máj 8 2012
VIII.osztály – 4.14. Joule törvénye – az elektromos áram hőhatása
1. Amikor egy vezetőn elektromos áram halad keresztül, a vezető felmelegszik. A fémhuzalok példáján magyarázzuk meg miért van ez így:
a szabad elektronok rendezett mozgást végeznek a vezetőben
↓
a szabad elektronok ütköznek a kristályrács ionjaival
↓
a ionok élénkebb rezgő mozgást végeznek az egyensúlyi helyzetük körül
↓
növekszik a vezető belső energiája
A vezető hőmérséklete növekszik. Egy pillanatban azonban megszűnik a vezető hőmérsékletének további emelkedése, annak ellenére, hogy az energiaátadási folyamat tovább tart.
A vezető hőmérséklete azért nem emelkedik tovább, mert a vezetőben felszabadul egy bizonyos hőmennyiség, és a vezető ezt leadja a környezetének.
2. Hogyan számítható ki a vezetőben felszabaduló hőmennyiség?
Az energia megmaradásának törvénye szerint a vezetőben felszabaduló hőmennyiség egyenlő az elektromos áram által elvégzett munkával.
Az elektromos áram munkájánál alkalmazott képleteket újra felírhatjuk:
Q [J] – a vezetőben felszabaduló hőmennyiség
U [V] – elektromos feszültség
I [A] – elektromos áramerősség
R [Ω] – elektromos ellenállás
t [s] – idő
A hőmennyiség mértékegysége a joule (J).
3. Hogyan szól Joule törvénye?
A vezetőben felszabaduló hőmennyiség egyenlő a vezetőben folyó áramerősség négyzetének, a vezető elektromos ellenállásának és annak az időtartamnak a szorzatával ameddig ez az áramerősség fennáll a vezetőben.
4. Hol hasznosítják az elektromos áram hőhatását?
Sok háztartási készülék ( vasaló, hősugárzó,hajszárító, villanybojler…) arra szolgál, hogy az elektromos energiát hőenergiává alakítsa át.
Ezekben a készülékekben melegítők vannak, amelyek nagy fajlagos ellenállású, magas olvadáspontú (1000°C) huzalokból (cekász, kantál…) készülnek.
VIII.osztály – 4. Az elektromos áram | Varga Éva fizika honlapja
április 8, 2013 @ 09:59
[…] 4.14. Joule törvénye – az elektromos áram hőhatása […]
VIII.osztály – 4. Az elektromos áram | Varga Éva fizika honlapja
február 24, 2014 @ 14:18
[…] 4.14. Joule törvénye – az elektromos áram hőhatása […]