A lei de Joule-Lenz

Vencendo a resistência do fio, a corrente elétrica realiza trabalho, durante o qual o calor é gerado no fio. Elétrons livres em seu movimento colidem com átomos e moléculas e, durante essas colisões, a energia mecânica dos elétrons em movimento é convertida em energia térmica.

A dependência da energia térmica da força da corrente no condutor é determinada pela lei de Joule-Lenz. Quando uma corrente elétrica flui através de um fio, a quantidade de calor gerada pela corrente no fio é diretamente proporcional à intensidade da corrente elevada à segunda potência, à magnitude da resistência do fio e à duração da corrente. .

Se a quantidade de calor é indicada pela letra Q, a intensidade da corrente em a é A, a resistência em ohms — R e o tempo em segundos — t, então matematicamente a lei de Joule-Lenz pode ser representada da seguinte forma:

Q = aI2Rt

NSpara a = 1, a quantidade de calor Q será joules. NSpa a = 0,24 a quantidade de calor Q é obtida em pequenas calorias. O fator 0,24 aparece na fórmula porque uma corrente de 1 A em um fio de resistência 1 ohm por 1 segundo. emite 0,24 pequenas calorias de calor. Uma pequena caloria serve como unidade para medir a quantidade de calor. Uma pequena caloria é igual à quantidade de calor necessária para aquecer 1 g de água em 1 °C.

Esta lei foi descoberta independentemente em 1840 pelo físico inglês James Joule e pela física russa Emily Kristianovich Lenz. Esta lei física determina a quantidade de calor Q liberada em um condutor quando uma corrente elétrica passa por ele.

Assim, o calor é sempre gerado em um condutor quando a corrente flui através dele. No entanto, o aquecimento excessivo de fios e dispositivos elétricos não deve ser permitido, pois isso os danificará. O superaquecimento é especialmente perigoso quando curto circuito fios, ou seja, na ligação elétrica de fios que fornecem energia elétrica ao consumidor.

No caso de um curto-circuito, a resistência dos fios que permanecem sob a corrente geralmente é insignificante; portanto, a corrente atinge uma grande força e o calor é liberado em tal quantidade que causa um acidente. Para proteger contra curtos-circuitos e superaquecimento, o circuito inclui fusíveis… São pequenos pedaços de fio fino ou placa que queimam assim que a corrente atinge um determinado valor. A escolha dos fusíveis é feita dependendo da área da seção transversal dos fios.

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