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焦耳定律

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焦耳定律概念

焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。

1841年,英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q(称为焦耳热)与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比,这个规律叫焦耳定律。

焦耳定律内容:电流通过导体所产生的热量和导体的电阻成正比,和通过导体的电流的平方成正比,和通电时间成正比。

物理学家焦耳

焦耳定律是一个实验定律,它可以对任何导体来适用,范围很广,所有的电路都能使用。遇到电流热效应的问题时,例如要计算电流通过某一电路时放出热量;比较某段电路或导体放出热量的多少,即从电流热效应角度考虑对电路的要求时,都可以使用焦耳定律。

焦耳定律公式

对应的物理公式:

焦耳定律

其中Q指热量,单位是焦耳(J),I指电流,单位是安培(A),R指电阻,单位是欧姆(Ω),t指时间,单位是秒(s),以上单位全部用的是国际单位制中的单位。

纯电阻电路中,推导公式有:

焦耳定律

需要注明的是,焦耳定律公式推导式W=UIt只适用于纯电阻电路,即只有在像电热器这样的电路中才可用。

焦耳定律的使用

电流通过导体时会产生热量,这叫做电流的热效应,而电热器是利用电流的热效应来加热的设备,电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见电热器。

电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大,熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成。

焦耳定律的使用

焦耳定律在串联电路中的运用: 在串联电路中,电流是相等的,则电阻越大时,产生的热越多。

焦耳定律在并联电路中的运用: 在并联电路中,电压是相等的,通过变形公式,W=Q=PT=U²t/R,当U一定时,R越大则Q越小。

参考文献

欧姆定律http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/474634.html

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