ДЖОУЛЕВО ТЕПЛО — это… Что такое ДЖОУЛЕВО ТЕПЛО?
- ДЖОУЛЕВО ТЕПЛО
- ДЖОУЛЕВО ТЕПЛО
тепло, выделяемое электр. током в проводнике. По закону Джоуля оно пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени действия. При прохождении тока в 1 а по проводнику сопротивлением в 1 ом в течение каждой секунды выделяется 0,24 кал тепла. При неизменной величине тока нагрев проводников зависит от площади поперечного сечения последних: чем меньше сечение, тем больше будет нагреваться проводник; в нек-рых случаях нагревание м. б. столь значительным, что проводник накалится и может расплавиться. За исключением электр. ламп, нагревательных и электросварочных приборов и предохранителей, где Д. т. используется для практических целей, оно представляет собой потерю энергии.
Технический железнодорожный словарь. — М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство. Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941.
.
- ДЕФОРМОМЕТР
- ДЖОУЛЬ
Смотреть что такое «ДЖОУЛЕВО ТЕПЛО» в других словарях:
джоулево тепло — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN Joule energy … Справочник технического переводчика
джоулево тепло — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
тепло Джоуля — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В — ГАЗАХ прохождение электрич. тока через ионизованные газы, возникновение и поддержание ионизованного состояния под действием электрич. поля. Термин разряд возник от обозначения процесса разрядки конденсатора через цепь, включающую в себя газовый… … Физическая энциклопедия
Džaulio šiluma — statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joule heat — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joulean heat — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joulesche Wärme — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
chaleur Joule — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
chaleur de Joule
Джоулево тепло Википедия
Закон Джо́уля — Ле́нца — физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Установлен в 1841 году Джеймсом Джоулем и независимо от него в 1842 году Эмилием Ленцем[1].
Определения
В словесной формулировке звучит следующим образом[2]:
Мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании постоянного электрического тока, равна произведению плотности электрического тока на величину напряженности электрического поля.
Математически может быть выражен в следующей форме:
- w = j → ⋅ E → = σ E 2 , {\displaystyle w={\vec {j}}\cdot {\vec {E}}=\sigma E^{2},}
где w {\displaystyle w} — мощность выделения тепла в единице объёма, j → {\displaystyle {\vec {j}}} — плотность электрического тока, E → {\displaystyle {\vec {E}}} — напряжённость электрического поля, σ — проводимость среды, а точкой обозначено скалярное произведение.
Закон также может быть сформулирован в интегральной форме для случая протекания токов в тонких проводах[3]:
Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивления участка.
В интегральной форме этот закон имеет вид
- d Q = I 2 R d t , {\displaystyle dQ=I^{2}Rdt,}
- Q = ∫ t 1 t 2 I 2 R d t , {\displaystyle Q=\int \limits _{t_{1}}^{t_{2}}I^{2}Rdt,}
где d Q {\displaystyle dQ} — количество теплоты, выделяемое за промежуток времени d t {\displaystyle dt} , I {\displaystyle I} — сила тока, R {\displaystyle R} — сопротивление, Q {\displaystyle Q} — полное количество теплоты, выделенное за промежуток времени от t 1 {\displaystyle t_{1}} до t 2 {\displaystyle t_{2}} . В случае постоянных силы тока и сопротивления:
- Q = I 2 R t . {\displaystyle Q=I^{2}Rt.}
Применяя закон Ома, можно получить следующие эквивалентные формулы:
- Q = U 2 t / R = I U t . {\displaystyle Q=U^{2}t/R\ =IUt.}
Практическое значение
Снижение потерь энергии
При передаче электроэнергии тепловое действие тока в проводах является нежелательным, поскольку ведёт к потерям энергии. Подводящие провода и нагрузка соединены последовательно, значит ток в сети I {\displaystyle I} на проводах и нагрузке одинаков. Мощность нагрузки и сопротивление проводов не должны зависеть от выбора напряжения источника. Выделяемая на проводах и на нагрузке мощность определяется следующими формулами
- Q w = R w ⋅ I 2 , {\displaystyle Q_{w}=R_{w}\cdot I^{2},}
- Q c = U c ⋅ I . {\displaystyle Q_{c}=U_{c}\cdot I.}
Откуда следует, что Q w = R w ⋅ Q c 2 / U c 2 {\displaystyle Q_{w}=R_{w}\cdot Q_{c}^{2}/U_{c}^{2}} . Так как в каждом конкретном случае мощность нагрузки и сопротивление проводов остаются неизменными и выражение R w ⋅ Q c 2 {\displaystyle R_{w}\cdot Q_{c}^{2}} является константой, то тепло выделяемое на проводе обратно пропорционально квадрату напряжения на потребителе. Повышая напряжение мы снижаем тепловые потери в проводах. Это, однако, снижает электробезопасность линий электропередачи.
