በማናቸውም ዳይሬክተሮች ውስጥ በመንቀሳቀስ, የኤሌክትሪክ ጅረት የተወሰነ ኃይል ወደ እሱ ያስተላልፋል, ይህም መሪው እንዲሞቅ ያደርገዋል. የኢነርጂ ሽግግር በሞለኪውላዊ ደረጃ ላይ ይከሰታል-የአሁኑ ኤሌክትሮኖች ከአየኖች ወይም ከአስተላላፊው አቶሞች ጋር ባለው ግንኙነት ምክንያት የኃይልው ክፍል ከኋለኛው ጋር ይቀራል።
የአሁኑ የሙቀት ተጽእኖ ወደ ተጨማሪ ይመራል ፈጣን እንቅስቃሴመሪ ቅንጣቶች. ከዚያም ይጨምራል እና ወደ ሙቀት ይለወጣል.
የሂሳብ ቀመር እና ንጥረ ነገሮቹ
የአሁኑን የሙቀት ተጽእኖ በተለያዩ ሙከራዎች ሊረጋገጥ ይችላል, የአሁኑ ሥራ ወደ ውስጣዊ የመተላለፊያ ኃይል ይለወጣል. በተመሳሳይ ጊዜ, የኋለኛው ይጨምራል. ከዚያም ተቆጣጣሪው በአካባቢው ለሚገኙ አካላት ይሰጣል, ማለትም, የሙቀት ማስተላለፊያው የሙቀት ማስተላለፊያውን በማሞቅ ይከሰታል.
በዚህ ጉዳይ ላይ የሂሳብ ቀመር እንደሚከተለው ነው-A=U * I *t.
የሙቀት መጠኑ በ Q. ከዚያም Q=A ወይም Q=U*I*t ሊገለጽ ይችላል። ያንን U=IR በማወቅ በጁሌ-ሌንስ ህግ ውስጥ የተቀመረው Q=I 2 *R*t ይሆናል።
የአሁኑ የሙቀት እርምጃ ህግ - Joule-Lenz ህግ
የሚፈስበት መሪ በብዙ ሳይንቲስቶች ተጠንቷል. ይሁን እንጂ በጣም የታዩት ውጤቶች ከእንግሊዝ እና ኤሚሊየስ ክሪስቲኖቪች ሌንዝ ከሩሲያ ተገኝተዋል. ሁለቱም ሳይንቲስቶች በተናጥል ሠርተዋል እና ከሙከራዎቹ ውጤቶች እራሳቸውን ችለው ድምዳሜ ላይ ደርሰዋል።
አንድ ሰው በኮንዳክተር ላይ የሚፈጠረውን የሙቀት መጠን ለመገመት የሚያስችል ህግ አወጡ። የጁሌ-ሌንስ ሕግ ተብሎ ይጠራ ነበር።
የአሁኑን የሙቀት ተጽእኖ በተግባር እንመልከታቸው. የሚከተሉትን ምሳሌዎች እንውሰድ፡-
- አንድ የተለመደ አምፖል.
- ማሞቂያ መሳሪያዎች.
- በአፓርትመንት ውስጥ ፊውዝ.
- የኤሌክትሪክ ቅስት.
ተቀጣጣይ አምፖል
የአሁኑ የሙቀት ተፅእኖ እና የህግ ግኝት ለኤሌክትሪክ ምህንድስና እድገት እና ለኤሌክትሪክ የመጠቀም እድሎች መጨመር አስተዋፅኦ አድርጓል. የምርምር ውጤቶቹ እንዴት እንደሚተገበሩ የአንድ ተራ አምፖል ምሳሌ በመጠቀም ማየት ይቻላል.
የተሠራው ክር በሚሠራበት መንገድ ነው የተንግስተን ሽቦ. ይህ ብረት ከከፍተኛ ጋር ተከላካይ ነው የመቋቋም ችሎታ. በብርሃን አምፑል ውስጥ በሚያልፉበት ጊዜ, የሙቀት ተጽእኖ ይከሰታል የኤሌክትሪክ ፍሰት.
የመቆጣጠሪያው ኃይል ወደ ሙቀት ይለወጣል, ሽክርክሪት ይሞቃል እና ማብራት ይጀምራል. የብርሃን አምፑል ጉዳቱ በትንሽ የኃይል ክፍል ብቻ ማብራት ስለሚጀምር ትልቅ የኃይል ኪሳራው ነው። ዋናው ክፍል በቀላሉ ይሞቃል.
ይህንን በደንብ ለመረዳት የአሠራሩን ውጤታማነት እና ወደ ኤሌክትሪክ መለወጥን የሚያሳይ አስተዋውቋል። የወቅቱ ቅልጥፍና እና የሙቀት ተፅእኖ በ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል የተለያዩ አካባቢዎችበዚህ መርህ ላይ ተመስርተው የተሠሩ ብዙ መሳሪያዎች ስላሉ. ውስጥ በከፍተኛ መጠንእነዚህ ማሞቂያ መሳሪያዎች, የኤሌክትሪክ ምድጃዎች, ማሞቂያዎች እና ሌሎች ተመሳሳይ መሳሪያዎች ናቸው.
