Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Закон Джоуля – Ленца. Работа и мощность тока.
Проводник нагревается, если по нему протекает электрический ток. Джоуль и Ленц установили, что количество выделившегося тепла Q = I Rt, (12-26) где I - ток, R - сопротивление, t - время протекания тока. Легко доказать, что Q = I Rt = UIt = U 2 t/R = qU, (12-27) где q = It - электрический заряд. Если ток изменяется со временем (т. е. в случае непостоянного тока), то Q = = ,(12-28) где i - мгновенное значение тока. Нагревание проводника происходит за счет работы, совершаемой силами электрического поля над носителями заряда. Эта работа A=qU=UIt=I Rt = U t / R. (12-29) Работа А, энергия W, количество тепла Q в СИ измеряются в Дж. Так как мощность характеризует работу, совершаемую в единицу времени, т.е. Р = , то P=UI=I R=U /R. (12-30) Мощность в СИ измеряется в ваттах: 1 Вт = 1 Дж / 1 с; откуда 1 Дж = 1 Втс; 3600 Дж = 1Вт час, 3,6 •10 Дж = 1 кВт час. Формулы (12-29) и (12-30) позволяют рассчитать полезную работу и полезную мощность. Затраченная работа и мощность определяется по формулам A = q = It = I (R + r)t = t. (12-31) P = = I = I (R + r) = . (12-32) Отношение полезной работы (мощности) к затраченной характеризует КПД источника = = = . (12-33) Из (12-33) следует, что при R®0,h®0; R®¥,h®1. Но при R ток I 0 и поэтому А О и Р 0. Определим величину R, при котором выделится максимальная мощность. Легко показать, что это наступает при R = r, тогда PMAКС=I R = = , (12-34) КПД в этом случае будет 50%. Согласно закону Джоуля - Ленца в элементарном цилиндрическом объеме dV с площадью поперечного сечения dS и длиной dl за время dt выделится тепло dQ = I Rdt = (jdS) = j dldSdt = j dVdt. Разделив на dV и dt, найдем количество тепла, выделяющееся в единицу времени в единице объема Q = = j . (12-35) здесь Q -называется удельной тепловой мощностью тока, которая в СИ измеряется в Вт/м3. С учетом (12-16) из (12-3) следует, что Q = j = . (12-36) Формулы (12-35) и (12-36) выражают закон Джоуля - Ленца в дифференциальной форме. Правила Кирхгофа В основе расчета электрических цепей лежат два правила Кирхгофа: Первое правило: Алгебрическая сумма токов, сходящихся в узле равна нулю, т.е. . (12-37) Току, текущему к узлу, приписывается один знак ("+" или "-"), а току, текущему от узла, - другой знак; таким образом, для направлений токов в узле электрической схемы, представленном на рис.12. 6, имеем . Второе правило: В любом замкнутом контуре алгебраическая сумма напряжений на всех участках этого контура равна алгебраической сумме ЭДС, встречающихся в этом контуре, т.е.
(12-38) При этом также следует придерживаться правила знаков: токи, текущие вдоль выбранного направления обхода контура считаются положительными, а идущие против направления обхода - отрицательными. Соответственно положительными считаются ЭДС тех источников, которые вызывают ток, совпадающий по направлению с обходом контура (рис.12.7), где обозначает направление обхода контура.
Применим правила Кирхгофа для расчета электрической цепи, представленной на рис.12.7. Для этого нужно записать (m-1) уравнений для основании первого правила Кирхгофа и еще одно уравнение для единственного здесь замкнутого контура, используя второе правило Кирхгофа и принимая во внимание направления ЭДС, токов в ветвях и обхода контура:
I I I . Лекция №13 Электрический ток в различных средах. Классическая теория электропроводности металлов. Термоэлектронная эмиссия. Электрический ток в вакууме. Электрический ток в газах. Виды газового разряда.
|
|||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-16; просмотров: 632; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.118.140.108 (0.009 с.) |