Выбор проводов для цепей
Тепло, выделяемое проводником с током, в той или иной степени выделяется в окружающую среду. В случае, если сила тока в выбранном проводнике превысит некоторое предельно допустимое значение, возможен столь сильный нагрев, что проводник может спровоцировать возгорание находящихся рядом с ним объектов или расплавиться сам. Как правило, при выборе проводов, предназначенных для сборки электрических цепей, достаточно следовать принятым нормативным документам, которые регламентируют выбор сечения проводников.
Электронагревательные приборы
Если сила тока одна и та же на всём протяжении электрической цепи, то в любом выбранном участке будет выделять тепла тем больше, чем выше сопротивление данного участка.
За счёт сознательного увеличения сопротивления участка цепи можно добиться локализованного выделения тепла в этом участке. По этому принципу работают электронагревательные приборы. В них используется нагревательный элемент — проводник с высоким сопротивлением. Повышение сопротивления достигается (совместно или по отдельности) выбором сплава с высоким удельным сопротивлением (например, нихром, константан), увеличением длины проводника и уменьшением его поперечного сечения. Подводящие провода имеют обычное низкое сопротивление и поэтому их нагрев, как правило, незаметен.
Плавкие предохранители
Для защиты электрических цепей от протекания чрезмерно больших токов используется отрезок проводника со специальными характеристиками. Это проводник относительно малого сечения и из такого сплава, что при допустимых токах нагрев проводника не перегревает его, а при чрезмерно больших перегрев проводника столь значителен, что проводник расплавляется и размыкает цепь.
См. также
Примечания
Закон Джоуля-Ленца — часто используемый физический закон при расчетах потерь тепла в доме или при создании таких электроприборов как ламп. Более подробная информация о том, что это такое, какую имеет формулировку, в чем измеряется количественная величина теплового действия электротока, какой формулой выражается закон джоуля ленца далее.
Что это за закон
Закон джоуля ленца определение гласит, что это физический норматив, который определяет количественный вид меры теплового действия электротока. В девятнадцатом столетии, вне зависимости друг от друга Джоуль с российским ученым Ленцем стали изучать, как нагреваются проводники в момент прохождения электротока и нашли некую закономерность. Они узнали, что в момент прохождения электротока по проводниковому элементу получается тепло, которое равно силе тока, времени и проводниковому сопротивлению.
Обратите внимание! Это закономерность была названа законом в честь двух ученых. Стоит указать, что эта закономерность активно используется с момента открытия и по сегодняшний день и помогает решить многие вопросы, связанные с электрикой.
История появления формулировки закона ученыхФормулировка
Закон джоуля ленца формулировка словесно выглядит следующим образом: мощность тепла, которая выделяется в проводниковом элементе в момент протекания в нем электротока имеет пропорциональную зависимость умножения плотности электрополя на напряженность.
Его по-другому можно сформулировать так: энергия, протекая по проводнику, перемещает электрозаряд в электрополе. Так, электрополе совершает работу. Работа производится благодаря проводниковому нагреванию. Энергия превращается в тепло.
Однако, из-за чрезмерного проводникового нагрева при помощи тока и электрооборудования, может повредиться проводка и сами аппараты. Сильное перегревание опасно, когда есть короткое замыкание в проводах. Из-за этого проводники могут иметь большое токовое значение.
