Закон Джоуля-Ленца

Опубликовано 09.04.2010 Ведущий Валерий Харыбин

При прохождении электрического тока через металлический проводник электроны сталкиваются то с нейтральными молекулами, то с молекулами, потерявшими электроны. Движущийся электрон либо отщепляет от нейтральной молекулы новый электрон, теряя свою кинетическую энергию и образуя новый положительный ион, либо соединяется с молекулой, потерявшей электрон (с положительным ионом), образуя нейтральную молекулу. При столкновении электронов с молекулами расходуется энергия, которая превращается в тепло. Любое движение, при котором преодолевается сопротивление, требует затраты определенной энергии. Так, например, для перемещения какого-либо тела преодолевается сопротивление трения и работа, затраченная на это, превращается в тепло. Электрическое сопротивление проводника играет ту же роль, что и сопротивление трения. Таким образом, для проведения тока через проводник источник тока затрачивает некоторую энергию, которая превращается в тепло. Переход электрической энергии в тепловую отражает закон Ленца - Джоуля или закон теплового действия тока.
Русский ученый Ленц и английский физик Джоуль одновременно и независимо один от другого установили, что при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое проводником, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекал по проводнику. Это положение называется законом Ленца - Джоуля.
Например, нам нужно определить количество теплоты, выделенное в нагревательном приборе в течение получаса, если он включен в сеть с напряжением 110 вольт и имеет сопротивление 24 ома. Время прохождения электрического тока в секундах, равно 1800 секунд.
Теперь посчитаем количество теплоты, выделенное в приборе. Напряжение в квадрате, деленное на сопротивление и умноженное на время, из этого получим количество тепла равного 907 500 Джоулей.