የማሞቂያ መሳሪያዎች ንድፍ
በተለምዶ የሁሉም ማሞቂያ መሳሪያዎች ንድፍ የብረት ሽክርክሪት አለው, ተግባሩ ማሞቂያ ነው. ውሃ ከተሞቀ, ሽክርክሪት በተናጥል ይጫናል, እና እንደነዚህ ያሉ መሳሪያዎች ከአውታረ መረቡ እና በሙቀት ልውውጥ መካከል ባለው ኃይል መካከል ሚዛን መያዙን ያረጋግጣሉ.
ሳይንቲስቶች የኃይል ኪሳራዎችን በመቀነስ እና በመፈለግ ላይ ያለማቋረጥ ተሰጥተዋል የተሻሉ መንገዶችእና ለትግበራቸው በጣም ውጤታማ የሆኑ እቅዶች የአሁኑን የሙቀት ተጽእኖ ለመቀነስ. ለምሳሌ, አሁኑን በሚቀንስበት ጊዜ ቮልቴጅን ለመጨመር ዘዴ ጥቅም ላይ ይውላል. ነገር ግን ይህ ዘዴ በተመሳሳይ ጊዜ የኤሌክትሪክ መስመሮችን አሠራር ደህንነትን ይቀንሳል.
ሌላው የምርምር ቦታ የሽቦ ምርጫ ነው. ከሁሉም በላይ የሙቀት መጥፋት እና ሌሎች ጠቋሚዎች በንብረታቸው ላይ ይወሰናሉ. በተጨማሪም ማሞቂያ መሳሪያዎች በሚሠሩበት ጊዜ ከፍተኛ መጠን ያለው ኃይል ይለቀቃል. ስለዚህ ጠመዝማዛዎች ለእነዚህ ዓላማዎች በተለየ ሁኔታ ከተነደፉ እና ከፍተኛ ጭነት መቋቋም ከሚችሉ ቁሳቁሶች የተሠሩ ናቸው።
አፓርትመንት ፊውዝ
ጥበቃን ለማሻሻል እና የኤሌክትሪክ መስመሮችን ለመጠበቅ ልዩ ፊውዝ ጥቅም ላይ ይውላል. ዋናው ክፍል የተሰራ ሽቦ ነው ተጣጣፊ ብረት. በ porcelain ተሰኪ ውስጥ ይሰራል፣ መሃሉ ላይ ጠመዝማዛ ክር እና እውቂያ አለው። ሶኬቱ በገንዳ ሳጥን ውስጥ በሚገኝ ካርቶጅ ውስጥ ገብቷል።
የእርሳስ ሽቦ የአጠቃላይ ዑደት አካል ነው. የኤሌክትሪክ ጅረት የሙቀት ተጽእኖ በከፍተኛ ሁኔታ ከጨመረ, የመቆጣጠሪያው መስቀለኛ መንገድ መቋቋም አይችልም, እና ማቅለጥ ይጀምራል. በዚህ ምክንያት አውታረ መረቡ ይከፈታል እና ምንም ተጨማሪ ጭነት አይኖርም.
የኤሌክትሪክ ቅስት
የኤሌክትሪክ ቅስት በትክክል ቀልጣፋ መቀየሪያ ነው። የኤሌክትሪክ ኃይል. የብረት አሠራሮችን ለመገጣጠም ጥቅም ላይ ይውላል እና እንደ ኃይለኛ የብርሃን ምንጭ ሆኖ ያገለግላል.
መሣሪያው በሚከተለው ላይ የተመሰረተ ነው. ሁለት የካርበን ዘንጎች ይውሰዱ, ገመዶቹን ያገናኙ እና በማቀፊያ መያዣዎች ውስጥ አያይዟቸው. ከዚህ በኋላ, ዘንጎቹ ከአሁኑ ምንጭ ጋር የተገናኙ ናቸው, ይህም ዝቅተኛ ቮልቴጅ ይሰጣል, ግን ለከፍተኛ ጅረት የተነደፈ ነው. ሪዮስታትን ያገናኙ. በከተማው ኔትወርክ ውስጥ የድንጋይ ከሰል ማካተት የተከለከለ ነው, ምክንያቱም ይህ እሳትን ሊያስከትል ይችላል. አንዱን የድንጋይ ከሰል ወደ ሌላው ብትነካው ምን ያህል እንደሚሞቅ ትገነዘባለህ። ይህንን ነበልባል ላለመመልከት ይሻላል, ምክንያቱም ለዓይንዎ ጎጂ ነው. የኤሌክትሪክ ቅስት ብረትን ለማቅለጥ በምድጃዎች ውስጥ እንዲሁም እንደ ስፖትላይትስ ፣ የፊልም ፕሮጀክተሮች ፣ ወዘተ ባሉ ኃይለኛ የብርሃን መሳሪያዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል ።
ሕይወትን መገመት በጣም ከባድ ነው። ዘመናዊ ሰውያለ ኤሌክትሪክ. ከዘመናዊው ሕልውና ዋና እና ጠቃሚ ባህሪያት አንዱ ሆኗል. በእርግጥ በኤሌክትሪክ የሚሰራ ማንኛውም ሰው አሁኑኑ በሽቦዎች ውስጥ ሲያልፍ ሙቀት እንደሚጨምር ያውቃል። ይህ ለምን ይወሰናል?
