсөн: I 1 =4А; Р 1 =10 Вт;I 2 =6А; Р 2 =12 Вт.

би хамгийн их = 3А; τ=6с r.

=1 Ом Гүйдлийн боловсруулсан хүч нь

Тэгээд
(1)

Энд R 1 ба R 2 нь хэлхээний гадаад эсэргүүцэл юм.

Битүү хэлхээний хувьд Ом хуулийн дагуу.

;
,

Энд ε нь эх үүсвэрийн emf юм. Эдгээр хоёр тэгшитгэлийг r-ийн хувьд шийдэж, бид олж авна

(2)

(1)-ийг нэгтгэж, k-ийн илэрхийлэлийг орлуулснаар бид дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх шаардлагатай цэнэгийг олно. : r=0.25 Ом.

Жишээ . EMF эх үүсвэр ба эсэргүүцэлтэй резистороос бүрдэх хэлхээнд=14.8 мкм/с.=10 Ом, вольтметрийг эхлээд резистортой зэрэгцүүлэн, дараа нь цуваа залгахад вольтметрийн заалтууд ижил байна. Дотоод эсэргүүцлийг тодорхойлохrХэрэв вольтметрийн эсэргүүцэл бол EMF эх үүсвэр=14.8 мкм/с. В =500 Ом.

Өгөгдсөн: =14.8 мкм/с.=10 Ом;=14.8 мкм/с. В =500 Ом;У 1 = У 2 .

би хамгийн их = 3А; τ=6с r.

Р шийдвэр. Асуудлын нөхцлийн дагуу вольтметр нь резистортой зэрэгцээ (зураг а), хоёр дахь удаагаа (зураг б) резистортой холбогдсон ба түүний уншилтууд ижил байна.

нэгэн зэрэг, гэхдээ бие биенээсээ үл хамааран 1840 онд нээсэн) хууль юм. тоон үнэлгээцахилгаан гүйдлийн дулааны нөлөө.

Дамжуулагчаар гүйдэл урсах үед цахилгаан энерги нь дулааны энерги болж хувирдаг бөгөөд ялгарах дулааны хэмжээ нь ажлын хэмжээтэй тэнцүү байх болно. цахилгаан хүч:

Жоул-Ленцийн хууль: Дамжуулагчид үүсэх дулааны хэмжээ нь гүйдлийн квадрат, дамжуулагчийн эсэргүүцэл ба түүнийг дамжуулах хугацаатай шууд пропорциональ байна.

Практик ач холбогдол

Эрчим хүчний алдагдал багассан

Цахилгаан дамжуулах үед дулааны нөлөөгүйдэл нь эрчим хүчний алдагдалд хүргэдэг тул хүсээгүй. Дамжуулж буй хүч нь хүчдэл ба гүйдлийн аль алинаас нь шугаман хамааралтай, халаалтын чадал нь гүйдэлээс квадрат хамааралтай байдаг тул цахилгаан дамжуулахаас өмнө хүчдэлийг нэмэгдүүлж, улмаар гүйдлийг багасгах нь ашигтай байдаг. Хүчдэл нэмэгдэх нь цахилгаан дамжуулах шугамын цахилгааны аюулгүй байдлыг бууруулдаг. Хэрэглэсэн тохиолдолд өндөр хүчдэлийнхэлхээнд, ижил хэрэглэгчийн хүчийг хадгалахын тулд та хэрэглэгчийн эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх хэрэгтэй болно (квадрат хамаарал. 10V, 1 Ом = 20V, 4 Ом). Нийлүүлэлтийн утас болон хэрэглэгчийг цувралаар холбодог. Утасны эсэргүүцэл ( =14.8 мкм/с. w) тогтмол. Гэвч хэрэглэгчийн эсэргүүцэл ( =14.8 мкм/с. в) сүлжээнд илүү өндөр хүчдэлийг сонгохдоо нэмэгддэг. Хэрэглэгчийн эсэргүүцлийг утасны эсэргүүцэлтэй харьцуулах харьцаа мөн нэмэгддэг. Резисторуудыг цувралаар (утас - хэрэглэгч - утас) холбох үед суллагдсан хүчийг хуваарилах ( Q) нь холбогдсон резисторуудын эсэргүүцэлтэй пропорциональ байна. ; ; ; Сүлжээний гүйдэл нь бүх эсэргүүцлийн хувьд тогтмол байна. Тиймээс бид харилцаатай байдаг Q в / Q w = =14.8 мкм/с. в / =14.8 мкм/с. w ; Q вТэгээд =14.8 мкм/с. wЭдгээр нь тогтмолууд (тус бүрийн хувьд тодорхой даалгавар). Үүнийг тодорхойлъё. Үүний үр дүнд утаснууд дээр ялгарах хүч нь хэрэглэгчийн эсэргүүцэлтэй урвуу хамааралтай, өөрөөр хэлбэл хүчдэл нэмэгдэх тусам буурдаг. учир нь . (Q в- тогтмол); Сүүлийн хоёр томьёог нэгтгэж дүгнэлт хийцгээе; тодорхой ажил бүрийн хувьд энэ нь тогтмол байна. Үүний үр дүнд утсан дээр үүссэн дулаан нь хэрэглэгч дээрх хүчдэлийн квадраттай урвуу хамааралтай байна.

