डी जूल के नियम का उदाहरण

जब एक विद्युत प्रवाह परिचालित होता है, तो ऊर्जा का कुछ भाग कार्य में परिवर्तित हो जाता है, और इसका कुछ भाग ऊष्मा में परिवर्तित हो जाता है। यह ऊष्मा उत्पन्न होती है क्योंकि जब विद्युत धारा परिपथ से होकर गुजरती है, तो उसे कंडक्टर द्वारा पेश किए गए प्रतिरोध को पार करना होगा। प्रतिरोध को दूर करने के लिए प्रयुक्त यह ऊर्जा ऊष्मा के रूप में निकलती है।

इस घटना को अंग्रेजी वैज्ञानिक जेम्स प्रेस्कॉट जूल ने देखा था, जिन्होंने उस समय के बीच मौजूद संबंधों को भी देखा था वर्तमान, साथ ही उस धारा की तीव्रता, गर्मी के साथ या उत्पन्न कार्य के साथ, और वर्तमान और गर्मी को मापने के विभिन्न तरीकों का इस्तेमाल किया उत्पन्न। जूल के नियम का कथन इस प्रकार है:

किसी चालक में विद्युत धारा के प्रवाहित होने से उत्पन्न ऊष्मा प्रतिरोध, धारा के वर्ग और इससे जुड़े समय के समानुपाती होती है।

एम्प्स में मापा गया करंट, कंडक्टरों से होकर गुजरता है; एक कंडक्टर के पास वर्तमान के पारित होने के लिए जितना अधिक प्रतिरोध होगा, इलेक्ट्रॉनों के लिए कंडक्टर के माध्यम से स्थानांतरित करना उतना ही कठिन होगा। इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को स्थानांतरित करने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा गर्मी के रूप में समाप्त हो जाती है।

जूल के प्रेक्षणों को निम्नलिखित सूत्र में संश्लेषित किया गया है:

जे = मैं²* आर * टी
J = यह उत्पादित ऊष्मा का माप है, जिसे जूल में मापा जाता है। एक जूल 0.24 कैलोरी के बराबर होता है।
मैं = यह करंट है। इसे एम्पीयर में मापा जाता है।
आर = कंडक्टर या लोड का प्रतिरोध, ओम (डब्ल्यू) में मापा जाता है
t = यह वह समय होता है जब करंट कंडक्टर के माध्यम से घूमता है, या वह समय भी जब सर्किट जुड़ा रहता है। इसे सेकंड में मापा जाता है।

इस सूत्र से, हम किसी भी अन्य मात्रा की गणना कर सकते हैं:

मैं = (जे) / (आर * टी)
आर = (जे) / (आई²* टी)
टी = (जे) / (मैं²* आर)

जूल के नियम के उदाहरण

उदाहरण 1. 150 W के प्रतिरोध पर 2A की धारा द्वारा 7 सेकंड के लिए उत्पन्न ऊष्मा की गणना करें।

जे =?
मैं = 2 ए
आर = 150 डब्ल्यू
टी = 7 एस
जे = मैं²* आर * टी
जे = (2²) (१५०) (७) = (४) (१५०) (७) = ४२०० जे

4200 जूल ऊष्मा उत्पन्न होती है।

उदाहरण 2. एक सर्किट के माध्यम से परिचालित होने वाली धारा की गणना करें, यदि हम जानते हैं कि 150 डब्ल्यू, 1500 जे के प्रतिरोध पर।

जे = 1500 जे
मैं =?
आर = 80 डब्ल्यू
टी = 3 एस
मैं = (जे) / (आर * टी)
मैं = (1500) / (80 * 3) = √ (1500) / (240) = 6.25 = 2.5 ए

सर्किट करंट 2.5 एम्पीयर है।

उदाहरण 3. कंडक्टर के प्रतिरोध की गणना करें, यदि हम जानते हैं कि वर्तमान 1.25 ए है, तो समय 4.5 सेकंड है और उत्पन्न गर्मी 1458 जे है।

जे = 1458 जे
मैं = १.२ ए
आर =?
टी = 4.5 एस
आर = (जे) / (आई²* टी)
आर = (1458) / (1.2 .)²) (४.५) = (१४५८) / (१.४४) (४.५) = (१४५८) / (६.४८) = २२५ डब्ल्यू

चालक का प्रतिरोध 225 ओम है।

उदाहरण 4. गणना करें कि एक सर्किट कितनी देर तक जुड़ा है, यदि करंट 500 mA है, तो कंडक्टर का प्रतिरोध 125 W है और उत्पादित गर्मी 31.25 J है।

जे = 31.25 जे
मैं = ५०० एमए = ०.५ ए
आर = 125 डब्ल्यू
टी =?
टी = (जे) / (मैं²* आर)
टी = (31.25) / (0.5 .)²) (१२५) = (३१.२५) / (०.२५) (१२५) = (३१.२५) / (३१.२५) = १ एस

सर्किट 1 सेकंड के लिए जुड़ा हुआ है।