Что касается интегральной формы тонких проводников правило или уравнение Джоуля — Ленца звучит так: то тепло, которое выделяется за время в конкретном участке электроцепи, определяется квадратным произведением токовой силы на сопротивление участка.
Обратите внимание! Закон Джоуля-Ленца обладает достаточно общим характером, потому что не имеет зависимости от природы, силу которой генерирует электроток.
Из практики можно утверждать, что он справедлив, как для электролитов, так проводников и полупроводников.
Упрощенная формулировкаВ чем измеряется
Единица теплового измерения это джоуль. Формула состоит из напряжения, измеряемого в вольтах, силы тока, измеряемого в амперах, и времени, измеряемой в секундах. Тогда выходит, что показатели будут измеряться в джоулях или одном вольте, перемноженном на ампер и секунду.
Единица измерения тепла, выделяемого электричествомКакой формулой выражается
На данный момент существует две формулы по математическому нормативу двух ученых, в дополнение к теме, как найти джоуль формула. Согласно первой, нужно перемножить напряженность с плотностью электрического поля, а согласно второй, нужно сделать интеграл из произведения теплового эквивалента работы, количества выделяемого тепла, величины тока, активного проводникового сопротивления и времени. Величина будет определена, в зависимости от того, какая разрядность у единиц, в которых измеряются значения формулы.
Формула выражения математического и физического законаГде и как используется
Закон Джоуля-Ленца используется активно в электрике, электродинамике и других сферах физики. Он применяется как в быту, так и в промышленности.
К примеру, благодаря нему создаются лампы накаливания и электронагревательные приборы. В них находится нагревательный элемент, выступающий в роли проводника, имеющего высокое сопротивления. Благодаря этому элементу локализовано выделяется тепло на участке. Оно будет выделяться в момент повышения сопротивления с увеличением проводниковой длины и выбором конкретного сплава.
Обратите внимание! Также используется для просчета снижения энергопотерь. Выделение тепла из тока приводит к тому, что снижается энергия. В момент ее передачи, мощность линейным образом зависит от показателя напряжения с силой тока, а нагревание зависит от токовой силы квадратичным образом. По этой причине при повышении напряжения и понижении силы тока до подачи электрической энергии, это действие будет выгодным. В момент повышения показателя напряжения снизится электробезопасность. Чтобы повысить электробезопасность, нужно повысить сопротивление нагрузки и сетевое напряжение.
Стоит указать, что он влияет на подбор проводников для электроцепей, поскольку из-за неправильного выбора может начать сильно нагреваться проводник, а также начать возгораться. Это происходит при превышении допустимых значений силы тока и выделении небольшого количества энергии. Нагрев проводников вредный, поэтому теряется энергия и передается тепло от источника к пользователю.
Чтобы уменьшить эту потерю, сила тока уменьшается и повышается напряжение источника с остатком передаваемой мощности. Во избежание изоляционного электропробоя, она поднимается на высоту на высоковольтной линии электрической передачи, которая связывает большие электрические станции с городскими и поселочными пунктами.
Сфера примененияВ целом, закон Джоуля-Ленца — норма, придуманная двумя учеными, чтобы установить, какое тепло отдает электрический ток. Данное тепло выражается через перемноженное выражение удвоенной силы тока, времени, и сопротивления проводника и измеряется в вольтах, умноженных на ампер и секунду. Используется активно как в быту, так и в промышленности, как при изучении фактора тепловой потери, так и при создании ламп накаливания и электронагревательных установок. Нередко применяется в момент выбора между проводами электроцепи.
джоулево тепло — это… Что такое джоулево тепло?
- джоулево тепло
- Joule heat
Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.
- джоулево
- джоуль
Смотреть что такое «джоулево тепло» в других словарях:
ДЖОУЛЕВО ТЕПЛО — тепло, выделяемое электр. током в проводнике. По закону Джоуля оно пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени действия. При прохождении тока в 1 а по проводнику сопротивлением в 1 ом в течение каждой секунды выделяется … Технический железнодорожный словарь
джоулево тепло — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN Joule energy … Справочник технического переводчика
джоулево тепло — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
тепло Джоуля — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В — ГАЗАХ прохождение электрич. тока через ионизованные газы, возникновение и поддержание ионизованного состояния под действием электрич. поля. Термин разряд возник от обозначения процесса разрядки конденсатора через цепь, включающую в себя газовый… … Физическая энциклопедия
Džaulio šiluma — statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joule heat — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joulean heat — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joulesche Wärme — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
chaleur Joule — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
chaleur de Joule — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
джоулево тепло — это… Что такое джоулево тепло?
