焦耳定律

电功

        根据静电力做功W=qU,以及公式q=It,得电功W=UIt

        其中W为电流在电路中所做的功,U为电路两端的电压,I为电路中的电流,t为通电时间以上各物理量的单位分别为焦耳(J),伏特(V),安培(A),秒(s)。

        电功的公式W=UIt适用于任何电路,在纯电阻电路中,I=U/R,带入得W=U2t/R



电功率

        单位时间内电流所做的功叫做电功率(electric power

        P=W/t=IU该公式适用于任何电路,表示电流在一段电路上做功的功率P等于电流I与这段电路两端电压U的乘积。以上物理量的单位分别为瓦特(W),安培(I),伏特(V)。

        对于纯电阻电路P=W/t=UI= U2/R


焦耳定律概念

        焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。

        

        1841年,英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q(称为焦耳热)与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比,这个规律叫焦耳定律。

        焦耳定律:电流通过导体所产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻和通电时间成正比。

        焦耳定律应用范围很广,它可以对任何导体来适用,对所有的电路都能使用。例如,在电动机电路中,电能大部分转化为机械能,一小部分转化为热量,计算这部分热量时,就可以应用焦耳定律。

        

焦耳定律公式

        对应的物理公式:Q=I2Rt

        其中Q指热量,单位是焦耳(J)I指电流,单位是安培(A)R指电阻,单位是欧姆(Ω)t指时间,单位是秒(s),以上单位全部用的是国际单位制中的单位。


热功率

        单位时间内的发热量通常称为热功率。热功率是电能转化为内能的功率,P=Q/t=I2R

        纯电阻电路中,焦耳定律公式可以推导为:

        

        该公式只适用于纯电阻电路。


焦耳定律的使用

        电流通过导体时会产生热量,这叫做电流的热效应,而电热器是利用电流的热效应来加热的设备,电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见电热器。

        

        电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大,熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成。


焦耳定律的使用

        焦耳定律在串联电路中的运用:
在串联电路中,电流是相等的,则电阻越大时,产生的热越多。

        焦耳定律在并联电路中的运用:
在并联电路中,电压是相等的,通过变形公式,W=Q=Pt=U²t/R,当U一定时,R越大则Q越小。