焦耳定理是定量說明傳導(dǎo)電壓將電能轉(zhuǎn)換為熱能的定理。
1841年,荷蘭化學(xué)學(xué)家焦耳發(fā)覺載流導(dǎo)體中形成的熱量Q(稱為焦耳熱)與電壓I的平方、導(dǎo)體的阻值R、通電時(shí)間t成反比,這個(gè)規(guī)律叫焦耳定理。
采用國際單位制,其表達(dá)式為Q=I^2*Rt或熱功率P=I^2*R其中Q、I、R、t、P各量的單位依次為焦耳、安培、歐姆、秒和瓦特。
焦耳定理是設(shè)計(jì)電照明,電熱設(shè)備及估算各類電氣設(shè)備溫升的重要公式。
焦耳定理在串聯(lián)電路中的運(yùn)用:
在串聯(lián)電路中,電壓是相等的,則內(nèi)阻越大時(shí),形成的熱越多.
焦耳定理在并聯(lián)電路中的運(yùn)用:
在并聯(lián)電路中,電流是相等的,通過變型公式,W=Q=PT=U2/RT.當(dāng)U定時(shí),R越大則Q越小.
須要標(biāo)明的是,焦耳定理與電功公式W=UIt只適用于純內(nèi)阻電路,即只有在像電熱器這樣的電路中才可用Q=W=UIt=I^2Rt=U^2t/R。
另外,焦耳定理還可變形為Q=IRQ(前面的Q是電荷量焦耳定律是什么效應(yīng),單位庫侖(c))。
1.正確理解和使用焦耳定理
焦耳定理是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定理,它的適用范圍很廣。遇見電壓熱效應(yīng)的問題時(shí),比如要估算電壓通過某一電路時(shí)放出熱量;比較某段電路或?qū)w放出熱量的多少,即從電壓熱效應(yīng)角度考慮對(duì)電路的要求時(shí),都可以使用焦耳定理。
從焦耳定理公式可知,電壓通過導(dǎo)體形成的熱量跟電壓硬度的平方成反比、跟導(dǎo)體的內(nèi)阻成反比、跟通電時(shí)間成反比。
須要說明的是和不是焦耳定理,它們是從歐姆定理推論下來的,只能在電壓所做功將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的條件下才創(chuàng)立。對(duì)電爐、電烙鐵、電燈這類用家電,這兩公式和焦耳定理是等效的。剖析解決由電壓通過用家電的吸熱問題時(shí),應(yīng)有,這樣可以降低錯(cuò)誤。
使用焦耳定理公式進(jìn)行估算時(shí)焦耳定律是什么效應(yīng),公式中的各化學(xué)量要對(duì)應(yīng)于同一導(dǎo)體或同一段電路,與歐姆定理使用時(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系相同。當(dāng)題目中出現(xiàn)幾個(gè)數(shù)學(xué)量時(shí),應(yīng)將它們加上合頁,以示區(qū)別。