የአሁኑ ምንድን ነው
የአሁኑ ኤሌክትሮኖች የሚባሉት የታዘዙ የተሞሉ ቅንጣቶች እንቅስቃሴ ነው። እና ጅረት በኮንዳክተር ውስጥ የሚፈስ ከሆነ ፣ ከዚያ የተለያዩ ነገሮች በእሱ ውስጥ መከሰት ይጀምራሉ። አካላዊ ሂደቶችማለትም ኤሌክትሮኖች ከሞለኪውሎች ጋር ይጋጫሉ።
ሞለኪውሎች ገለልተኛ ናቸው ወይም በአሉታዊ ሁኔታ የተሞሉ ቅንጣት ያጡ ናቸው. በግጭት ምክንያት ኤሌክትሮኖች ገለልተኛ ሞለኪውሎች ሊሆኑ ይችላሉ፣ ወይም ኤሌክትሮን ከሌላ ተመሳሳይ ሞለኪውል ተንኳኳ፣ ይህም አዎንታዊ ኃይል ያለው ion ይፈጥራል። በእነዚህ ግጭቶች ወቅት፣ የተሞሉ ቅንጣቶች የእንቅስቃሴ ኃይል ይበላል። ሙቀት የሚሆነው ይህ ጉልበት ነው።
የመቆጣጠሪያው የሙቀት ማሞቂያም በተቃውሞ ሊጎዳ ይችላል. ለምሳሌ, መውሰድ ይችላሉ የተወሰነ አካልእና በመሬት ላይ ይጎትቱ. በዚህ ጉዳይ ላይ ያለው ምድር መቋቋም ነው. ምን ይደርስበት ይሆን? ልክ ነው፣ በሰውነት እና በመሬት መካከል የግጭት ሃይል ይከሰታል፣ እሱም በተራው፣ ሰውነቱን ያሞቀዋል። በዚህ ጉዳይ ላይ አሁን ያለው ባህሪ በትክክል ተመሳሳይ ነው.
ሱስ
እናም, ከላይ የተጠቀሱትን ሁሉ ግምት ውስጥ በማስገባት ሳይንቲስቶች አሁን ባለው ጥንካሬ, የመቋቋም እና የሙቀት መጠን መካከል ያለውን ግንኙነት ለመወሰን ችለዋል. ይህ ጥገኝነት በሁሉም የፊዚክስ ሊቃውንት ዘንድ የሚታወቀው የጁሌ-ሌንስ ህግ ይባላል። እ.ኤ.አ. በ 1832-1833 ሩሲያዊው የፊዚክስ ሊቅ ኤሚሊየስ ሌንዝ የብረታ ብረት ማስተላለፊያዎች ለሙቀት በሚጋለጡበት ጊዜ የእነሱ ንክኪነት በከፍተኛ ሁኔታ ተቀይሯል. ይህ በእውነቱ የሳይንቲስቱን ሥራ አወሳሰበ እና የኤሌክትሪክ ዑደትዎችን ለማስላት አስቸጋሪ አድርጎታል።
በተመሳሳይ ጊዜ, ወጣቱ ሳይንቲስት ምናልባት አሁን ባለው ጥንካሬ እና በተቆጣጣሪው የሙቀት መጠን መካከል አንድ ዓይነት ግንኙነት አለ የሚለውን ሀሳብ አቀረበ. ግን ምን ይደረግ? በዚያን ጊዜ ምንም ትክክለኛ አልነበረም የኤሌክትሪክ መሳሪያዎች, የአሁኑን ጥንካሬ ለመለካት በመፍቀድ, የመቋቋም, የተረጋጋ EMF ምንጭ እንኳ አልነበረም. ይህ ሌንስን አላቆመውም, ሙከራ ለማድረግ ወሰነ.
የሩስያ የፊዚክስ ሊቅ ሙከራዎች
የዚህ ሙከራ ይዘት በጣም ቀላል ነበር፣ ልክ እንደ ሁሉም ብልሃተኛ፣ የትምህርት ቤት ልጅ እንኳን ሊደግመው ይችላል። ሳይንቲስቱ ንድፍ አውጥቷል ልዩ መሣሪያ, ይህም በተቆጣጣሪው የሚፈጠረውን የሙቀት መጠን ለመለካት ያገለግላል. ይህ መሳሪያ ሌንዝ የተጨማለቀ አልኮሆል መፍትሄ ያፈሰሰበት እና ኤሌክትሪክ የሚሰራበት የፕላቲኒየም ሽቦ የተቀመጠበት ተራ ዕቃ ሆኖ ተገኘ።
መሣሪያው ከተፈጠረ በኋላ ሳይንቲስቱ ሙከራዎችን ማድረግ ጀመሩ. በመርከቡ ውስጥ ያለው አልኮል እስከ 10 o ሴ ድረስ ለማሞቅ የሚያስፈልገውን ትክክለኛ ጊዜ ለካ ብዙ ወራት ብቻ ሳይሆን በዚህ ላይ ብዙ አመታት አሳልፈዋል. እና በ 1843, ከ 10 ዓመታት በኋላ, አንድ ህግ ታትሟል, ዋናው ነገር የአንድን መሪ ማሞቅ በአሁኑ ጊዜ ለማሞቂያ ከሚውለው ካሬ ጋር ተመጣጣኝ ነው.
