Закон Джоуля — Ленца (Лекция 16)

1.

Закон Джоуля — Ленца
При протекании тока проводник
нагревается. Пусть за время t в нем
выделяется количество тепла Q.
Величину, равную теплоте,
выделившейся в единицу времени,
называют тепловой мощностью тока:
Q
P=
t
1

2.

Закон Джоуля — Ленца:
количество теплоты,
выделяемой в цепи:
Q = I Rt
тепловая
мощность тока:
P=I R
2
2
Используя закон Ома, можно записать:
2
U
P = I R = UI =
R
2

3.

Если сила тока изменяется
со временем, то
t2
Q = RI ( t )dt
2
t1
3

4.

Удельная тепловая мощность Pуд
определяет количество теплоты,
которое выделяется в единице
объема проводника за единицу
времени:
Q
P
Pуд =
=
t V V
Вт
Pуд = 3
м
4

5.

Закон Джоуля — Ленца в локальной форме
Для малого объема
2
dP (dI ) dR
Pуд =
=
dV
dV
( j dS ) ( d ) dS
Pуд =
dS d
2
После сокращений
Pуд = j
2
5

6.

Учитывая, что j =
Pуд =
1
2
E ;
1
E , запишем
Pуд = E
2
Удельная тепловая мощность пропорциональна квадрату плотности
тока и удельному сопротивлению
среды в данной точке.
6

7.

На основе закона Джоуля-Ленца
можно получить закон Ома.
, r
I
R
Источник тока характеризуется эдс
и внутренним сопротивлением r.
7

8.

На каждом участке цепи над
зарядами совершается работа.
Если участок однородный – это
работа кулоновских сил.
2
2
1
1
A = F d = q E d
8

9.

Если участок неоднородный – это
работа и кулоновских, и
сторонних сил.
2
2
1
1
A+ A = F d + F d =
= q E d + E d
1
1
2
2
9

10.

Для замкнутой цепи согласно
теореме о циркуляции работа
кулоновских сил равна нулю.