焦耳电热定律

关键的外卖

• 根据焦耳电热定律，产生的热量与导线的电阻、电流流过的时间以及流过电路的电流的平方成正比。

• 当相同的电流在相同的时间内通过不同的电阻时，产生的热量与电阻值成正比。

• 由于焦耳加热，当过多的电流流过电路时，保险丝熔化并断开电路与电源的连接。

熔断器是一种用于电路的保护方法，在高回路流量时隔离临界部分

热量是电流流动的副产品，电流流动是电子的流动和碰撞，从而产生热量。焦耳定律介绍了一个数学方程，它描述了由于电流流动而产生多少热量。本文将讨论电流的加热影响、焦耳定律以及电流的加热应用。

焦耳电热定律

英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule)进行了一项实验，将一段金属丝浸入已知质量的水中，并让已知电流流过金属丝半小时，记录了温度上升的情况。通过对不同长度的导线和电流进行实验，他建立了两者之间的关系热的一代导线上的电流幅值。实验结果首次发表在《英国皇家学会会刊》上，后来被称为焦耳电热定律。

根据焦耳定律，产生的热量与导线的电阻、电流流过的时间以及流过电路的电流的平方成正比。解释焦耳电热定律的数学方程为:

Q = I²Rt

Q是产生的热量在j。

I是流过导线的电流的幅值。

R是导线的电阻。

T是电流流过导线的时间，单位是秒。

焦耳定律解释

从上面的方程，可以清楚地看出，产生的热量取决于流过导线的电流、时间和电阻。在某些参数为常数的条件下，该定律可以用数学解释。

阻力和时间是常数

通过导线的电流是变化的，导线的电阻和电流通过的时间保持不变。产生的热量与电流的平方成正比。

Q α I²

电阻和电流是恒定的

电流流过导线的时间是不同的，从而使导线的电阻和电流保持不变。产生的热量与时间成正比。

Q α t

电流和时间是常数

当相同的电流在相同的时间内通过不同的电阻时，产生的热量与电阻值成正比。

Q α r

焦耳的电能当量

发热与电路损耗有关。想象电流通过电阻器，电阻器内部升温。所产生的热量是能量的损失，通常称为热损失或热损失I2Rt损失．

利用焦耳定律的电热方程，我们可以确定电能的焦耳当量。然而，我们知道能量是能量和时间的产物。因此，以焦耳为单位产生的能量可以等于1瓦秒。

1瓦秒= 1焦耳

1单位能量为1kw小时。将上面方程的左边转换为1个单位。

10^3.×60×60瓦特秒= 10^3.×60×60 J

1kwhr = 3600×10^3.J

焦耳的热效应应用

电热水壶、加热器、间歇泉、烤面包机和铁盒子只是焦耳热效应的一些日常应用。

白炽灯泡

电灯泡使用高电阻灯丝，通常由钨制成。当电流流过灯丝时，灯丝会产生高热。钨的熔点很高，所以它耐热。然而，由于加热效应，光被发射出来。在白炽灯中，更多的功率以热量的形式损失，随着led的出现，使用迅速下降。

熔丝

熔断器是一种用于电路的保护方法，在高回路流量时隔离临界部分。通常，保险丝与电源和电路形成串联连接。电线由高电阻和低熔点的材料制成。

由于焦耳加热，当过多的电流流过电路时，保险丝熔化并断开电路与电源的连接。电路的关键部分用保险丝防止短路。通常用锡铅合金作保险丝。

应用焦耳电热定律

利用焦耳定律的电加热方程，可以确定熔断器丝断开电路的时间，或者当一定的电流流过电路时，在给定时间内断开电路所需的电线电阻是多少。当焦耳加热公式中三个参数(电流、电阻和时间)的任意两个组合为常数时，产生的热量与第三个参数成正比，而第三个参数是变化的。

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