Joule እና Lenz
ግን እዚያ አልነበረም! ከበርካታ አመታት በፊት ታይቷል እንግሊዛዊ የፊዚክስ ሊቅ James Prescott Joule ተመሳሳይ ሙከራዎችን አድርጓል እና አስተያየቶቹን አስቀድሞ አሳትሟል። ምን ማድረግ ነው የሚገባኝ? Lenz ተስፋ አልቆረጠም እና የጁልን ስራ በጥንቃቄ አጥንቶ ምንም እንኳን ተመሳሳይ ሙከራዎችን ቢያደርጉም የሌንዝ ሙከራዎች የበለጠ ትክክለኛ ናቸው ወደሚል መደምደሚያ ላይ ደርሰዋል። ከዚህ ጋር ተያይዞ የሳይንስ ማህበረሰብየ Lenz ማሻሻያዎችን በጁሌ ሥራ ላይ ጨምሯል እና ይህ ህግ የጁሌ-ሌንስ ህግ በመባል ይታወቃል። የሕጉ ሒሳብ አጻጻፍ የሚከተለውን ይመስላል።
Q = I *U*t፣ የት፡
- እኔ - የአሁኑ ጥንካሬ, A;
- ዩ - ቮልቴጅ, ቪ;
- t የአሁኑን ጊዜ በማስተላለፊያው ውስጥ ለማለፍ የሚፈጅበት ጊዜ ነው, s.
ሕጉ ራሱ እንደዚህ ይመስላል-በኤሌክትሪክ ጅረት ውስጥ የሚፈሰው የሙቀት ኃይል መጠን አሁን ካለው ጥንካሬ ፣ ከቮልቴጅ እና ከአሁኑ በኮንዳክተሩ ውስጥ ከሚያልፍበት ጊዜ ጋር እኩል ነው።
የኦም ህግ
ይሁን እንጂ ይህ አባባል ሁልጊዜ እውነት ይሆናል? የኦሆም ህግን በመጠቀም እሱን ለማግኘት መሞከር ይችላሉ። በእሱ በመመዘን, U = I * R, R መቋቋም ያለበት, Ohm.
የኦሆም ህግን ግምት ውስጥ በማስገባት እሴቱን በቀመር Q = I*U*t = I 2 *R*t መተካት ይችላሉ። ከዚህ በመነሳት የሙቀቱ መጠን በቀጥታ በተቆጣጣሪው ተቃውሞ ላይ የተመሰረተ ነው ብለን መደምደም እንችላለን. እንዲሁም ለ Joule-Lenz ህግ ይህ መግለጫ እውነት ይሆናል: I = Q = I * U * t.
ሦስቱም ቀመሮች ትክክል ይሆናሉ፣ ግን Q = I 2 * R * t ለሁሉም ሁኔታዎች እውነት ይሆናል። ሌሎቹ ሁለቱ ደግሞ ትክክል ናቸው, ግን በአንዳንድ ሁኔታዎች.
ዳይሬክተሮች
አሁን ስለ መሪዎቹ. መጀመሪያ ላይ፣ በሙከራዎቻቸው፣ ጁሌ እና ሌንስ ከላይ እንደተጠቀሰው የፕላቲኒየም ሽቦዎችን ተጠቅመዋል። በሁሉም ተመሳሳይ ሙከራዎች ውስጥ የዚያን ጊዜ ሳይንቲስቶች በጣም ርካሽ እና የተረጋጋ ስለነበሩ በዋናነት የብረት መቆጣጠሪያዎችን ይጠቀሙ ነበር. ምንም አያስገርምም, ምክንያቱም እስከ አሁን ድረስ የብረት መቆጣጠሪያዎች ዋና ዋና የመቆጣጠሪያዎች አይነት ናቸው, እና ስለዚህ መጀመሪያ ላይ የጁሌ-ሌንስ ህግ ለእነሱ ብቻ ተፈጻሚነት እንዳለው ይታመን ነበር. ይሁን እንጂ ትንሽ ቆይቶ ይህ ህግ ለብረት መቆጣጠሪያዎች ብቻ ሳይሆን እንደሚሠራ ታወቀ. ለማንኛውም እውነት ነው። ተቆጣጣሪዎቹ እራሳቸው በምደባው መሠረት ሊከፋፈሉ ይችላሉ-
- ብረት (መዳብ, ብረት, ብር, ወዘተ.). በእነሱ ውስጥ ያለው ዋና ሚና የሚጫወተው በአሉታዊነት የተሞሉ ቅንጣቶች (ኤሌክትሮኖች) በመተላለፊያው ውስጥ ነው.
- ፈሳሽ. በእነሱ ውስጥ, ionዎች ለክሶች እንቅስቃሴ ተጠያቂ ናቸው - እነዚህ በጣም ብዙ ወይም በጣም ጥቂት ኤሌክትሮኖች ያሉባቸው አቶሞች ናቸው.
- ጋዝ ያለው። ከመሰሎቻቸው በተለየ, በእንደዚህ አይነት ተቆጣጣሪዎች ውስጥ የአሁኑ ጊዜ የሚወሰነው በሁለቱም ion እና ኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴ ነው.
እና ምንም እንኳን ልዩነቶች ቢኖሩም, በማንኛውም ሁኔታ, የአሁኑ ወይም የመቋቋም አቅም ሲጨምር, የሙቀት መጠኑም ይጨምራል.