- джоулево тепло
джоулево тепло
—
[А.С.Гольдберг. Англо-русский энергетический словарь. 2006 г.]Тематики
- энергетика в целом
Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.
- джордан
- джоуль (Дж)
Смотреть что такое «джоулево тепло» в других словарях:
ДЖОУЛЕВО ТЕПЛО — тепло, выделяемое электр. током в проводнике. По закону Джоуля оно пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени действия. При прохождении тока в 1 а по проводнику сопротивлением в 1 ом в течение каждой секунды выделяется … Технический железнодорожный словарь
джоулево тепло — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
тепло Джоуля — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В — ГАЗАХ прохождение электрич. тока через ионизованные газы, возникновение и поддержание ионизованного состояния под действием электрич. поля. Термин разряд возник от обозначения процесса разрядки конденсатора через цепь, включающую в себя газовый… … Физическая энциклопедия
Džaulio šiluma — statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joule heat — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joulean heat — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joulesche Wärme — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
chaleur Joule — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
chaleur de Joule — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
джоулево тепло — это… Что такое джоулево тепло?
- джоулево тепло
- Joule energy
джоулево тепло
—
[А.С.Гольдберг. Англо-русский энергетический словарь. 2006 г.]Тематики
- энергетика в целом
EN
Русско-английский словарь нормативно-технической терминологии. academic.ru. 2015.
- джордан
- джоуль (Дж)
Смотреть что такое «джоулево тепло» в других словарях:
ДЖОУЛЕВО ТЕПЛО — тепло, выделяемое электр. током в проводнике. По закону Джоуля оно пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени действия. При прохождении тока в 1 а по проводнику сопротивлением в 1 ом в течение каждой секунды выделяется … Технический железнодорожный словарь
джоулево тепло — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN Joule energy … Справочник технического переводчика
джоулево тепло — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
тепло Джоуля — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В — ГАЗАХ прохождение электрич. тока через ионизованные газы, возникновение и поддержание ионизованного состояния под действием электрич. поля. Термин разряд возник от обозначения процесса разрядки конденсатора через цепь, включающую в себя газовый… … Физическая энциклопедия
Džaulio šiluma — statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joule heat — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joulean heat — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joulesche Wärme — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
chaleur Joule — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
chaleur de Joule — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
джоулево тепло — это… Что такое джоулево тепло?
- джоулево тепло
2) Information technology: Joule heat
3) Solar energy: electrical heat
4) Makarov: heating effect of current
Универсальный русско-английский словарь. Академик.ру. 2011.
- джоулева теплота
- джоулевы потери
Смотреть что такое «джоулево тепло» в других словарях:
ДЖОУЛЕВО ТЕПЛО — тепло, выделяемое электр. током в проводнике. По закону Джоуля оно пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени действия. При прохождении тока в 1 а по проводнику сопротивлением в 1 ом в течение каждой секунды выделяется … Технический железнодорожный словарь
джоулево тепло — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN Joule energy … Справочник технического переводчика
джоулево тепло — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
тепло Джоуля — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В — ГАЗАХ прохождение электрич. тока через ионизованные газы, возникновение и поддержание ионизованного состояния под действием электрич. поля. Термин разряд возник от обозначения процесса разрядки конденсатора через цепь, включающую в себя газовый… … Физическая энциклопедия
Džaulio šiluma — statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joule heat — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joulean heat — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Joulesche Wärme — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
chaleur Joule — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
chaleur de Joule — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Joule heat; Joulean heat vok. Joulesche Wärme, f rus. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, n pranc. chaleur de Joule, f; chaleur Joule, f … Fizikos terminų žodynas
Что такое джоулевское отопление? | SimWiki
Джоулева нагрев — это физический эффект, посредством которого прохождение тока через электрический проводник производит тепловую энергию. Эта тепловая энергия затем подтверждается повышением температуры материала проводника, таким образом, термином «нагрев». Можно рассматривать джоулев нагрев как трансформацию между «электрической энергией» и «тепловой энергией», следуя принципу сохранения энергии.
