Joule-Lenzov zákon
Elektrický prúd prekoná odpor drôtu, pri ktorom sa v drôte vytvára teplo. Voľné elektróny sa pri svojom pohybe zrážajú s atómami a molekulami a pri týchto zrážkach sa mechanická energia pohybujúcich sa elektrónov mení na tepelnú energiu.
Závislosť tepelnej energie od sily prúdu vo vodiči je určená Joule-Lenzovým zákonom. Keď elektrický prúd preteká drôtom, množstvo tepla generovaného prúdom v drôte je priamo úmerné intenzite prúdu odoberaného na druhý výkon, veľkosti odporu drôtu a dobe trvania prúdu. .
Ak je množstvo tepla označené písmenom Q, prúdová sila v a je A, odpor v ohmoch — R a čas v sekundách — t, potom matematicky možno Joule-Lenzov zákon znázorniť takto:
Q = aI2Rt
NSpre a = 1 bude množstvo tepla Q jouly. NSpa a = 0,24 množstvo tepla Q sa získa v malých kalóriách. Faktor 0,24 sa objaví vo vzorci, pretože prúd 1 A v drôte s odporom 1 ohm počas 1 sekundy. vydá 0,24 malých kalórií tepla. Malá kalória slúži ako jednotka na meranie množstva tepla. Malá kalória sa rovná množstvu tepla potrebnému na zohriatie 1 g vody o 1 °C.
Tento zákon nezávisle na sebe objavili v roku 1840 anglický fyzik James Joule a ruská fyzička Emily Kristianovich Lenz. Tento fyzikálny zákon určuje množstvo tepla Q uvoľneného vo vodiči, keď ním prechádza elektrický prúd.
Takže teplo sa vždy vytvára vo vodiči, keď ním preteká prúd. Nemalo by sa však dovoliť nadmerné zahrievanie drôtov a elektrických zariadení, pretože by sa tým poškodili. Prehriatie je obzvlášť nebezpečné, keď skrat vodičov, to znamená pri elektrickom pripojení vodičov dodávajúcich elektrickú energiu spotrebiteľovi.
V prípade skratu je odpor drôtov, ktoré zostávajú pod prúdom, zvyčajne zanedbateľný, prúd preto dosahuje veľkú silu a teplo sa uvoľňuje v takom množstve, že spôsobí nehodu. Na ochranu pred skratmi a prehriatím obvod obsahuje poistky… Sú to malé kúsky tenkého drôtu alebo dosky, ktoré horia, akonáhle prúd dosiahne určitú hodnotu. Výber poistiek sa vykonáva v závislosti od plochy prierezu vodičov.
Pozri tiež: Ako elektrický výboj zahrieva drôt