ሕጉን በሌሎች የፊዚክስ ሊቃውንት ተግባራዊ ማድረግ
የጁሌ-ሌንስ ህግ ግኝት ትልቅ ተስፋ ነበረው። ከሁሉም በላይ, ይህ ህግ የተለያዩ አይነት የኤሌክትሪክ ማሞቂያ መሳሪያዎችን እና ንጥረ ነገሮችን ለመፍጠር አስችሏል. ለምሳሌ, ሕጉ ከተገኘ ትንሽ ቆይቶ, ሳይንቲስቶች አንዳንድ ንጥረ ነገሮች ሲሞቁ, ማብራት እንደሚጀምሩ አስተውለዋል. የተለያዩ ተቆጣጣሪዎችን በመጠቀም ከእነሱ ጋር መሞከር ፈለጉ እና በ 1874 ሩሲያዊው መሐንዲስ አሌክሳንደር ኒኮላይቪች ሎዲጊን ዘመናዊውን የኢንካንደሰንት መብራት ፈለሰፈ, የፋይሉ ክር ከ tungsten.
የ Joule-Lenz ህግ በኤሌክትሪካል ምህንድስና ውስጥም ይተገበራል - ለምሳሌ, ፊውዝ ሲፈጥሩ. ፊውዝ የኤሌክትሪክ ዑደት የተወሰነ አካል ነው ፣ ዲዛይኑ የተሠራው አንድ ጅረት ከሚፈቀደው እሴት በላይ ሲያልፍ (ለምሳሌ ፣ በአጭር ዑደት) ይሞቃል ፣ ይቀልጣል እና ኃይሉን ይከፍታል ። ወረዳ. ሁሉም ሰው ማለት ይቻላል ያለው ተራ የኤሌክትሪክ ማንቆርቆሪያ ወይም ማይክሮዌቭ ምድጃ እንኳን በዚህ ህግ መሰረት ይሰራል.
ማጠቃለያ
የእነዚህ ሳይንቲስቶች አስተዋፅኦ ለመወሰን በጣም አስቸጋሪ ነው ዘመናዊ ኤሌክትሮኒክስእና የኤሌክትሪክ ምህንድስና, ነገር ግን አንድ ነገር እርግጠኛ ነው - የጁል-ሌንስ ህግ ብቅ ማለት የሰዎችን የኤሌክትሪክ ግንዛቤ ለውጦ እና የኤሌክትሪክ መስክ በአሁኑ ጊዜ በሚሸከም የኦርኬስትራ ውስጥ ምን እንደሆነ የበለጠ የተለየ እውቀት ሰጥቷል.
በነዚህ ታላላቅ የፊዚክስ ሊቃውንት የተገኘው ህግ የሁሉም ሳይንሶች ወሳኝ እርምጃ እንደሆነ ምንም ጥርጥር የለውም፣ እና ለዚህ ግኝት ምስጋና ይግባውና ሌሎች ሳይንቲስቶች ብዙ ወይም ባነሱ ትልልቅ ግኝቶች በኋላ የተሰሩ ናቸው። ሁሉም ሳይንስ ግኝቶች፣ አንዳንድ የተፈቱ እና ያልተፈቱ ችግሮች የቅርብ ጥልፍልፍ ነው። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ የተብራራው ሕግ በተወሰነ መንገድ በብዙ ጥናቶች ላይ ተጽዕኖ ያሳደረ እና በሳይንስ ላይ የማይጠፋ እና የተለየ ምልክት ጥሏል።
ይዘት፡-ታዋቂው ሩሲያዊው የፊዚክስ ሊቅ ሌንዝ እና እንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ ጁሌ፣ የኤሌትሪክ ጅረት የሙቀት ተፅእኖን ለማጥናት ሙከራዎችን በማድረግ ራሳቸውን የጁሌ-ሌንስ ህግን ወስደዋል። ይህ ህግበአንድ መሪ ውስጥ በሚፈጠረው የሙቀት መጠን እና በተወሰነ ጊዜ ውስጥ በዚህ መሪ ውስጥ በሚያልፈው የኤሌክትሪክ ፍሰት መካከል ያለውን ግንኙነት ያንፀባርቃል።
የኤሌክትሪክ ፍሰት ባህሪያት
የኤሌክትሪክ ጅረት በብረት ማስተላለፊያ ውስጥ ሲያልፍ ኤሌክትሮኖች በየጊዜው ከተለያዩ የውጭ ቅንጣቶች ጋር ይጋጫሉ. እነዚህ ኤሌክትሮኖች ያጡ ተራ ገለልተኛ ሞለኪውሎች ወይም ሞለኪውሎች ሊሆኑ ይችላሉ። በመንቀሳቀስ ሂደት ውስጥ ኤሌክትሮን ሌላ ኤሌክትሮኖችን ከገለልተኛ ሞለኪውል መለየት ይችላል. በውጤቱም, የእሱ የእንቅስቃሴ ጉልበትጠፍቷል, እና በሞለኪውል ምትክ, አዎንታዊ ion ይፈጠራል. በሌሎች ሁኔታዎች, ኤሌክትሮን, በተቃራኒው, ከአዎንታዊ ion ጋር በማጣመር ገለልተኛ ሞለኪውል ይፈጥራል.
በኤሌክትሮኖች እና ሞለኪውሎች ግጭት ሂደት ውስጥ ሃይል ይበላል, ከዚያም ወደ ሙቀት ይለወጣል. የአንድ የተወሰነ የኃይል መጠን ወጪ መቋቋምን ማሸነፍ ካለበት ሁሉም እንቅስቃሴዎች ጋር የተቆራኘ ነው። በዚህ ጊዜ የግጭት መቋቋምን ለማሸነፍ የሚወጣው ስራ ወደ ሙቀት ኃይል ይቀየራል.
