قانون جول لينز

للتغلب على مقاومة السلك ، يعمل التيار الكهربائي ، حيث يتم توليد الحرارة في السلك. تصطدم الإلكترونات الحرة في حركتها بالذرات والجزيئات ، وخلال هذه الاصطدامات تتحول الطاقة الميكانيكية للإلكترونات المتحركة إلى طاقة حرارية.

يتم تحديد اعتماد الطاقة الحرارية على قوة التيار في الموصل بموجب قانون جول لينز. عندما يتدفق تيار كهربائي عبر سلك ، فإن كمية الحرارة الناتجة عن التيار في السلك تتناسب طرديًا مع قوة التيار المأخوذ إلى القوة الثانية ، ومقدار مقاومة السلك ، ومدة التيار. .

إذا تم الإشارة إلى مقدار الحرارة بالحرف Q ، فإن القوة الحالية في a هي A ، المقاومة بالأوم - R والوقت بالثواني - t ، ثم رياضياً يمكن تمثيل قانون جول لينز على النحو التالي:

س = aI2Rt

NS من أجل a = 1 ، ستكون كمية الحرارة Q جول. NSpa a = 0.24 كمية الحرارة Q التي يتم الحصول عليها بالسعرات الحرارية الصغيرة. يظهر العامل 0.24 في الصيغة لأن تيارًا مقداره 1 أ في سلك مقاومة 1 أوم لمدة ثانية واحدة. يعطي 0.24 سعرة حرارية صغيرة من الحرارة. تعمل السعرات الحرارية الصغيرة كوحدة لقياس كمية الحرارة. السعرات الحرارية الصغيرة تساوي كمية الحرارة المطلوبة لتسخين 1 جرام من الماء بمقدار 1 درجة مئوية.

تم اكتشاف هذا القانون بشكل مستقل في عام 1840 من قبل الفيزيائي الإنجليزي جيمس جول والفيزيائي الروسي إميلي كريستيانوفيتش لينز. يحدد هذا القانون الفيزيائي مقدار الحرارة Q الصادرة في موصل عندما يمر تيار كهربائي خلاله.

لذلك تتولد الحرارة دائمًا في موصل عندما يتدفق التيار خلاله. ومع ذلك ، لا ينبغي السماح بالتسخين المفرط للأسلاك والأجهزة الكهربائية ، لأن ذلك سيؤدي إلى إتلافها. السخونة الزائدة خطيرة بشكل خاص عندما دائرة مقصورة الأسلاك ، أي في التوصيل الكهربائي للأسلاك التي تزود المستهلك بالطاقة الكهربائية.

في حالة حدوث دائرة كهربائية قصيرة ، تكون مقاومة الأسلاك المتبقية تحت التيار ضئيلة عادةً ، وبالتالي يصل التيار إلى قوة كبيرة ويتم إطلاق الحرارة بكمية تتسبب في وقوع حادث. للحماية من الدوائر القصيرة والسخونة الزائدة ، تشمل الدائرة الصمامات... إنها قطع صغيرة من الأسلاك أو الألواح الرقيقة التي تحترق بمجرد أن يصل التيار إلى قيمة معينة. يتم اختيار الصمامات اعتمادًا على مساحة المقطع العرضي للأسلاك.

أنظر أيضا: كيف تسخن الصدمة الكهربائية السلك