Закон Джоуля-Ленца

[@Evgeny258]

Как бальзам на душу! Спасибо за ваши уроки! Восполняю пробелы плохо усвоенной в школе физики!!!

[@TheAAA2012AAA]

Вот ты в школе ты доходчиво объясняли материал, а не заставляли тупо учить текст... Спасибо)

[@elikor4911]

отлично объяснили, спасибо)

[@ЛидийКлещельский-ь3х]

Уважаемый Андрей. Возможно Вас заинтересует вывод закона Джоуля-Ленца и формулы для сопротивления цилиндрического проводника из простой классической модели. Ток ‘I’связан со скоростью дрейфа электронов ‘v’, концентрацией свободных электронов n=N/V (где N- общее число свободных электронов, V-объём проводника) известным соотношением: I=e*n*v*S, где e-заряд электрона, S -площадь сечения цилиндрического проводника. {по определению ток- отношение заряда, прошедшего через сечение за время t к этому времени. I=q/t. За время t через сечение пройдут все электроны ,находившиеся в объеме V=S*v*t. Их заряд: q=n*S*v*t*e. Поделив этот заряд на t ,получаем нужную формулу}. Известно, что под действием постоянной силы поля ( постоянное напряжение) электроны в проводнике движутся с постоянной скоростью дрейфа ( ток постоянный). Это напоминает падение с постоянной «установившейся» скоростью тела в поле Земли, с учетом силы сопротивления среды падения. ГИПОТЕЗА: « сила сопротивления решетки проводника движению электрона F=k*v», где k- характеристика данного проводника. Тогда тепловая мощность выделяемая за счёт трения электронов P=F*v*N, где N=n*V=n*L*S-обще число электронов в проводнике длинною L. Получаем Pтепло=knLSv^2. Подставляем v из формула для тока, получаем : Pтепло=knLSI^2/(enS)^2. P=(k/ne^2)*(L/S)*I^2. А ЭТО закон Джоуля-Ленца с сопротивлением проводника R=(ro)*L/S=(k/ne^2)*L/S. С уважением, Лидий.

[@urbanway]

Почему лайков и комментов так мало ? Все, кто смотрел, лайки ставьте

[@101picofarad]

Не упомянут закон, заставляющий нить накала светиться видимым светом ;)

[@АнатолийАскольдович]

Эйнштейн на этом схлопотал Нобелевскую премию.

[@101picofarad]

@@АнатолийАскольдович вроде за объяснение фотоэлектронного эффекта дали?

[@АнатолийАскольдович]

@@101picofarad Да, с точностью до наоборот. На это я и хотел намекнуть - какое отношение закон Джоуля-Ленца имеет к свечению проволоки? Кстати... Когда сын готовился к поступлению в институт, попалась задачка по физике как раз на эту тему. Нихромовая спираль диаметром 0,2 мм, а мощность нагревателя 2,2 кВт. Я начал своё объяснение с того, что от 10 А такая спираль мигом расплавится. Так что решать пришлось чисто теоретически - абстрагируясь от допустимой плотности тока. Обычно в чайниках и утюгах спираль находится в теплопроводящей среде. Это или обычный, или кварцевый песок. А уже он контачит с алюминиевой трубкой, расширяя площадь контакта с менее теплопроводящим телом (водой в чайнике или пяткой утюга). Сколько работы для Эйнштейна!

[@101picofarad]

@@АнатолийАскольдович спираль помещают в песок для электроизоляции.

[@АнатолийАскольдович]

@@101picofarad Ну не скажите... Не только для электроизоляции. Если вы возьмете котел паровоза или парогенератор атомной станции, то обнаружите там тысячи трубок либо с водой, либо с теплом в зависимости от того, какому разряду относится котел - огнетрубный или водотрубный. Зачем тысячи, а то и десятки тысяч трубок? А затем же. зачем макаронам сквозная дырка - для увеличения площади соприкосновения с теплообменником. А вот, скажем, в реакторе на быстрых нейтронах (БН), чтобы получить пар, используют трехконтурный парогенератор, причем в первых двух контурах циркулирует жидкий натрий под высоким давлением. Площадь реактора мала, а чтобы получить нужное количество пара, нужно увеличить так называемое рабочее тело. Ту же функцию выполняет песок в утюге или в чайнике. И когда трубка прохудится в каком-то месте и песок высыплется, именно в этом месте спираль перегорает.