Хэлхээнд зориулсан утас сонгох

Гүйдэл дамжуулах дамжуулагчаас үүссэн дулааныг хүрээлэн буй орчинд нэг градусаар ялгаруулдаг. Сонгосон дамжуулагчийн гүйдлийн хүч нь тодорхой хязгаараас хэтэрсэн тохиолдолд зөвшөөрөгдөх үнэ цэнэ, ийм хүчтэй халаалт нь дамжуулагч нь ойролцоох объектод гал түймэр гаргах эсвэл өөрөө хайлж болзошгүй юм. Ихэвчлэн угсрах үед цахилгаан хэлхээхүлээн зөвшөөрснөө дагахад л хангалттай зохицуулалтын баримт бичиг, ялангуяа дамжуулагчийн хөндлөн огтлолын сонголтыг зохицуулдаг.

Цахилгаан халаалтын төхөөрөмж

Хэрэв гүйдлийн хүч нь бүхэл бүтэн цахилгаан хэлхээнд ижил байвал сонгосон аль ч хэсэгт илүү их дулаан үүсэх болно, энэ хэсгийн эсэргүүцэл өндөр байх болно.

Хэлхээний хэсгийн эсэргүүцлийг зориудаар нэмэгдүүлснээр тухайн хэсэгт орон нутгийн дулаан үүсгэх боломжтой. Тэд энэ зарчмаар ажилладаг цахилгаан халаалтын төхөөрөмж. Тэд ашигладаг халаалтын элемент- өндөр эсэргүүцэлтэй дамжуулагч. Өндөр хайлшийг сонгох замаар эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх (хамтарсан эсвэл тусад нь) хүрдэг эсэргүүцэл(жишээлбэл, нихром, константан), дамжуулагчийн уртыг нэмэгдүүлж, багасгах хөндлөн огтлол. Хар тугалганы утаснууд нь ерөнхийдөө бага эсэргүүцэлтэй байдаг тул халаалт нь ихэвчлэн анзаарагддаггүй.

Гал хамгаалагч

Цахилгаан хэлхээг хэт өндөр гүйдлийн урсгалаас хамгаалахын тулд тусгай шинж чанартай дамжуулагчийг ашигладаг. Энэ бол харьцангуй бага хөндлөн огтлолтой дамжуулагч бөгөөд ийм хайлшаар хийгдсэн бөгөөд зөвшөөрөгдөх гүйдлийн үед дамжуулагчийг халаахад хэт халдаггүй, харин хэт өндөр гүйдлийн үед дамжуулагчийн хэт халалт нь маш их байдаг тул дамжуулагч хайлж, хайлдаг. хэлхээг нээнэ.