Joule Lenz የህግ ቀመር እና ፍቺ
በ Lenz's Joule ህግ መሰረት በኮንዳክተሩ ውስጥ የሚያልፍ የኤሌትሪክ ጅረት ከአሁኑ ስኩዌር እና የመቋቋም አቅም ጋር በቀጥታ የሚመጣጠን የሙቀት መጠን እንዲሁም የዚህ ጅረት ፍሰት በኮንዳክተሩ ውስጥ የሚያልፍበት ጊዜ አብሮ ይመጣል።
በቀመር መልክ የጁሌ-ሌንስ ህግ ይገለጻል። በሚከተለው መንገድ: Q = I 2 Rt, Q የተለቀቀውን የሙቀት መጠን ያሳያል, I - , R - የኦርኬስትራ መቋቋም, t - የጊዜ ወቅት. እሴቱ "k" የሥራውን የሙቀት መጠን የሚያመለክት ሲሆን የሙቀቱ መጠን በካሎሪ, በአሁን ጊዜ, በ Ohms ውስጥ መቋቋም እና በሰከንዶች ውስጥ በሚለካበት ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል. የቁጥር እሴትየ k ዋጋ 0.24 ነው, ይህም ከ 1 ampere የአሁኑ ጋር ይዛመዳል, ይህም በ 1 ohm ተቆጣጣሪ መቋቋም, በ 1 ሰከንድ ውስጥ ከ 0.24 kcal ጋር እኩል የሆነ ሙቀት ያስወጣል. ስለዚህ በካሎሪ ውስጥ የሚወጣውን ሙቀት መጠን ለማስላት ቀመር Q = 0.24I 2 Rt ጥቅም ላይ ይውላል.
የሲአይ ኦፍ አሃዶችን ሲጠቀሙ የሙቀቱ መጠን የሚለካው በጁል ውስጥ ነው, ስለዚህ የ "k" ዋጋ ከ Joule-Lenz ህግ ጋር ሲነፃፀር ከ 1 ጋር እኩል ይሆናል, እና ቀመሩ የሚከተለው ይመስላል: Q = I 2 አር. እንደ I = U/R. ይህ የአሁኑ ዋጋ በመሠረታዊ ቀመር ውስጥ ከተተካ, ያገኛል ቀጣይ እይታጥ = (U 2 /R) t.
መሰረታዊ ቀመር Q = I 2 Rt በተከታታይ ግንኙነት ውስጥ የሚወጣውን የሙቀት መጠን ሲሰላ ለመጠቀም በጣም ምቹ ነው. በሁሉም መቆጣጠሪያዎች ውስጥ ያለው የአሁኑ ጥንካሬ ተመሳሳይ ይሆናል. ብዙ መቆጣጠሪያዎች በአንድ ጊዜ በተከታታይ ሲገናኙ እያንዳንዳቸው በጣም ብዙ ሙቀትን ይለቃሉ, ይህም ከመስተላለፊያው መቋቋም ጋር ተመጣጣኝ ይሆናል. ከመዳብ, ከብረት እና ከኒኬል የተሠሩ ሶስት ተመሳሳይ ሽቦዎች በተከታታይ ከተገናኙ, ከዚያም ከፍተኛ መጠንሙቀት በመጨረሻ ይለቀቃል. ይህ የሆነበት ምክንያት የኒኬል ከፍተኛ የመቋቋም ችሎታ እና የዚህ ሽቦ ጠንካራ ማሞቂያ ነው።
በ ትይዩ ግንኙነትተመሳሳይ መቆጣጠሪያዎች, በእያንዳንዳቸው ውስጥ ያለው የኤሌክትሪክ ጅረት ዋጋ የተለየ ይሆናል, እና ጫፎቹ ላይ ያለው ቮልቴጅ ተመሳሳይ ይሆናል. በዚህ ሁኔታ, ቀመር Q = (U 2 / R) t ለስሌቶች የበለጠ ተስማሚ ነው. በኮንዳክተር የሚፈጠረው የሙቀት መጠን ከኮንዳክሽኑ ጋር የተገላቢጦሽ ይሆናል። ስለዚህ የጁሌ-ሌንስ ህግ ጭነቶችን ለማስላት በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል የኤሌክትሪክ መብራት, የተለያዩ ማሞቂያ እና ማሞቂያ መሳሪያዎች, እንዲሁም የኤሌክትሪክ ኃይልን ወደ ሙቀት ከመቀየር ጋር የተያያዙ ሌሎች መሳሪያዎች.