История и терминология
Эффект нагрева был впервые изучен и охарактеризован тогда известным ученым-любителем Джеймсом Прескоттом Джоулем, примерно в 1840 году. Будучи менеджером пивоваренного завода его семьи, Джоул решил выяснить, может ли быть изобретенный тогда электрический двигатель. более эффективный, чем паровые двигатели, используемые в процессе, с точки зрения стоимости (оказалось, что это не так, электрическую энергию нужно было производить из цинковых батарей). Это привело его к проведению серии экспериментов по производству, передаче и использованию энергии и механических работ, которые в конечном итоге привели к первому закону термодинамики (единица энергии СИ была названа Джоулем в его честь) \ (^ 1 \) ,
Среди этих экспериментов было изучение связи между электрическим током, который течет через проводник, и повышением его температуры. Эксперимент состоял из провода, погруженного в воду и подключенного к клеммам батареи. Когда цепь была включена, повышение температуры воды могло быть измерено. Анализ записанных данных привел к первоначальной форме отношения, известного теперь как первый закон Джоуля, что «тепло в единицу времени, развиваемое в проводе, пропорционально сопротивлению провода и квадрату тока».2R \ tag {1} $$
где:
- \ (H \) — тепло, выделяемое проводником в джоулях;
- \ (I \) — электрический ток, протекающий через проводник, в амперах;
- \ (R \) — электрическое сопротивление, в омах;
- \ (т \) — прошедшее время в секундах.
Современный наиболее распространенный способ записи соотношения, заданного законом, включает в себя генерируемую мощность \ (P \) вместо тепла и времени:
$$ \ frac {H} {t} = P = I ^ 2R \ tag {2} $$
Как это работает?
Тогда было известно, благодаря Джоулю, что тепло вырабатывается в проводнике под действием электрического тока, но как?
Электрический ток — это не более чем движение потока электронов, вызванное так называемой «электродвижущей силой»: разницей в электрическом потенциале в двух точках в материале, что приводит к движению электронов в материале.Обратите внимание, что оно «имеет тенденцию» вызывать движение, потому что это движение зависит от многих факторов: наличия свободных электронов для перемещения, «легкости», с которой электроны могут двигаться, и величины электродвижущей силы. Этот эффект обобщен в законе Ома:
$$ I = \ frac {V} {R} \ tag {3} $$
В нем говорится, что электрический ток \ (I \), который представляет собой величину движущегося электрического заряда в единицу времени, протекающего через проводник, пропорционален разности электрического потенциала на его концах \ (V \) и обратно пропорционален сопротивление материала проводника \ (R \).
Это сопротивление представляет собой сопротивление проводника току: чем выше сопротивление, тем труднее протекать ток. Эксперименты показали, что сопротивление зависит не только от материала проводника, но и от его геометрии (длина и площадь поперечного сечения). Следовательно, внутреннее свойство материала установлено, удельное сопротивление, так что сопротивление (\ (R \)) проводника может быть рассчитано как:
$$ R = \ frac {\ rho l} {A} \ tag {4} $$
где:
- \ (\ rho \) — внутреннее удельное сопротивление материала проводника;
- \ (л \) — длина проводника между точками приложения разности электрических потенциалов;
- \ (A \) — площадь поперечного сечения проводника.2 \).
Можно видеть, что все материалы в различной степени противодействуют протеканию тока: некоторые материалы лучше проводят электрический ток, а другие хуже (но лучше изолируют электрический ток, который также очень полезно, потому что ток может быть заблокирован, например, по соображениям безопасности). Существует даже возможность материалов с нулевым (или почти нулевым) сопротивлением протеканию тока, так называемых «сверхпроводников». Таблицу значений удельного сопротивления для многих материалов можно найти по этой ссылке \ (^ 3 \).
