La legge di Joule-Lenz

Superando la resistenza del filo, la corrente elettrica funziona, durante la quale si genera calore nel filo. Gli elettroni liberi nel loro movimento si scontrano con atomi e molecole e durante queste collisioni l'energia meccanica degli elettroni in movimento viene convertita in energia termica.

La dipendenza dell'energia termica dall'intensità della corrente nel conduttore è determinata dalla legge di Joule-Lenz. Quando una corrente elettrica scorre attraverso un filo, la quantità di calore generata dalla corrente nel filo è direttamente proporzionale all'intensità della corrente portata alla seconda potenza, all'entità della resistenza del filo e alla durata della corrente .

Se la quantità di calore è indicata dalla lettera Q, la forza attuale in a è A, la resistenza in ohm - R e il tempo in secondi - t, quindi matematicamente la legge di Joule-Lenz può essere rappresentata come segue:

Q = aI2Rt

NSper a = 1, la quantità di calore Q sarà joule. NSpa a = 0,24 la quantità di calore Q si ottiene in piccole calorie. Il fattore 0,24 appare nella formula perché una corrente di 1 A in un filo di resistenza 1 ohm per 1 secondo. emana 0,24 piccole calorie di calore. Una piccola caloria serve come unità per misurare la quantità di calore. Una piccola caloria è uguale alla quantità di calore necessaria per riscaldare 1 g di acqua di 1 °C.

Questa legge fu scoperta indipendentemente nel 1840 dal fisico inglese James Joule e dalla fisica russa Emily Kristianovich Lenz. Questa legge fisica determina la quantità di calore Q rilasciato in un conduttore quando viene attraversato da una corrente elettrica.

Quindi il calore viene sempre generato in un conduttore quando la corrente lo attraversa. Tuttavia, non dovrebbe essere consentito un riscaldamento eccessivo di cavi e dispositivi elettrici, poiché ciò li danneggerebbe. Il surriscaldamento è particolarmente pericoloso quando corto circuito fili, cioè nella connessione elettrica di fili che forniscono energia elettrica al consumatore.

In caso di cortocircuito, la resistenza dei fili che rimangono sotto la corrente è solitamente trascurabile, la corrente raggiunge quindi una forza elevata e il calore viene rilasciato in quantità tale da provocare un incidente. Per proteggere da cortocircuiti e surriscaldamento, il circuito include fusibili… Sono piccoli pezzi di filo sottile o lastra che bruciano non appena la corrente raggiunge un certo valore. La scelta dei fusibili viene effettuata in base all'area della sezione trasversale dei fili.

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