2-8. Преобразование электрической энергии в тепловую
При прохождении тока в проводнике с сопротивлением
происходит столкновение электрически заряженных частиц с ионами и молекулами вещества. При этом кинетическая энергия движущихся частиц передается ионам и молекулам, что и приводит к нагреванию проводника.
Э.Х. Ленц (1804-1865).
Скорость рассмотренного преобразования электрической энергии в тепловую характеризуется мощностью
имея в виду, что
получаем:
Количество электрической энергии, переходящей в тепловую за время t,
Так как в системе СИ единицей энергии и единицей количества тепла является джоуль, то выделенное током в сопротивлении
тепло
Полученная зависимость была установлена опытным путем в 1844 г. русским академиком Э. X. Ленцем и одновременно английским ученым Джоулем и называется законом Джоуля — Ленца: количество тепла, выделенное током в проводнике, пропорционально квадрату силы тока сопротивлению проводника и времени прохождения тока.
Преобразование электрической энергии в тепловую в электрических печах и различных нагревательных приборах имеет полезное применение. В электрических машинах и аппаратах преобразование электрической энергии в тепловую является непроизводительным расходом энергии т. е. потерями энергии, снижающими их к. п. д. Тепло, вызывая нагрев этих устройств, ограничивает их нагрузку; при перегрузке повышение температуры может вызвать повреждение изоляции или сокрщцение срока службы установки.
Пример 2-7. Определить количество тепла, выделенного в приборе в течение 1 ч при сопротивлении прибора
Ом и напряжении на его зажимах U = 220 В.
Решение.
Количество тепла, выделенного в приборе,