Закон Джоуля — Ленца

Ток I, протекая по проводнику с сопротивлением R, нагревает этот проводник. За время t в этом проводнике выделяется тепло, количество которого определяется количеством электрической энергии, затраченной в этом проводнике, т. е.

где Q — количество тепла, выделенного в проводнике, Вт с.

Таким образом, закон Джоуля — Ленца устанавливает зависи­мость между количеством тепла и электрической энергией: количе­ство тепла, выделенное током в проводнике, пропорционально квад­рату тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока по проводнику.

Количество тепла Q измеряется иногда внесистемной едини­цей — калорией

Коэффициент 0,24 называют электротермическим эквивалентом.

2. Понятие о противо - эдс. Понятие о режимах электрической цепи и ее элементов: номинальный, рабочий, холостого хода, короткого замыкания.

ЭДС, которая создает магнитный поток, противоположный начальному.

ЭДС имеет полярность, противоположная порождающему её току. Такую ЭДС называют противо-ЭДС, или ЭДС самоиндукции.

Правило Ленца : индукционный ток, возникающий при относительном движении проводящего контура и источника магнитного поля, всегда имеет такое направление, что его собственный магнитный поток компенсирует изменения внешнего магнитного потока, вызвавшего этот ток.

Правило Ленца гласит, что возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которое вызвало этот ток.

Режимы работы электрических цепей

Ток в замкнутой цепи

Напряжение на клеммах источника

Падение напряжения на сопротивлении источника

Полезная мощность (мощность потребителя)

1. В режиме холостого хода (ключ К разомкнут) R = ∞,

2. В режиме короткого замыкания R = 0,

Полезная мощность Р при холостом ходе и ко­ротком замыкании равна нулю.

Полезная мощность максимальна, когда сопротивление потреби­теля R станет равным внутреннему сопротивлению источника R₀. Это и есть условие максимальной отдачи мощности источником.

Режимы работы электрических цепей

   При номинальном режиме электротехнические устройства работают в условиях, указанных в паспортных данных завода-изготовителя. В нормальных условиях величины тока, напряжения, мощности не превышают указанных значений. Режим холостого хода возникает при обрыве цепи или отключении сопротивления нагрузки. Режим короткого замыкания получается при сопротивлении нагрузки, равном нулю. Ток короткого замыкания в несколько раз превышает номинальный ток. Режим короткого замыкания является аварийным.

2. Последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов.

Последовательное соединение потребителей

Последовательным соединением учаcтков электрической цепи называют соединение, при котором через все участки цепи проходит один и тот же ток (рис. 3.5).

Напряжение на каждом последовательно включенном участке пропорционально величине сопротивления этого участка.

Воспользовавшись вторым законом Кирхгофа для рассматриваемой цепи (рис. 3.5), можно записать

Или

Откуда

Общее (эквивалентное) сопротивление R последовательно включенных сопротивлений (потребителей) равно сумме этих сопротивлений.

Ток в цепи последовательно включенных потребителей

При последовательном соединении рези­сторов на большем сопротивлении тратится большая мощность