[@АлександрВласов-с3с]

Круто. Продолжайте в том же духе!)

[@Fegggd]

Да реально спасибо

[@ПавелКорнеев-ж9ч]

Огэ по физике на 5 сдал)

[@le_mondls1334]

Скажи как ты сдавал, трудно было? Просто тоже сдавать ОГЭ в этом году

[@ДалекоИдущий]

Le_mon DLS Что ты хочешь от него услышать?) Типа «нет не трудно» и расслабится?) Если заниматься то все постижимо ;-)

[@vitalya70rus90]

@@le_mondls1334 ну как, сдал?

[@alexivanov6732]

По формуле W=U²/R чем больше сопротивление сопротивление проводника, тем меньше он греется. Почему же тогда тонкие провода сильнее греются чем толстые при одной и той же нагрузке?

[@АнатолийАскольдович]

R - это и есть нагрузка.

[@HECKAKYH-ADEKBATEH]

у истока всегда стоит давление (V, U). Без давления ничего не будет течь. Начинайте с V/R -> A, скорость тока (сила тока, ток). Верно, чем выше сопротивление, тем слабее ток (скорость) при *неизменяемом исходном давлении*. А теперь берем совсем другое, неизменяемая скорость (A, I, кулоны(columb)/время) - при растущем сопротивлении указывают на рост давления.

[@HECKAKYH-ADEKBATEH]

я взял тонкий провод и соединил им полюса батареи 1.5в (кз!). Токовые клещи пожаловались на скорость 6А. Затем я взял жилу 2.5мм² и закоротил ею. Токовые клещи пожаловались уже на 24А! Вывод - чем шире дорога, тем комфортней по ней гнать. Сопротивление провода это - удельное материала (качество асфальта), сечение (нравится), длина (НЕ нравится). Ток любит короткие, широкие автомагистрали. И напряженно ругается на длинные, узкие, ухабистые.. Хотя если его хорошенько пихнуть, то и там разгонится - отсюда и перегрев.

[@sibedir]

А почему мультиметр показал 28 Ом? Ведь сопротивление вырастит при нагреве. Выходит, что фактическая мощность сильно отличается от номинальной?

[@DushkinLev]

Зависимость сопротивления материала от температуры можно выразить зависимостью: R1 = Ro (1 + (α(t1 - to)). Температурный коэффициент а для меди, алюминия, вольфрама равен 0,004 1/град. Поэтому при нагреве на 100° их сопротивление возрастает на 40%. Для железа α = 0,006 1/град, для латуни α = 0,002 1/град, для фехрали α = 0,0001 1/град, для нихрома α = 0,0002 1/град, для константана α = 0,00001 1/град, для манганина α = 0,00004 1/град. Уголь и электролиты имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Температурный коэффициент для большинства электролитов равен примерно 0,02 1/град. Устройство трубчатого электронагревателя (ТЭН) Трубчатый электронагреватель (ТЭН) - электронагревательный прибор в виде металлической трубки, заполненной теплопроводящим электрическим изолятором. Точно по центру изолятора проходит токопроводящая нить (обычно нихромовая или фехромовая) определённого сопротивления для передачи необходимой удельной мощности на поверхность ТЭН. Т.е. проводящие элементы в ТЭНе выполнены из нихрома или фехрома - их сопротивление при нагреве на 100° возрастет не более, чем на 2%. Мультиметр показал 27,5 Ом. Тогда 27,5*1,02 = 28,05 Ом

[@sibedir]

Лев Душкин, спасибо. Я просто привык к чайникам с "плоским дном". Думал, что у них спирать сильнее разогревается. Но, видимо, не на много выше 100 градусов. Вобщем, спасибо за развернутый ответ

[@АнатолийАскольдович]

См. таблицу ткс для различных материалов.

[@Viktor_V.]

