ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Для нахождения полного сопротивления разветвленного участка цепи воспользуемся равенством (4.3).I = I 1 + I 2 = (U / R 1) + (U / R 2)= U [(1/ R 1) + (1/ R 2)]. Если обозначить через R полное сопротивление разветвленного участка цепи, то по закону Ома I = U / R. Сравнивая две последние формулы, находим 1/ R = (1/ R 1) + (1/ R 2). Если параллельно соединены не два, а три, четыре и, вообще, n проводников, то подобным же образом можно получить соотношение 1/ R = (1/ R 1) + (1/ R 2) +….+ (1/ Rn) (4.5) или G = G 1 + G 2 +….+ Gn. (4.5а) При параллельном соединении проводников их электрические проводимости складываются.
5. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Рассмотрим однородный проводник, к которому приложено напряжение U. За время dt через сечение проводника переносится заряд Q = I dt. Так как ток представляет собой перемещение заряда Q под действием электрического поля, то работа тока равна dA = U dQ = IU dt. (5.1) Если сопротивление проводника R, то используя закон Ома (3.1), получим dA = I 2 R dt = U 2 dt / R. (5.2) Из (5.1) и (5.2) следует, что мощность тока P = dA/dt = UI = I 2 R = U 2 / R. (5.3)
Если сила тока выражается в амперах, напряжение в вольтах, сопротивление - в омах, то работа тока выражается в джоулях, а мощность – в ваттах. На практике применяются также внесистемные единицы работы тока: ватт-час (Вт.ч) и киловатт-час (кВт.ч), 1 Вт.ч - это работа тока мощностью в 1 Вт в течение 1 часа: 1 Вт.ч = 3600 Вт.с = 3,6.103 Дж; 1 кВт.ч = 103 Вт.ч =3,6.106Дж. Если ток проходит по неподвижному металлическому проводнику, то вся работа тока идет на его нагревание и по закону сохранения энергии, dQ = dA. (5.4) Таким образом, используя формулы (5.2) – (5.4), получим dQ = IU dt = I 2 R dt = U 2 dt / R. (5.5) Выражения (5.5) представляют собой закон Джоуля – Ленца, экспериментально установленный независимо друг от друга Дж.Джоулем и Э.Х.Ленцем. Выделим в проводнике элементарный цилиндрический объем dV = dS dl, сопротивление которого R = r dl / dS. По закону Джоуля – Ленца, за время dt в этом объеме выделится теплота dQ = I 2 R dt = r dl (j dS) 2 dt/dS = rj 2dV dt Количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в единице объема, называется удельной тепловой мощностью тока. Она равна w = r j 2. Используя дифференциальную форму закона Ома (j=gE) и соотношение r=1/g, получим w = j E = g E 2. (5.6) Формула (5.6) является обобщенным выражением закона Джоуля – Ленца в дифференциальной форме, пригодным для любого проводника, для постоянного и переменного тока.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|