Ĵula leĝo
From Wikipedia, the free encyclopedia
En fiziko, ĵula leĝo estas leĝo pri varmo produktata de elektra kurento fluanta tra rezistanco (rezistilo, konduktanto, ktp). Ĝi estas esprimita kiel:
kie Q estas la energio (varmo) generata,
- I estas la kurento,
- R estas la elektra rezistanco de cirkvito, tra kiu fluas la kurento,
- td estas la tempodaŭro, dum kiu la varmo estas generata.
En ĉi tiu okazo, la kurento estas konsiderata kiel konstanta dum la tempodaŭro td.
Pro tio ke la energio Q disipita estas produto de povumo P kaj tempodaŭro td, la ĵula leĝo povas esti reskribita kun povumo. Tio estas ke la povumo P disipita en la rezistilo estas :
Por kompreni la kaŭzon de tia varmiĝa efiko en la konduktanto, oni devas memori ke la elektra kurento originas de movoj de elektraj ŝargoj, kiuj kolizias kontraŭ la atomoj de la medio, tra kiu ili trapasas; tiuj kunfrapoj kreas reziston al movoj de la elektraj ŝargoj, kiuj malrapidiĝas. Por cirkuligi fluon donitan kurenton, necesas suplementa povumo, kiu tiel estas konvertata al varmo.
Tia termika manifestaĵo estas nomata kiel ĵula varmiĝo aŭ ĵula efiko.
En SI-mezurunuoj, povumo estas en vato, energio en ĵulo, kurento en ampero, rezistanco en omo, tempo en sekundo.
La leĝo aplikeblas al ĉiu cirkvito kiu obeas leĝon de Omo, tio estas, kurento tra kiu estas proporcia kun la elektra tensio trans ĝi, aŭ alivorte, kiu povas esti karakterizita per rezistanco.
Leĝo de Omo esprimas ke, por elektra tensio V tra cirkvito de rezistanco R, la kurento tra ĝi estas :
Per preno de la kurento el ĉi tiu formulo, kaj per anstataŭo de ĝi en unu aŭ ambaŭ faktoroj de la ĵula leĝo kiel ĝi estas donita pli supre, rezultas:
La rilato P = VI estas reale pli ĝenerale aplikebla ol la ĵula leĝo, ĝi donas la momentan povumon aplikatan al cirkvito kun elektra tensio V sur ĝi, kaj kurento I tra ĝi, sendepende de tio ĉu la cirkvito obeas la leĝon de Omo.
Kun uzo de la formulo P = VI, la leĝo de Omo kaj la ĵula leĝo povas esti derivitaj unu de la alia.