焦耳定律q代表热量,单位是焦耳。焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。内容是:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。焦耳定律数学表达式:Q=I²Rt;对于纯电阻电路可推导出:Q=W=Pt;Q=UIt;Q=(U²/R)t。
焦耳定律适用于任何电路吗
焦耳定律适用于所有电路,对于纯电阻电路可推导出:Q=W=PT;Q=UIT;Q=(U^2/R)T也就是说Q=I²RT适用任何电路,而推导公式只适用于纯电阻电路。
焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。内容是:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。焦耳定律数学表达式:Q=I²Rt;对于纯电阻电路可推导出:Q=W=Pt;Q=UIt;Q=(U²/R)t。
焦耳定律变形公式UIt什么时情况下够计算电热
我们知道,UIt是电功的计算公式。做功是能量转化的量度,电流通过用电器时做功,电能转化为什么形式的能量了呢?我们从电流通过导体(电阻)做功说起。
当一段直导线两端加上电压U,则导体中就建立了电场:E=U/d(简化的匀强电场模型),电荷在电场中就受到电场力F=qE的作用而做定向加速运动,在导体中形成电流。设电荷在力的方向上移动一段距离d,由功的概念的可知W=Fd=qEd=qU=ItU=UIt。
电荷定向运动过程中互相碰撞,会导致其定向运动速度不大(约10-4m/s)、无规则的分子运动加剧,宏观表现就是温度升高,导线生热;同时,导线周围也会形成磁场,有一部分电能转化为磁场能。
当把导线绕成线圈,两端加上电压后形成电流,线圈产生的磁场远远强于通电直导线,导线不仅会生热,还会有大量的电能转化磁场能。
通电直导线(电阻)周围的磁场非常弱,磁场能很小,我们可以认为消耗的电能全部转化为内能,UIt=Q=I²Rt,即电功等于电热;不同用电器的用途不同,有的将电能大部分转化为磁场能或其他形式的能(例如变压器、电动机、LED灯、电解池灯),电功大于电热,UIt=Q+E其他>Q=I²Rt。
所以,电流通过导体,生热是必然的,当用电器主要是把电能转化为内能时,UIt就可以用来计算电热。
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