Joule-Lenz ህግ. የኤሌክትሪክ ጅረት ሥራ እና ኃይል
የ Joule-Lenz ህግ የኤሌክትሪክ ፍሰት በእሱ ውስጥ በሚያልፍበት ጊዜ ውስጥ የመቋቋም አቅም ባለው ተቆጣጣሪ ውስጥ የሚወጣውን የሙቀት መጠን ይወስናል።
ጥ = a * I * 2R * t, የት
ጥ - የተለቀቀው የሙቀት መጠን (በጆውልስ ውስጥ)
a - የተመጣጠነ ቅንጅት
I - የአሁኑ ጥንካሬ (በAmperes)
አር - የአመራር መቋቋም (በኦም ውስጥ)
t - የጉዞ ጊዜ (በሴኮንዶች ውስጥ)
የጁሌ-ሌንስ ህግ የኤሌክትሪክ ጅረት በ ተጽዕኖ ስር የሚንቀሳቀስ ቻርጅ እንደሆነ ያብራራል። የኤሌክትሪክ መስክ. በዚህ ሁኔታ, መስኩ ይሠራል, እና የአሁኑ ኃይል እና ጉልበት ይለቀቃል. ይህ ሃይል በማይንቀሳቀስ ብረት ማስተላለፊያ ውስጥ ሲያልፍ የሙቀት ሃይል ይሆናል, ምክንያቱም መሪውን ለማሞቅ ነው.
በልዩነት መልክ፣ የጁሌ-ሌንስ ህግ እንደሚከተለው ተገልጿል የጅምላ እፍጋትበመቆጣጠሪያው ውስጥ ያለው የአሁኑ የሙቀት ኃይል ከተለየ የኤሌክትሪክ ምሰሶ እና የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ካሬ ምርት ጋር እኩል ይሆናል.
የ Joule-Lenz ህግ አተገባበር
ተቀጣጣይ መብራቶች በ 1873 በሩሲያ መሐንዲስ ሎዲጂን ተፈለሰፉ. እንደ ኤሌክትሪክ ማሞቂያ መሳሪያዎች, በብርሃን መብራቶች ውስጥ, የጁሌ-ሌንስ ህግ ተግባራዊ ይሆናል. የማሞቂያ ኤለመንት ይጠቀማሉ, ይህም ከፍተኛ የመቋቋም ችሎታ ያለው መሪ ነው. በዚህ ኤለመንት ምክንያት በአካባቢው የሙቀት መለቀቅን ማግኘት ይቻላል. የሙቀት ማመንጨት እየጨመረ በሚሄድ ተቃውሞ, የመቆጣጠሪያውን ርዝመት በመጨመር ወይም የተለየ ቅይጥ በመምረጥ ይታያል.የ Joule-Lenz ህግ አንዱ የትግበራ መስክ የኃይል ኪሳራዎችን መቀነስ ነው።
የአሁኑ የሙቀት ተጽእኖ ወደ ኃይል ማጣት ይመራል. ኤሌክትሪክን በሚያስተላልፍበት ጊዜ የሚተላለፈው ኃይል በቮልቴጅ እና በወቅታዊው ላይ በቀጥታ የሚመረኮዝ ሲሆን የማሞቂያው ኃይል ደግሞ አሁን ባለው ኳድራቲካል ላይ የተመሰረተ ነው, ስለዚህ ኤሌክትሪክ ከማቅረቡ በፊት የአሁኑን መጠን እየቀነሱ ቮልቴጁን ከጨመሩ የበለጠ ትርፋማ ይሆናል. ነገር ግን የቮልቴጅ መጨመር የኤሌክትሪክ ደህንነት መቀነስ ያስከትላል. የኤሌክትሪክ ደህንነት ደረጃን ለመጨመር በኔትወርኩ ውስጥ ባለው የቮልቴጅ መጨመር መሰረት የጭነት መከላከያው ይጨምራል.
እንዲሁም የጁሌ-ሌንስ ህግ ለወረዳዎች ሽቦዎች ምርጫ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል. ሽቦዎቹ በተሳሳተ መንገድ ከተመረጡ, መሪው, እንዲሁም, በጣም ሞቃት ሊሆን ይችላል. ይህ የሚከሰተው የአሁኑ ከፍተኛውን ሲያልፍ ነው። ትክክለኛ እሴቶችእና በጣም ብዙ ጉልበት ይለቀቃል. በትክክለኛ የሽቦዎች ምርጫ, መከተል ተገቢ ነው የቁጥጥር ሰነዶች.
ምንጮች፡-
በኦም ህግ የተገለፀው በአሁን እና በቮልቴጅ መካከል ቀጥተኛ ተመጣጣኝ ግንኙነት አለ. ይህ ህግ በኤሌክትሪክ ዑደት ውስጥ ባለው ክፍል ውስጥ በአሁኑ, በቮልቴጅ እና በተቃውሞ መካከል ያለውን ግንኙነት ይወስናል.
መመሪያዎች
የአሁኑን እና ቮልቴጅን አስታውስ.
- የኤሌክትሪክ ፍሰት የታዘዘ የተሞሉ ቅንጣቶች (ኤሌክትሮኖች) ፍሰት ነው። ለ የቁጥር መጠንየተጠቀምኩበት መጠን የአሁኑ ጥንካሬ ይባላል.
- የቮልቴጅ U በኤሌክትሪክ ዑደት ውስጥ ባለው ክፍል ጫፍ ላይ ሊኖር የሚችል ልዩነት ነው. ይህ ልዩነት ነው ኤሌክትሮኖች እንዲንቀሳቀሱ, ልክ እንደ ፈሳሽ ፈሳሽ.
የአሁኑ ጥንካሬ የሚለካው በ amperes ነው. በኤሌክትሪክ ዑደት ውስጥ, የአሁኑ ጥንካሬ የሚወሰነው በ ammeter ነው. የቮልቴጅ አሃድ ነው, በቮልቲሜትር በመጠቀም በወረዳው ውስጥ ያለውን ቮልቴጅ መለካት ይችላሉ. በጣም ቀላሉን ይሰብስቡ የኤሌክትሪክ ዑደትከአሁኑ ምንጭ, resistor, ammeter እና voltmeter.
