焦耳定律是什么?
焦耳定律是定量解释传导电流将电能转化为热能的定律。
当电流通过导体时,会产生热量,这就是电流的热效应。电加热器是利用电流的热效应来加热的装置。电炉、电烙铁、电熨斗、电饭煲、电烤箱都是常见的电暖器。电加热器的主要部件是具有电流热效应的加热元件,由高电阻率、高熔点的电阻丝缠绕在绝缘材料上制成。
焦耳定律规定,电流通过导体产生的热量与导体的电阻成正比,与通过导体的电流的平方成正比,与通电时间成正比。这个定律是英国科学家焦耳在1841年发现的。焦耳定律是一个实验定律,适用于任何导体,范围很广,所有电路都可以。
遇到电流的热效应问题时,比如需要计算电流通过某一电路时释放的热量;焦耳定律可以用来比较某一电路或导体释放的热量,即从电流热效应的角度考虑电路的要求。
焦耳定律的应用:
根据焦耳定律的公式,电流通过导体产生的热量与电流强度的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。如果把电流做的功全部用来生热。也就是W=UIt。根据欧姆定律,Q=I?Rt .
需要注意的是,W =(u ^ 2/r)t是由欧姆定律推导出来的,只有在电流(纯电阻电路)所做的功将电能完全转化为热能的条件下才能成立。比如电炉、烙铁等电器,这两个公式就相当于焦耳定律。
用焦耳定律公式计算时,公式中的每个物理量应对应同一导体或同一电路,对应关系与用欧姆定律时相同。题目中出现几个物理量时,要加上角度码,以示区别。
注:W=Pt=UIt适用于所有电路,而W=I?rt =(u ^ 2/r)t仅用于纯电阻电路(全部用于加热)。