34
От шести клас знаете, че при протичане на електричен ток
електричната енергия се преобразува в топлинна енергия
(котлон, лампа), в светлинна енергия (лампа) или в механична
енергия (електромотор). Дайте още примери.
В този урок ще изучим по-подробно топлинното действие на
електричния ток.
Коя е единицата за енергия?
Единицата за енергия се нарича
джаул
в чест на английския
физик Джеймс Джаул. Означава се с главната буква J. В
джаули се измерва електроенергията, топлинната енергия
и всички други видове енергия. Топлинната енергия, която
едно тяло поглъща или отдава при топлообмен с други тела,
се нарича
количество топлина
. Количеството топлина се
бележи с буквата
Q
(чете се „ку“). Например за повишаване
на температурата на 1 g вода с 1 °C е необходимо количество
топлина
Q
= 4,2 J. В практиката често се използват кратните
единици за енергия
килоджаул
(kJ) и
мегаджаул
(MJ).
Електрична енергия.
Закон на Джаул – Ленц
Ще научите, че:
●
единицата за енергия се нарича
джаул (J);
●
количеството топлина, отделено
в проводник, по който тече ток, се
определя от закона на
Джаул – Ленц:
Q =
I
2
Rt.
1 килоджаул = 1000 джаула
1 kJ = 1000 J = 10
3
J
1 мегаджаул = 1 000 000 джаула
1 MJ = 1000 kJ = 10
6
J
Две години по-късно до същия резултат достига самостоятелно
руският физик Емил Ленц. Затова тази зависимост се нарича
закон на Джаул – Ленц
:
Джеймс Джаул
(1818 – 1889)
Емил Ленц
(1804 – 1865)
13
количеството топлина
Q
, отделено в проводник,
по който тече ток
I
, е равно на произведението от
квадрата на тока, съпротивлението
R
на проводника
и времето
t
за протичане на тока.
Q
=
I
2
Rt.
закон на Джаул – Ленц
Закон на Джаул – Ленц
Когато включим котлона, той бързо се нагрява. Това показва, че
в нагревателя на котлона се отделя голямо количество топлина.
Съединителните проводници, които свързват нагревателя с
електрическата мрежа, обаче почти не се нагряват. От какво
зависи количеството топлина, което се отделя в проводник,
по който тече ток? Джеймс Джаул пръв дава отговор на този
въпрос през 1840 г. Той доказва опитно, че