줄의 법칙 예

전류가 흐르면 에너지의 일부는 일로 변환되고 일부는 열로 변환됩니다. 이 열은 전류가 회로를 통과할 때 도체가 제공하는 저항을 극복해야 하기 때문에 발생합니다. 저항을 극복하기 위해 적용된 이 에너지는 열의 형태로 방출됩니다.

이 현상은 영국 과학자 James Prescott Joule에 의해 관찰되었으며, 그는 또한 시간 사이에 존재하는 관계를 관찰했습니다. 전류와 전류의 강도, 열 또는 생성된 일에 따라 전류와 열을 측정하는 다양한 방법을 사용했습니다. 생성. 줄의 법칙에 대한 설명은 다음과 같습니다.

전류가 흐를 때 도체에서 생성되는 열은 저항, 전류의 제곱 및 연결된 시간에 정비례합니다.

암페어로 측정된 전류는 도체를 통과합니다. 도체가 전류의 통과에 대한 저항이 클수록 전자가 도체를 통해 이동하기가 더 어려워집니다. 전자의 흐름을 이동하는 데 사용되는 에너지는 열로 소산됩니다.

Joule의 관찰은 다음 공식으로 합성됩니다.

J = 나²* R * t
J = 줄 단위로 측정되는 생성된 열의 측정값입니다. 1줄은 0.24칼로리입니다.
나 = 현재입니다. 암페어 단위로 측정됩니다.
R = 옴(W) 단위로 측정된 도체 또는 부하의 저항
t = 전류가 도체를 통해 순환하는 시간 또는 회로가 연결된 상태를 유지하는 시간입니다. 초 단위로 측정됩니다.

이 공식에서 다른 수량을 계산할 수 있습니다.

나는 = √ (J) / (R * t)
R = (J) / (나는²* NS)
t = (J) / (나는²* NS)

줄의 법칙의 예

실시예 1. 7초 동안 150W의 저항에서 2A의 전류가 생성하는 열을 계산하십시오.

제 =?
나는 = 2A
R = 150W
t = 7초
J = 나²* R * t
J = (2²) (150) (7) = (4) (150) (7) = 4200J

4200줄의 열이 생성됩니다.

실시예 2. 저항이 150W, 1500J 이상인 경우 회로를 통해 흐르는 전류를 계산하십시오.

J = 1500J
나는 =?
R = 80W
t = 3초
나는 = √ (J) / (R * t)
나는 = √ (1500) / (80 * 3) = √ (1500) / (240) = √6.25 = 2.5A

회로 전류는 2.5A입니다.

실시예 3. 전류가 1.25A이고 시간이 4.5초이고 생성된 열이 1458J라는 것을 안다면 도체의 저항을 계산하십시오.

J = 1458J
나는 = 1.2A
R =?
t = 4.5초
R = (J) / (나는²* NS)
R = (1458) / (1.2²) (4.5) = (1458) / (1.44) (4.5) = (1458) / (6.48) = 225W

도체의 저항은 225옴입니다.

실시예 4. 회로가 연결된 시간을 계산하십시오. 전류가 500mA이고 도체의 저항은 125W이고 생성된 열은 31.25J입니다.

J = 31.25J
나는 = 500mA = 0.5A
R = 125W
티 =?
t = (J) / (나는²* NS)
t = (31.25) / (0.5²) (125) = (31.25) / (0.25) (125) = (31.25) / (31.25) = 1초

회로는 1초 동안 연결됩니다.