Закон Джоуля - Ленца

Закон Ома для участка цепи

Законы постоянного тока

Георг Ом экспериментально установил закон, согласно которому сила тока, текущего по проводнику, в котором не действуют сторонние силы, прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.

I = l U

(4)

Величина l - коэффициент пропорциональности - называется электропроводностью проводника, величина, обратная электропроводности, называется сопротивлением проводника:

(5)

Размерность сопротивления [ Ом ], согласно (4) и (5) [Ом] = [В/А]. Величина сопротивления зависит от формы, размеров и материалов проводника. Для однородного проводника:

(6)

где l - длина проводника, s - его поперечное сечение, r - коэффициент, зависящий от материала, называемый удельным сопротивлением. Размерность [ r ] = [Ом×м].

Сопротивление зависит от температуры проводника. Для металлов r = r₀ (1+ a × t), где a - температурный коэффициент сопротивления, t - температура (С⁰), r₀ - удельное сопротивление при t = 0⁰ C.

Электрический ток совершает на любом участке цепи определенную работу. Пусть имеется участок цепи, сопротивление которого R, падение напряжение на концах U, сила тока I. По определению напряжения А - работа, совершаемая по перемещению единичного заряда от одного конца проводника к другому. За время t в цепи при силе тока I пройдет заряд q = I× t и поэтому работа электрического тока на этом участке цепи будет

A = U I t

(7)

Если при прохождении тока через данный проводник не совершается никакая работа и проводник неподвижен, а также нет никаких химических реакций, то вся работа тока превращается в количество теплоты Q. Согласно закону Ома U = I R, следовательно

A = Q = I^2 R t

(8)

Уравнение (8) выражает закон Джоуля-Ленца.

Дата добавления: 2015-05-06