焦耳定律- 求真百科
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焦耳定律是定量說明傳導電流將電能轉換為熱能的定律。
內容是:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比。
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1定律內容
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焦耳定律
原圖鏈接圖片來源於愛學網
焦耳定律是定量說明傳導電流將電能轉換為熱能的定律。
內容是:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比。
這是英國科學家焦耳和俄國科學家楞次得出的結論,被人稱作焦耳楞次定律。
[1]
焦耳定律數學表達式:Q=I²Rt。
對於純電阻電路可推導出:Q=W=Pt、Q=UIt、Q=(U²/R)t
中文名稱:焦耳定律
外文名稱:Joule'sLaw
別稱:焦耳楞次定律
表達式:Q=I²Rt
提出者:焦耳
提出時間:1840年
應用學科:物理學
目錄
1定律內容
2公式變換推導
3定律使用
4實驗方法
5實驗原理
6相關視頻
7參考來源
定律內容
原圖鏈接圖片來源於360搜索網
定律內容:電流通過導體產生的熱量,跟電流強度的平方、導體電阻和通電時間成正比,即:Q=I^2Rt。
該定律是英國科學家焦耳於1841年發現的。
其中Q指熱量,I指電流,單位是安培(A),R指電阻,單位是歐姆(Ω),t指時間,單位是秒(s),以上單位全部用的是國際單位制中的單位。
純電阻電路電路中只含有純電阻元件,電功W=UIt=Q,U=IR∴Q=I^2Rt.注意:此關係只適用純電阻電路。
電流通過純電阻電路做功,把電能轉化為內能,而產生熱量,電功又稱為電熱。
[2]
含有電動機的電路,不是純電阻電路.電功W=UIt.電流通過電動機做功,把電能一部分轉化為內能,絕大部分轉化為機械能.電動機線圈有電阻R,電流通過而產生熱,不等於UIt,而只是UIt的一部分.原因是對於非純電阻U≠IR且U>IR
焦耳定律是一個實驗定律,它可以對任何導體來適用,範圍很廣,所有的電路都能使用。
遇到電流熱效應的問題時,例如要計算電流通過某一電路時放出熱量;比較某段電路或導體放出熱量的多少,即從電流熱效應角度考慮對電路的要求時,都可以使用焦耳定律。
公式:Q=I²Rt,單位是焦耳(J)。
公式變換推導
原圖鏈接圖片來源於無憂文檔網
焦耳定律數學表達式:Q=I^2;×Rt(適用於所有電路)。
對於純電阻電路而言:當電流所做的功全部產生熱量,即電能全部轉化為內能[也叫熱能],該電路為純電阻電路,這時有:Q=UIt或Q=(U^2/R)t
根據電功的公式,我們有【U指電壓,單位是伏特(V)】:Q=W=Pt。
[3]
對於非純電阻電路而言:對於非純電阻電路而言,用得最多的還是焦耳定律的一般形式,不能用上面純電阻中的兩個公式(因為①歐姆定律只在純電阻電路中成立;②其電能不是全部做功轉化為內能,不能用電功的公式。
而對於其電功率和熱量比較而言,我們有:對於任何電路而言:除了焦耳定律的一般式外,我們還可以根據公式I=q/t【q表示電荷量,單位是庫侖(C)】對公式進行變形(適用於所有電路)。
定律使用
原圖鏈接圖片來源於學科網
電流所做的功全部產生熱量,即電能全部轉化為內能,這時有Q=W(在純電阻電路中)。
電熱器和白熾燈屬於上述情況。
在串聯電路中,由於通過導體的電流相等,通電時間也相等,根據焦耳定律可知電流通過導體產生的熱量跟導體的電阻成正比。
在並聯電路中,由於導體兩端的電壓相等,通電時間也相等,根據焦耳定律可知電流通過導體產生的熱量跟導體的電阻成反比。
電熱器:利用電流的熱效應來加熱的設備,電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐等都是常見電熱器。
電熱器的主要組成部分是發熱體,發熱體是由電阻率大,熔點高的電阻絲繞在絕緣材料上製成。
[4]
焦耳定律是定量說明傳導電流將電能轉換為內能的定律。
非純電阻電路:Q=I^2Rt
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