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焦耳定律是设计电照明,电热器是怎么做的?

更新时间:2024-07-28

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编辑本段焦耳定理基本内容焦耳定理:①书面表达,电压通过导体产生的热量与电压的平方成反比,与导体的电阻成反比,与时间成反比的通电。BBc物理好资源网(原物理ok网)

②公式:焦耳定理的物理表达式:Q=I^2Rt,导入公式有Q=UIt和Q=U^2/R×t。 前面的公式是普遍适用的公式,导入的公式适用于纯内阻电路。BBc物理好资源网(原物理ok网)

③注意问题:电压所做的功全部形成热,即电能全部转化为内能,则Q=W。 电加热器和白炽灯属于上述类别。BBc物理好资源网(原物理ok网)

④串联电路中,导体两端电压相等,通电时间也相等。 根据焦耳定理可知,导体形成的热量与内阻成反比,即BBc物理好资源网(原物理ok网)

⑤并联电路中,导体两端的电流相等,通电时间也相等。 根据依据可知,电压通过导体产生的热量与导体的内阻成正比,即BBc物理好资源网(原物理ok网)

⑥电加热器:利用电压的热效应来加热的装置。 电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤箱都是常见的电加热器。 电加热器的主要部件是发热体,它是由内阻高、熔点高的内阻丝缠绕在绝缘材料上制成的。BBc物理好资源网(原物理ok网)

焦耳定理是定量描述通过传导电压将电能转化为热能的定理。BBc物理好资源网(原物理ok网)

1841年,法国化学家焦耳发现,载流导体中形成的热量Q(称为焦耳热)与电压I、导体电阻R和通电时间t的平方成反比。 该定律称为焦耳定理。BBc物理好资源网(原物理ok网)

采用国际单位制,其表达式为Q=I^2×Rt或热功率P=I^2×R,其中Q、I、R、t、P的单位为焦耳、安培、欧姆、秒和瓦特。BBc物理好资源网(原物理ok网)

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焦耳定理是设计电照明、电加热设备和估算各种电气设备温升的重要公式。BBc物理好资源网(原物理ok网)

焦耳定理在串联电路中的应用:BBc物理好资源网(原物理ok网)

在串联电路中,电压相等焦耳定律三个公式推导,内阻越大,形成的热量越多。BBc物理好资源网(原物理ok网)

焦耳定理在并联电路中的应用:BBc物理好资源网(原物理ok网)

在并联电路中,电流相等。 通过修改后的公式,W=Q=Pt=U^2/R×t,当U一定时,R越大,Q越小。BBc物理好资源网(原物理ok网)

需要注意的是,焦耳定理和电功率公式W=UIt适用于任何设备和发热的估算,即只有在电加热器(纯内阻电路)这样的电路中才能Q=W=UIt=I ^2Rt=U^2/R×t。BBc物理好资源网(原物理ok网)

另外,焦耳定理也可以转化为Q=IRQ(前面的Q是电荷,单位是库仑(c))。BBc物理好资源网(原物理ok网)

图为焦耳定理的实验图。BBc物理好资源网(原物理ok网)

1.正确理解和运用焦耳定理BBc物理好资源网(原物理ok网)

焦耳定理是一个实验定理,有着广泛的应用。 当遇到电压的热效应问题时,例如估算电压通过某个电路时释放的热量; 比较某个电路或导体所释放的热量,即从电压热效应的角度考虑电路的要求时,可以使用焦耳定理。BBc物理好资源网(原物理ok网)

从焦耳定理的公式可以看出焦耳定律三个公式推导,电压通过导体产生的热量与电压硬度的平方成反比,与导体内阻成反比,与通电时间成反比。BBc物理好资源网(原物理ok网)

如果电压所做的功全部用来形成热量。 即,W=UIt。BBc物理好资源网(原物理ok网)

根据欧姆定理,有W=I^2Rt。BBc物理好资源网(原物理ok网)

需要说明的是,W=U^2/R×t 和 W=I^2R×t 不是焦耳定理,而是由欧姆定理推导出来的,只有在做功的条件下才能转化为热能。电压成立。 对于电炉、电烙铁、电灯等家用电器来说,这两个公式相当于焦耳定理。BBc物理好资源网(原物理ok网)

使用焦耳定律公式进行估算时,公式中的各个化学量应对应于同一导体或同一段电路,这与使用欧姆定律时的对应关系相同。 当标题中出现多个数学量时,应在其上添加铰链以显示差异。BBc物理好资源网(原物理ok网)

注:W=UIt=Pt适用于所有电路,而W=I^2Rt=U^2/R×t仅用于纯内阻电路(均用于发热)。 推至公式 W=PtP=UIU=IRQ=WBBc物理好资源网(原物理ok网)

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