Но как все это относится к джоулевому нагреву? Глядя на закон Джоуля, мы видим, что чем выше сопротивление проводника, тем больше выделяется тепла. Проще говоря, чем сложнее перемещать электроны через проводник, тем больше работы уходит на их перемещение, то есть работу, которая напрямую преобразуется в материале в тепло. А «напрямую» означает, что в этом процессе не теряется энергия для других форм. Действительно, это один из немногих процессов в природе, которые имеют эту характеристику.
Как рассчитать джоулевое отопление?
Учитывая, что у нас есть электрический проводник (может быть провод, пруток или пластина) длиной \ (l \), площадь поперечного сечения \ (A \), которая изготовлена из материала с удельным сопротивлением \ (\ rho \) Его электрическое сопротивление можно рассчитать по уравнению 4, которое было опубликовано выше.
$$ R = \ frac {\ rho l} {A} \ tag {4} $$
Если проводник затем подвергается разности электрических потенциалов \ (V \) на его концевых клеммах (в постоянном токе), то через него протекает ток \ (I \), согласно закону Ома, из уравнения 3:
$$ I = \ frac {V} {R} \ tag {3} $$
Мощность \ (P \), рассеиваемая в проводнике и преобразуемая в тепло, определяется законом Джоуля. Вспоминая второе уравнение из этой статьи:
$$ P = I ^ 2R \ tag {2} $$
Количество тепла \ (Q \) затем накапливается в проводнике через некоторое время \ (t \):
$$ Q = Pt \ tag {5} $$
Скорость, с которой температура повышается в проводнике, может быть затем определена с помощью соотношения:
$$ T = \ frac {Q} {cm} \ tag {6} $$
Где \ (с \) — удельная теплоемкость материала, а \ (м \) — общая масса проводника.2R \ tag {8} $$
А остальная часть расчета остается равной.
Джоулей Нагревания Применения
Джоулевый нагрев материалов широко используется во многих областях применения в быту, на транспорте и в промышленности. Чтобы назвать несколько:
Лампы накаливания , где нить накала нагревается электричеством и излучается свет.
Печи сопротивления, , где тепло от проводника направляется на тепловое излучение и конвекцию.Например:
- Домашние печи-бройлеры, где в верхней части печи размещены резисторы для разогрева пищи с этого направления.
- тостерных печей, в которых сверху и снизу размещены резисторы для разогрева пищи со всех сторон.
- промышленные электрические печи, в которых с каждой стороны размещены резисторы для равномерного нагрева обрабатываемого продукта, например, отверждения краски или удаления влаги.
Сопротивление прямому нагреву, , где тепло от проводника направляется в прямой поток тепла.Примеры:
- печей сопротивления, где горшок помещен непосредственно над сопротивлением
- хлебопечек, где есть сопротивление с каждой стороны ломтика хлеба в прямом контакте
- обогрева лобового стекла автомобиля, где сопротивление прилипает к стеклу, чтобы нагреть его равномерно и предотвратить конденсацию,
- офисная кофеварка, где сопротивление используется в два этапа: сначала вскипятить воду и поднять ее, а затем держать чашу горячей.
Индукционный нагрев, , где переменные магнитные поля индуцируют токи в материале, что создает эффект Джоуля.5 \).
Важным аспектом, который необходимо обсудить при обсуждении применения электрического отопления, является энергоэффективность. Как указывалось ранее, преобразование электрической энергии в тепло в материале проводника не приводит к потерям. Это означает, что этот процесс на 100% энергоэффективен. Хотя этого нельзя сказать о способе использования тепла от проводника. Будь то через проводимость, конвекцию, излучение или накаливание, применение электрического тепла, как правило, ужасно неэффективно, потому что большая часть тепла теряется в окружающей среде, а не в полезном применении.6 \), где показано, что светодиодная лампа может потреблять примерно в пять раз меньше энергии при том же количестве испускаемого света. Забота об окружающей среде привела к замене многих неэффективных применений электрического отопления в пользу более эффективных технологий, таких как лампы накаливания для светодиодов или электрические плиты, печи и нагреватели для природного газа.
