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[!--downpath--]編輯本段焦耳定理基本內容焦耳定理:①書面表達,電壓通過導體產生的熱量與電壓的平方成反比,與導體的電阻成反比,與時間成反比的通電。
②公式:焦耳定理的物理表達式:Q=I^2Rt,導入公式有Q=UIt和Q=U^2/R×t。 前面的公式是普遍適用的公式,導入的公式適用于純內阻電路。
③注意問題:電壓所做的功全部形成熱,即電能全部轉化為內能,則Q=W。 電加熱器和白熾燈屬于上述類別。
④串聯電路中,導體兩端電壓相等,通電時間也相等。 根據焦耳定理可知,導體形成的熱量與內阻成反比,即
⑤并聯電路中,導體兩端的電流相等,通電時間也相等。 根據依據可知,電壓通過導體產生的熱量與導體的內阻成正比,即
⑥電加熱器:利用電壓的熱效應來加熱的裝置。 電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤箱都是常見的電加熱器。 電加熱器的主要部件是發熱體,它是由內阻高、熔點高的內阻絲纏繞在絕緣材料上制成的。
焦耳定理是定量描述通過傳導電壓將電能轉化為熱能的定理。
1841年,法國化學家焦耳發現,載流導體中形成的熱量Q(稱為焦耳熱)與電壓I、導體電阻R和通電時間t的平方成反比。 該定律稱為焦耳定理。
采用國際單位制,其表達式為Q=I^2×Rt或熱功率P=I^2×R,其中Q、I、R、t、P的單位為焦耳、安培、歐姆、秒和瓦特。
焦耳定理是設計電照明、電加熱設備和估算各種電氣設備溫升的重要公式。
焦耳定理在串聯電路中的應用:
在串聯電路中,電壓相等焦耳定律三個公式推導,內阻越大,形成的熱量越多。
焦耳定理在并聯電路中的應用:
在并聯電路中,電流相等。 通過修改后的公式,W=Q=Pt=U^2/R×t,當U一定時,R越大,Q越小。
需要注意的是,焦耳定理和電功率公式W=UIt適用于任何設備和發熱的估算,即只有在電加熱器(純內阻電路)這樣的電路中才能Q=W=UIt=I ^2Rt=U^2/R×t。
另外,焦耳定理也可以轉化為Q=IRQ(前面的Q是電荷,單位是庫侖(c))。
圖為焦耳定理的實驗圖。
1.正確理解和運用焦耳定理
焦耳定理是一個實驗定理,有著廣泛的應用。 當遇到電壓的熱效應問題時,例如估算電壓通過某個電路時釋放的熱量; 比較某個電路或導體所釋放的熱量,即從電壓熱效應的角度考慮電路的要求時,可以使用焦耳定理。
從焦耳定理的公式可以看出焦耳定律三個公式推導,電壓通過導體產生的熱量與電壓硬度的平方成反比,與導體內阻成反比,與通電時間成反比。
如果電壓所做的功全部用來形成熱量。 即,W=UIt。
根據歐姆定理,有W=I^2Rt。
需要說明的是,W=U^2/R×t 和 W=I^2R×t 不是焦耳定理,而是由歐姆定理推導出來的,只有在做功的條件下才能轉化為熱能。電壓成立。 對于電爐、電烙鐵、電燈等家用電器來說,這兩個公式相當于焦耳定理。
使用焦耳定律公式進行估算時,公式中的各個化學量應對應于同一導體或同一段電路,這與使用歐姆定律時的對應關系相同。 當標題中出現多個數學量時,應在其上添加鉸鏈以顯示差異。
注:W=UIt=Pt適用于所有電路,而W=I^2Rt=U^2/R×t僅用于純內阻電路(均用于發熱)。 推至公式 W=PtP=UIU=IRQ=W