Хорошо бы после чайника сразу рассчитать было лампочку на 100 Вт. И померить ее сопротивление, и объяснить почему оно будет и близко не близко к расчету. Чтобы у тех кто смотрит сразу в голове создавалась целостная картина мира.

[@Viktor_V.]

@@schetnikov Дело понятно ваше. Но это был ролик по самым основам, и упоминание важной характеристики сопротивлений заняло бы несколько секунд. И ученик , который первый раз узнает материал, первый раз создает образы в голове - сразу узнал бы что это - не полная картина. Если бы была упомянута ссылка на ролик с лампами - и ученику было бы хорошо , он уже понял бы что с споротивленями не все так просто как сказано в ролике, и вам была бы польза - ученик пошел бы смотреть ролик про лампочки. Хотя, разумеется, дело ваше. Если вы считаете что несколько урезнаая картина - это лучше, чем несколько более дополненная без особых услиий...

[@victorlensky8632]

Да, с лампочкой будет интересно...Мне один инженерэлектрик с ВО та и не смог обьяснить почему при расчетах сопротивление одно, а при замере другое...😊

[@РоманСильняги]

Если можно, более подробно о той части сюжета где расказанно о последовательном и паралельном подключение.

[@АнатолийАскольдович]

А где обещанная часть вторая? Ох, как я не люблю, когда мощность (работу) выражают через заряд, да еще в неправильном контексте. Кстати... Просто ради истины, надо было упомянуть такую единицу измерения энергии, как калория и пару слов сказать о ее соотношении с джоулем. Иначе тема не раскрыта! Вот перед вами чайник, его литраж известен, начальная температура воды известна, нужно вскипятить воду. Мощность нагревателя известна. Найдите время, за которое чайник вскипит. Решите задачку без перевода калорий в джоули! Получилось?

[@HECKAKYH-ADEKBATEH]

вольт - давление, ампер - скорость заряда, заряд (пачка) - кулон. Ватт - мощность, это давление х скорость. Но неизвестно сколько времени прилагалась эта мощность. Джоуль - работа, мощность х время (с). Калория это тоже что и джоуль, просто с другого балкона. Это как дюйм и метр, меряем одно и то же разными мерилами.

[@darkfrei2]

Почему сопротивление не меняется в зависимости от температуры?

[@101picofarad]

У разных веществ по разному. Например у чистых металлов вроде золота, серебра или меди - сильно, у сплавов вроде нихрома - слабо. У манганина вообще почти не зависит. У нити накала лампочки меняется на порядок (!).

[@ДалекоИдущий]

101picofarad Существуют такие вещества как полупроводники, которые при увелечении температуры уменьшают своё сопротивление! Не помню точно, но вроде одним из них является сера (S)

[@Рияд-п8х]

По обучающему материалу всё- супер! Но сиплый закадровый голос автора видео, напоминающий простуду, раздражает очень!

[@gabataka8939]

Я чет нифига не понял

[@DushkinLev]

У меня другой вопрос.Почему мощность прибора измеряется, исходя из амплитуды переменного напряжения, а не действующего значения, равного приблизительно 155 В?

[@101picofarad]

true rms мультиметры показывают такое напяжение сети, которое нагревало бы резистор аналогично анализируемому, но будучи постоянным. Максимальное действующее напряжение в сети переменного тока это корень из двух помножить на 220В, но нагревает такая форма напряжения ровно так же как и постоянное напряжение величиной 220В.

[@ДалекоИдущий]

Там корень из 2 на 220В приблизительно 311В)))

[@ЛидийКлещельский-ь3х]

Действующее значение меньше амплитудного в одно и то же число раз и для тока и для напряжения. Поэтому отношения одинаковы.

[@АнатолийАскольдович]

Какие 155? На самом деле 220 - это и есть действующее значение, а амплитудное в промышленной сети - 310 В. 1,41 (корень из 2х) получается путем довольно сложного интегрирования двух перемноженных синусов - тока и напряжения. Результирующая функция относится к разряду сложных функций. Что касается 155 В (вернее, там получится примерно 157 В) - то это действующее (тепловое) значение косинусоидального тока после однополупериодного вырямления промышленного напряжения.