,Джоулев нагревательный эффект
электрический Джоулев нагревательный эффектДжоулей Обогрев Определение
Джоулевое нагревание (также называемое резистивным или омическим нагревом) описывает процесс, при котором энергия электрического тока преобразуется в тепло при прохождении через сопротивление.
В частности, когда электрический ток протекает через твердое тело или жидкость с конечной проводимостью, электрическая энергия преобразуется в тепло за счет резистивных потерь в материале.Тепло генерируется на микроуровне, когда электроны проводимости передают энергию атомам проводника посредством столкновений.
Контур отопления: распределение температуры в результате джоулева нагрева. Контур отопления: распределение температуры в результате джоулева нагрева. Джоулей Отопление в дизайне
В некоторых случаях нагрев Джоуля имеет отношение к конструкции электрического устройства, в то время как в других это нежелательный эффект.
Несколько приложений, которые полагаются на джоулев нагрев, включают в себя нагревательные пластины (напрямую) и микроклапаны для контроля жидкости (косвенно, через тепловое расширение).
Побочные эффекты
В случае, если эффект нежелателен в проекте, могут быть предприняты усилия, чтобы уменьшить его. Это особенно актуально с точки зрения компонентов электрических систем, таких как проводники в электронике, электрические нагреватели, линии электропередач и предохранители. Нагрев этих структур может привести к их дегенерации или даже плавлению.Чтобы предотвратить перегрев компонентов и устройств, инженеры могут включить конвекционное охлаждение в конструкцию.
Ниже приведен пример механического напряжения, возникающего в контуре нагрева с помощью джоулева нагрева. При подаче напряжения на цепь электропроводящий слой поверх стеклянной пластины вызывает джоулев нагрев. Это, в свою очередь, влияет на структурную целостность цепи и вызывает изгиб стеклянной пластины.
Контур отопления: Наибольшее напряжение в красных областях.Стеклянная пластина в контуре изгибается из-за тепла, налагаемого на пластину, и из-за расширения контура. Контур отопления: Наибольшее напряжение в красных зонах. Стеклянная пластина в контуре изгибается из-за тепла, налагаемого на пластину, и из-за расширения контура. Опубликовано: 31 октября 2014 г.
Последнее изменение: 21 февраля 2017 г. ,Джоулей тепла — это … Что такое Джоулей тепла?
Джоулева жара — Džaulio šiluma statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Джоулева жара; Джоульская жара вок. Joulesche Wärme, ф рус. джоулево тепло, n; тепло Джоуля, пранк. Chaleur de Joule, f; Chaleur Joule, F… Fizikos terminų žodynas
джоулевое тепло — существительное также джоулево тепло ˈjül] ēən, ˈjau̇l] иногда ˈjōl] Использование: обычно пишется с заглавной буквы J Этимология: после Дж. П. Джоуля: тепло, возникающее в результате электрического тока через сопротивление… Полезный английский словарь
Законы Джоуля — это пара законов, касающихся тепла, производимого током, и энергетической зависимости идеального газа от давления, объема и температуры соответственно.Первый закон Джоуля, также известный как эффект Джоуля, является физическим законом, выражающим… Wikipedia
Джоулевое отопление — Джоулевое отопление, также известное как омический нагрев и резистивный нагрев, — это процесс, при котором электрический ток через проводник выделяет тепло. Впервые он был изучен Джеймсом Прескоттом Джоулем в 1841 году. Джоул погрузил кусок проволоки… Википедия
Joule: Wärme und Arbeit — Die Wandelbarkeit von Werme in Arbeit und Arbeit в Wärme als speziellen Fall der Energieerhaltung, экспериментальный сборник прав Джеймса Прескотта, Джоулза Руз.Zu seinen Forschungen über das mechanische…… Universal-Lexikon
JOULE (J. P.) — Joule compte parmi les плюс важные участники термодинамики. Parvenu en 1843 года — не ограничиваясь формулировкой строгого принципа сохранения природы, количественного определения и установления отношений между предприятиями и предприятиями…… Encyclopédie Universelle