አንድ ወረዳ ሲዘጋ እና ፍሰት በእሱ ውስጥ ሲፈስ, የመሳሪያውን ንባቦች ይመዝግቡ. በተቃውሞው ጫፍ ላይ ያለውን ቮልቴጅ ይለውጡ. የቮልቴጅ መጠን ሲጨምር እና በተቃራኒው የ ammeter ንባብ እንደሚጨምር ያያሉ. ይህ ተሞክሮ በቀጥታ ያሳያል ተመጣጣኝ ጥገኝነትበአሁኑ እና በቮልቴጅ መካከል.
የጁሌ-ሌንዝ ህግ እና አተገባበሩን እንመልከት።
የኤሌክትሪክ ፍሰት በኮንዳክተር ውስጥ ሲያልፍ ይሞቃል። ይህ የሚሆነው በኤሌክትሪክ መስክ ተጽእኖ ስር የሚንቀሳቀሱ በብረታ ብረት ውስጥ እና በኤሌክትሮላይት መፍትሄዎች ውስጥ ያሉ ionዎች ነፃ ኤሌክትሮኖች ከሞለኪውሎች ወይም ከኮንዳክተሮች አቶሞች ጋር በመጋጨታቸው ጉልበታቸውን ወደ እነርሱ ስለሚያስተላልፍ ነው። ስለዚህ, ሥራ በአሁን ጊዜ ሲከናወን ይጨምራል ውስጣዊ ጉልበትመሪ የተወሰነ መጠን ያለው ሙቀት ያስወጣል, ከሥራ ጋር እኩል ነውየአሁኑ, እና ተቆጣጣሪው ይሞቃል: ጥ = አ ወይም ጥ = IUt .
ያንን ግምት ውስጥ በማስገባት U = IR በውጤቱም ቀመር እናገኛለን:
ጥ = I 2 አርት, የት
ጥ
የተለቀቀው የሙቀት መጠን (በጆውልስ ውስጥ)
አይ
- የአሁኑ ጥንካሬ (በ Amperes)
አር
- የኦርኬስትራ መቋቋም (በኦም ውስጥ)
ቲ
- የጉዞ ጊዜ (በሴኮንዶች ውስጥ)
Joule-Lenz ህግ : የአሁኑን ተሸካሚ ዳይሬክተሩ የሚፈጠረው የሙቀት መጠን ከአሁኑ ካሬው ምርት, ከመስተላለፊያው የመቋቋም አቅም እና አሁኑ ጊዜ የሚጓዝበት ጊዜ ጋር እኩል ነው.
የ Joule-Lenz ህግ የት ነው የሚሰራው?
1. ለምሳሌ በ የሚቃጠሉ መብራቶች እና ውስጥ የኤሌክትሪክ ማሞቂያ መሳሪያዎች የ Joule-Lenz ህግ ተግባራዊ ይሆናል. የማሞቂያ ኤለመንት ይጠቀማሉ, ይህም ከፍተኛ የመቋቋም ችሎታ ያለው መሪ ነው. በዚህ ንጥረ ነገር ምክንያት, በተወሰነ ቦታ ላይ የአካባቢያዊ ሙቀት መለቀቅን ማግኘት ይቻላል. የሙቀት ማመንጨት እየጨመረ በሚሄድ ተቃውሞ, የመቆጣጠሪያውን ርዝመት በመጨመር ወይም የተለየ ቅይጥ በመምረጥ ይታያል.
2. የጁሌ-ሌንዝ ህግ ከተተገበሩባቸው ቦታዎች አንዱ ነው የኃይል ኪሳራ መቀነስ . የአሁኑ የሙቀት ተጽእኖ ወደ ኃይል ማጣት ይመራል. ኤሌክትሪክን በሚያስተላልፍበት ጊዜ የሚተላለፈው ኃይል በቮልቴጅ እና በወቅታዊው ላይ በቀጥታ የሚመረኮዝ ሲሆን የማሞቂያው ኃይል ደግሞ አሁን ባለው ኳድራቲካል ላይ የተመሰረተ ነው, ስለዚህ ኤሌክትሪክ ከማቅረቡ በፊት የአሁኑን መጠን እየቀነሱ ቮልቴጁን ከጨመሩ የበለጠ ትርፋማ ይሆናል. ነገር ግን የቮልቴጅ መጨመር የኤሌክትሪክ ደህንነት መቀነስ ያስከትላል. የኤሌክትሪክ ደህንነት ደረጃን ለመጨመር በኔትወርኩ ውስጥ ባለው የቮልቴጅ መጨመር መሰረት የጭነት መከላከያው ይጨምራል.
3. እንዲሁም የጁሌ-ሌንስ ህግ ይነካል ለወረዳዎች ሽቦዎች ምርጫ . ምክንያቱም ሽቦዎቹ በተሳሳተ መንገድ ከተመረጡ ተቆጣጣሪው በጣም ሊሞቅ እና ሊቃጠል ይችላል. ይህ የሚከሰተው የአሁኑ ከፍተኛ ከሚፈቀዱ እሴቶች ሲያልፍ እና በጣም ብዙ ኃይል ሲወጣ ነው።