Работа тока. Закон Джоуля — Ленца

Работа тока

Работу электрического поля по перемещению свободных зарядов в проводнике называют работой тока. При перемещении заряда q вдоль проводника поле совершает работу А = qU (см. § 53), где U — разность потенциалов на концах проводника. Поскольку q = It, работу тока можно записать в виде

А = Ult.

Закон Джоуля — Ленца

Джоуль — Ленц

Рассмотрим практически важный случай, когда основным действием тока является тепловое действие. В таком случае согласно закону сохранения энергии количество теплоты, выделившееся в проводнике, равно работе тока: Q = А. Поэтому

Q = IUt. (1)

1. Докажите, что количество теплоты Q, выделившееся в проводнике с током, выражается также формулами

количество теплоты

Подсказка. Воспользуйтесь формулой (1) и законом Ома для участка цепи.

Мы вывели формулы (1)—(3), используя закон сохранения энергии, но исторически соотношение Q = I²Rt независимо друг от друга установили на опыте российский учёный Эмилий Христианович Ленц и английский учёный Дж. Джоуль за несколько лет до открытия закона сохранения энергии.

Закон Джоуля — Ленца: количество теплоты, выделившееся за время t в проводнике сопротивлением R, сила тока в котором равна I, выражается формулой

Q = I²Rt.

Продолжение >>>