к экзамену по электричеству / III постоянный электрический ток / Пройдено / 3) Закон Джоуля-Ленца
.docxЗакон Джоуля –Ленца
Закон Джоуля – Ленца: физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока,
закону Ома.
Интегральная форма:
Количество теплоты , выделяемое током в единицу времени в каком-либо участке цепи, может быть определено следующим образом. Если сила тока в проводнике равна , то за элемент времени через каждое сечение проводника протекает единиц электричества. (сколько электричества проникает через начальное сечение, столько же на выходе). Совершаемая при этом переносе работа электрических сил равна: , вся работа будет выглядеть в виде тепла: , откуда . Воспользовавшись законом Ома, получим
Дифференциальная форма. Над электроном, движущимся со скоростью в однородном силовом поле, ежесекундно совершается работа . При суммировании по всем электронам члены дают нуль. Остается только регулярная работа, связанная с дрейфовым движением электронов. Эта работа, совершаемая над электронами единицы объема металла, равна . В металлах она идет на приращение внутренней (тепловой) энергии, поскольку прохождение электрического тока не сопровождается изменениями внутренней структуры металла. Таким образом, мощность тепла, выделяемого током в единице объема проводника, дается выражениями:
(1)
ИЛИ
(2) – Закон Джоуля – Ленца в (диф. форме)
-
в локальной (дифференциальной) форме: мощность тепла в единице объема пропорциональна квадрату плотности электрического тока и обратно пропорциональна проводимости среды.