Викимедиа сан.

2010 он.

Бусад толь бичгүүдэд "Жоуль-Лензийн хууль" гэж юу болохыг хараарай. Коппа цогцолборын дулааны багтаамжийг тодорхойлдог (өөрөөр хэлбэл хэд хэдэн хэсгээс бүрдэнэ) химийн элементүүдталст биетүүд

. Дулонг Петитын хуульд үндэслэсэн. Молекул дахь атом бүр гурван чичиргээний чөлөөт зэрэгтэй бөгөөд энергитэй байдаг. Үүний дагуу... ВикипедиаЖОУЛИЙН ХУУЛЬ - үүний дагуу хуульдотоод энерги тодорхой масс (см.) нь зөвхөн температураас хамаардаг бөгөөд түүний эзэлхүүнээс (нягтрал) хамаардаггүй ...

Том Политехникийн нэвтэрхий толь бичигЖоулийн хууль - Жоулийн хууль * Жоулеш Гезец – идеал хийн дотоод энерги нь зөвхөн температурын дор оршдог ...

Гирничи нэвтэрхий толь бичигЖоулийн хууль - Džaulio dėsnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dėsnis, formuluojamas taip: laidininke, kai juo teka elektros srovė, išsiskiriantis šilumos kiekis šilumos kiekis R ²ržirovėižižižižižižižižižižiė srovės……

Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynasЖоулийн хууль - термодинамикийн хууль, үүний дагуу дотоод энергихамгийн тохиромжтой хий Энэ нь зөвхөн температурын функц бөгөөд эзэлхүүнээс хамаардаггүй. 1845 онд J.P. Joule (1818 1889) туршилтаар үүсгэн байгуулсан.Хууль нь хоёр дахь зарчмын үр дагавар юм... ... Үзэл баримтлалорчин үеийн байгалийн шинжлэх ухаан

. Үндсэн нэр томъёоны тайлбар толь

Цогцолбор (өөрөөр хэлбэл хэд хэдэн химийн элементүүдээс бүрдэх) талст биетүүдийн дулааны багтаамжийг тодорхойлдог. Дулонг Петитын хуульд үндэслэсэн. Молекул дахь атом бүр гурван чичиргээний чөлөөт зэрэгтэй бөгөөд энергитэй байдаг. Үүний дагуу ... ... Википедиа Цогцолбор (өөрөөр хэлбэл хэд хэдэн химийн элементүүдээс бүрдэх) талст биетүүдийн дулааны багтаамжийг тодорхойлдог. Дулонг Петитын хуульд үндэслэсэн. Молекул дахь атом бүр гурван чичиргээний чөлөөт зэрэгтэй бөгөөд энергитэй байдаг. Тус тусад нь …… Википедиа - ЭРЧИМ ХАМГААЛАХ ХУУЛЬ, МАТЕРИАЛ ХАМГААЛАХ ХУУЛЬ, бие биентэйгээ нягт холбоотой, агуулгын хувьд маш төстэй хоёр хууль нь байгалийн бүх шинжлэх ухааны үндэс суурь болдог. Эдгээр хуулиуд нь зөвхөн тоон шинж чанартай бөгөөд туршилтын хуулиуд юм.…… Том

19-р зуунд бие биенээсээ хамааралгүйгээр англи хүн Ж.Жоуль, орос Э.Х.Ленц нар цахилгаан гүйдлээр дамжуулагчийг халаах талаар судалж, туршилтаар дараах загварыг тогтоожээ. гүйдэл дамжуулах дамжуулагчаас ялгарах дулааны хэмжээ нь гүйдлийн квадрат, дамжуулагчийн эсэргүүцэл ба гүйдэл дамжуулах хугацаатай шууд пропорциональ байна.
Хожим нь энэ мэдэгдэл нь хатуу, шингэн, хий хэлбэртэй аливаа дамжуулагчийн хувьд үнэн болохыг олж мэдсэн. Тиймээс нээлттэй хэв маягийг нэрлэдэг Жоул-Ленцийн хууль:

