В результате опытов было установлено, что количество тепла, выделяемого током при прохождении по проводнику, зависит от сопротивления самого проводника, тока и времени его прохождения.
Этот физический закон был впервые установлен в 1841 г. английским физиком Джоулем, а несколько позднее (в 1844 г.) независимо от него русским академиком Эмилем Христианови-чем Ленцем (1804—1865).
Количественные соотношения, имеющие место при нагревании проводника током, называются законом Джоуля — Ленца.
Э. X. Ленц обобщил опыты по электромагнитной индукции, изложив это обобщение в виде «правила Ленца». В своих трудах по теории электрических машин Ленц изучил явление «реакции якоря» в машинах постоянного тока, доказал принцип обратимости электрических машин. Ленц, работая с Якоби, исследовал силу притяжения электромагнитов, установил зависимость магнитного момента от намагничивающей силы.
Ленц был членом Петербургской Академии Наук и ректором Петербургского университета.
Выше было установлено:
Таким образом,
1 дж = 0,24 кал.
Энергия электрического тока определяется по формуле
А = I2rt дж.
Так как энергия тока идет на нагрев, то количество тепла, выделяемое током в проводнике, равно:
Q=0,24I2rt кал.
Эта формула, выражающая закон Джоуля — Ленца, показывает, что количество тепла в калориях, выделяемое током при прохождении по проводнику, равно коэффициенту 0,24, умноженному на квадрат тока в амперах, сопротивление в омах и время в секундах.
Пример 2. Определить, сколько тепла выделит ток в 6 а, проходя по проводнику сопротивлением 2 ом. в течение 3 мин,
Q=0.24 • I2•r•t = 0,24 • 36 • 2 • 180=3110,4 кал. Формулу закона Джоуля — Ленца можно написать так: Q = 0.24•I•I•r•t,
а так как I•r=U, то можно написать:
Q=0.24 • I•U•t кал.
Пример 3. Электрическая плитка включена в сеть напряжением 120 в. Ток, протекающий по спирали плитки, 5 а. Требуется определить, сколько тепла выделит ток за 2 часа,
Q=0.24 • I•U•t=0,24• 5• 120• 7200=1036800 кал=1036,8 ккал.
47. Закон Джоуля — Ленца