Закон Джоуля — 1. (Elec.) Закон, согласно которому скорость, с которой выделяется тепло в любой части электрической цепи, измеряется как произведение квадрата тока на сопротивление этой части цепи. ,Если ток (я) является постоянным в течение интервала … Международный словарь английского языка для совместной работы
джоул — [dʒuːl ǁ dʒuːl, dʒaʊl] письменное сокращение J существительное [исчисляемое] единица энергии, выполненная работа или количество тепла * * * джоул Великобритания США / число / существительное [C] (ПИСЬМЕННОЕ СОКРАЩЕНИЕ J) МЕРЫ ►… Финансовые и деловые условия
Джоул [2] — Джоул (спр. Дшоул одер дшул), Джеймс Прескотт, Physiker, geb. 24. Дез. 1818 в Солфорде, жест.11. Окт 1889 г. в Сале, лебете Аль Брауэра в Салфорде и военном эксперименте; Бегрундер дер механический Wärmetheorie; в сейнере 1843 г. erschienenen…… Meyers Großes Konversations-Lexikon
Джоуль, Джеймс Прескотт — Джоуль (Джоул, Джоул), Джеймс Прескотт. 1818 1889. Британский физик, который основал механическую теорию тепла и открыл первый закон термодинамики. * * *… Универсалиум
Джоулева эквивалент — n МЕХАНИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ ТЕПЛА… Медицинский словарь
,Чистота в эксплуатации
Энергия постоянного качества
Это удобно и универсально
Управление относительно просто.
Нагрев с сопротивлением , который включает пропускание электрического тока через сопротивление для выработки тепла.Это, вероятно, самый распространенный метод использования электроэнергии для технологического нагрева. Электрический ток может проходить через внешнее сопротивление (косвенный нагрев) или через нагреваемый материал (прямой нагрев). Он использовался для обработки пищевых продуктов [Skudder and Biss (1987)].
Индукционный нагрев использует передачу энергии от катушки к заготовке через переменное магнитное поле. Традиционно, этот метод использовался для нагрева металла, но в последнее время он был применен к химическим реакторам [Hobson and Day (1985)].
Диэлектрическое нагревание включает в себя нагревание материала — при условии, что он содержит подходящие молекулы, способные возбуждать, — воздействию электрического поля, чередующегося на радио- или микроволновых частотах. Он был использован в процессах полимеризации и отверждения.
Инфракрасный обогрев зависит от радиационного воздействия. Принцип состоит в том, что элемент (с подогревом сопротивлением) излучает тепловую энергию, которая может быть сфокусирована или отражена так же, как световая энергия, и, следовательно, может быть направлена в соответствии с требованиями процесса.Принципы радиационного теплообмена, обсуждаемые в этой энциклопедии, применимы к этой технике. Использование инфракрасного нагрева включает сушку листового материала и окрашенных распылением изделий.
- Хобсон, Л.и Дей Дж. (1985) Индукционный нагрев сосудов. Int. J. Electr. Eng. Образа. 2: 129.
- Скуддер П. и Бисс С. (1987) Асептическая обработка пищевых продуктов с использованием омического нагрева. Хим. Engr . Фев: 26.
Контур отопления: распределение температуры в результате джоулева нагрева. Контур отопления: распределение температуры в результате джоулева нагрева. Джоул ОТОПЛЕНИЕ
Использование электричества в отопительных целях в перерабатывающей промышленности не является широко распространенным, но оно увеличивается, особенно для специальных применений. Энергия может быть приобретена через местную электрическую сеть, или чаще всего в большом химическом комплексе, она будет генерироваться путем рекуперации и преобразования отработанного тепла с помощью паровых турбин и генераторов переменного тока.
Ниже приведены некоторые преимущества электричества (вторичная форма энергии), которые необходимо сопоставить с его относительно высокой стоимостью по сравнению с первичными источниками энергии, такими как уголь и нефть.
Существует несколько различных способов использования энергии, что дает возможность оптимизировать стоимость и удобство. Общие формы электрического отопления включают в себя:
ССЫЛКИ
Хобсон Л. и Дей Дж. (1985) Индукционный нагрев сосудов. Int. J. Electr. Eng. Образа. 2: 129.
Skudder, P. and Biss, C. (1987) Асептическая обработка пищевых продуктов с использованием омического нагрева. Хим. Engr . Фев: 26.