Зураг нь суулгах диаграммыг харуулж байна Joule-Lenz хуулийг туршилтаар баталгаажуулна.Гүйдлийн хүчийг хүчдэлд хуваах замаар эсэргүүцлийг R=U/I томъёогоор тооцоолно. Термометр нь усны температурын өсөлтийг хэмждэг. Томъёогоор Q=I2RtТэгээд Q=смДt°Туршилтын үр дүнгийн дагуу давхцах ёстой дулааны хэмжээг тооцоол.
Физикийг илүү гүнзгий сонирхдог хүмүүсийн хувьд Жоул-Лензийн хуулийг зөвхөн туршилтаар төдийгүй онолын хувьд гаргаж авах боломжтой гэдгийг бид онцгойлон тэмдэглэж байна. Энийг хийцгээе.


Үр дүнгийн томъёо A=I2Rtнь Жоул-Ленцийн хуулийн томьёотой төстэй боловч зүүн талд нь дулааны хэмжээ биш харин гүйдлийн ажил юм. Эдгээр хэмжигдэхүүнийг тэнцүү гэж үзэх эрхийг бидэнд юу олгодог вэ? Үүнийг бичээд үзье термодинамикийн анхны хууль(§ 6-h-ийг үзнэ үү) ба үүнээс бүтээлээ илэрхийлнэ үү.
ДU = Q + A, тиймээс A =ДU-Q.
Үүнийг санацгаая ДУ- энэ нь гүйдлээр халсан дамжуулагчийн дотоод энергийн өөрчлөлт юм; Q- дамжуулагчаас ялгарах дулааны хэмжээ (үүнийг урд талын "-" тэмдгээр тэмдэглэнэ); А- кондуктор дээр хийсэн ажил. Энэ нь ямар төрлийн ажил болохыг олж мэдье.
Дамжуулагч өөрөө хөдөлгөөнгүй боловч электронууд дотор нь хөдөлж, ионуудтай байнга мөргөлддөг болор тормөн тэдэнд өөрийнх нь нэг хэсгийг өгөх кинетик энерги. Электронуудын урсгал сулрахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд цахилгааны эх үүсвэрээс үүссэн цахилгаан талбайн хүчээр тэдгээрт байнга ажил хийдэг. Иймээс А нь дамжуулагчийн доторх электронуудыг хөдөлгөх цахилгаан талбайн хүчээр хийсэн ажил юм.
Одоо тоо хэмжээг ярилцъя ДУ(дотоод энергийн өөрчлөлт) гүйдэл гүйж эхэлсэн дамжуулагчийг хэрэглэнэ.
Кондуктор аажмаар халах болно, энэ нь үүнийг хэлнэ дотоод энерги нэмэгдэх болно.Энэ нь халах үед дамжуулагчийн температурын зөрүү ба орчин. Ньютоны хуулийн дагуу (§ 6-k-г үзнэ үү) дамжуулагчийн дулаан дамжуулах хүч нэмэгдэнэ. Хэсэг хугацааны дараа энэ нь дамжуулагчийн температур нэмэгдэхээ болино. Одооноос эхлэн дамжуулагчийн дотоод энерги өөрчлөгдөхөө болино, өөрөөр хэлбэл үнэ цэнэ ДУтэгтэй тэнцүү болно.
Дараа нь энэ төлөвийн термодинамикийн анхны хууль нь: A = -Q.Тэр бол Хэрэв дамжуулагчийн дотоод энерги өөрчлөгдөхгүй бол гүйдлийн хийсэн ажил бүрэн дулаан болж хувирна.Энэхүү дүгнэлтийг ашиглан бид гүйдлийн ажлыг тооцоолох бүх гурван томъёог өөр хэлбэрээр бичнэ.

Одоогоор бид эдгээр томъёог тэнцүү гэж үзэх болно. Үүнийг бид дараа хэлэлцэх болно баруун гарын томъёоүргэлж шударга байдаг (ийм учраас үүнийг хууль гэж нэрлэдэг) бөгөөд зүүн хоёр нь зөвхөн тодорхой нөхцөлд байдаг бөгөөд үүнийг бид ахлах сургуульд физикийн чиглэлээр суралцахдаа томъёолох болно.

Туршилтын үр дүнд дамжуулагчийг дайран өнгөрөхөд гүйдэл үүсэх дулааны хэмжээ нь дамжуулагчийн эсэргүүцэл, гүйдэл, түүнийг дамжуулах хугацаа зэргээс хамаардаг болохыг тогтоожээ.

Энэ физик хуульАнх 1841 онд Английн физикч Жоуле, хэсэг хугацааны дараа (1844 онд) Оросын академич Эмиль Кристианович Ленц (1804 - 1865) бие даан байгуулжээ.

Дамжуулагчийг гүйдлээр халаах үед үүсэх тоон хамаарлыг Жоуль-Ленцийн хууль гэж нэрлэдэг.

Үүнийг дээр дурдсан:

1 кал = 0.472 кгм тул

Тиймээс,

1 J = 0.24 кал.

Цахилгаан гүйдлийн энергийг томъёогоор тодорхойлно

А = I 2× r × тЖ.

Гүйдлийн энергийг халаахад ашигладаг тул дамжуулагч дахь гүйдлийн улмаас үүссэн дулааны хэмжээ нь дараахь хэмжээтэй тэнцүү байна.

Q= 0.24 × I 2× r × ткал.

Жоуль-Лензийн хуулийг илэрхийлсэн энэхүү томьёо нь дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх гүйдлийн илчлэг дэх дулааны хэмжээ нь гүйдлийн ампер, эсэргүүцлийн квадратаар үржүүлсэн 0.24 коэффициенттэй тэнцүү болохыг харуулж, хуулийг тодорхойлдог. ом ба хугацаа секундээр.

Видео - "Жоул-Лензийн хууль, 8-р ангийн физик":

Жишээ 1. 2 Ом эсэргүүцэлтэй дамжуулагчийг 3 минутын турш нэвтрүүлэхэд 6 А гүйдэл хэр их дулаан үүсгэхийг тодорхойл.

Q= 0.24 × I 2× r × т= 0.24 × 36 × 2 × 180 = 3110.4 кал.

Жоул-Ленцийн хуулийн томьёог дараах байдлаар бичиж болно.

Q= 0.24 × I × I × r × т ,

ба түүнээс хойш I × r = У, дараа нь та бичиж болно:

Q= 0.24 × I × У× ткал.

Жишээ 2.Цахилгаан зуухыг 120 В сүлжээнд холбосон зуухны спираль гүйдэл нь 5 А. 2 цагийн дотор гүйдэл ямар хэмжээний дулаан ялгарахыг тодорхойлох шаардлагатай.

Q= 0.24 × I × У× т= 0.24 × 5 × 120 × 7200 = 1,036,800 кал = 1036,8 ккал.

Видео - "Цахилгаан гүйдэл бүхий халаалтын дамжуулагч":

E. H. Lenz туршилтуудыг ерөнхийд нь тайлбарлав цахилгаан соронзон индукц, энэхүү ерөнхий ойлголтыг "Ленцийн дүрэм" хэлбэрээр танилцуулж байна. Ленц цахилгаан машины онолын талаархи бүтээлүүддээ машин дахь "арматурын урвал" -ын үзэгдлийг судалжээ. шууд гүйдэл, цахилгаан машинуудын эргэлтийн зарчмыг баталсан. Ленц Жакобитай хамтран цахилгаан соронзон татах хүчийг судалж, харилцааг тогтоожээ соронзон моментсоронзлох хүчнээс.

Ленц Санкт-Петербургийн ШУА-ийн гишүүн, Санкт-Петербургийн их сургуулийн ректор байсан.