ნებისმიერ გამტარში მოძრაობს, ელექტრული დენი გადასცემს მას გარკვეულ ენერგიას, რაც იწვევს გამტარის გაცხელებას. ენერგიის გადაცემა ხორციელდება მოლეკულების დონეზე: დირიჟორის იონებთან ან ატომებთან დენის ელექტრონების ურთიერთქმედების შედეგად ენერგიის ნაწილი რჩება ამ უკანასკნელთან.
დენის თერმული ეფექტი იწვევს გამტარის ნაწილაკების უფრო სწრაფ მოძრაობას. შემდეგ მისი შინაგანი ენერგია იზრდება და გარდაიქმნება სითბოდ.
გაანგარიშების ფორმულა და მისი ელემენტები
დენის თერმული ეფექტი შეიძლება დადასტურდეს სხვადასხვა ექსპერიმენტებით, სადაც დენის მუშაობა გადადის შიდა გამტარ ენერგიაში. ამავდროულად, ეს უკანასკნელი იზრდება. შემდეგ გამტარი აძლევს მას მიმდებარე სხეულებს, ანუ სითბოს გადაცემა ხორციელდება გამტარის გახურებით.
გამოთვლის ფორმულა ამ შემთხვევაში ასეთია: A=UIt.
სითბოს რაოდენობა შეიძლება აღვნიშნოთ Q-ით. შემდეგ Q=A ან Q=UIt. იმის ცოდნა, რომ U=IR,გამოდის Q=I2Rt, რომელიც ჩამოყალიბდა ჯოულ-ლენცის კანონში.
დენის თერმული მოქმედების კანონი - ჯოულ-ლენცის კანონი
გამტარი, სადაც ელექტრული დენი მიედინება, მრავალი მეცნიერის მიერ იქნა შესწავლილი. თუმცა, ყველაზე თვალსაჩინო შედეგი ინგლისელმა ჯეიმს ჯულმა და რუსმა ემილ ხრისტიანოვიჩ ლენცმა მიაღწიეს. ორივე მეცნიერი ცალ-ცალკე მუშაობდა და ექსპერიმენტების შედეგებზე დაფუძნებული დასკვნები ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად გაკეთდა.
მიიღეს კანონი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეაფასოთ გამტარზე დენის მოქმედების შედეგად მიღებული სითბო. მათ მას ჯოულ-ლენცის კანონი უწოდეს.
მოდი პრაქტიკაში განვიხილოთ დენის თერმული ეფექტი. მიიღეთ შემდეგი მაგალითები:
- ჩვეულებრივი ნათურა.
- გამათბობლები.
- ფიუტი ბინაში.
- ელექტრული რკალი.
ინკანდესენტური ნათურა
დენის თერმულმა ეფექტმა და კანონის აღმოჩენამ ხელი შეუწყო ელექტროტექნიკის განვითარებას და გაზარდა ელექტროენერგიის გამოყენების შესაძლებლობები. როგორ გამოიყენება კვლევის შედეგები, ჩანს ჩვეულებრივი ინკანდესენტური ნათურის მაგალითზე.
იგი შექმნილია ისე, რომ ვოლფრამის მავთულისგან დამზადებული ძაფი შიგნიდან იჭიმება. ეს ლითონი ცეცხლგამძლეა მაღალი წინააღმდეგობით. ნათურაზე გავლისას ხდება ელექტრული დენის თერმული ეფექტი.
გამტარის ენერგია გარდაიქმნება სითბოდ, სპირალი თბება და იწყებს ნათებას. ნათურის მინუსი მდგომარეობს ენერგიის დიდ დანაკარგებში, რადგან მხოლოდ ამის გამოენერგიის მცირე ნაწილი, ის იწყებს ბზინვარებას. ძირითადი ნაწილი უბრალოდ თბება.
ამის უკეთ გასაგებად შემოღებულია ეფექტურობის ფაქტორი, რომელიც აჩვენებს მუშაობის ეფექტურობას და ელექტროენერგიად გადაქცევას. დენის ეფექტურობა და თერმული ეფექტი გამოიყენება სხვადასხვა სფეროში, რადგან ამ პრინციპის საფუძველზე დამზადებული მრავალი მოწყობილობაა. უფრო მეტად ეს არის გათბობის მოწყობილობები, ელექტრო ღუმელები, ქვაბები და სხვა მსგავსი მოწყობილობები.
გამათბობელი მოწყობილობების მოწყობილობა
ჩვეულებრივ, გათბობის ყველა მოწყობილობის დიზაინში არის ლითონის სპირალი, რომლის ფუნქციაა გათბობა. თუ წყალი თბება, მაშინ კოჭა იზოლირებულია და ასეთ მოწყობილობებში შენარჩუნებულია ბალანსი ქსელიდან ენერგიასა და სითბოს გაცვლას შორის.
მეცნიერებს მუდმივად უწევთ გამოწვევა, შეამცირონ ენერგიის დანაკარგები და იპოვონ საუკეთესო გზები და ყველაზე ეფექტური სქემები მათი განხორციელებისთვის, რათა შემცირდეს დენის თერმული ეფექტი. მაგალითად, გამოიყენება ელექტროენერგიის გადაცემის დროს ძაბვის გაზრდის მეთოდი, რითაც მცირდება მიმდინარე ძალა. მაგრამ ეს მეთოდი, ამავე დროს, ამცირებს ელექტროგადამცემი ხაზების მუშაობის უსაფრთხოებას.
კვლევის კიდევ ერთი სფეროა მავთულის შერჩევა. ყოველივე ამის შემდეგ, სითბოს დაკარგვა და სხვა მაჩვენებლები დამოკიდებულია მათ თვისებებზე. გარდა ამისა, გათბობის მოწყობილობების მუშაობის დროს, დიდი რაოდენობით ენერგია გამოიყოფა. ამიტომ, სპირალები მზადდება სპეციალურად ამ მიზნით შექმნილი მასალისგან, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს მაღალ დატვირთვას, მასალებს.
ბინის ფუჟები
სპეციალური საკრავები გამოიყენება ელექტრული სქემების დაცვისა და უსაფრთხოების გასაუმჯობესებლად. ძირითადი ნაწილი არის მავთული, რომელიც დამზადებულია დაბალი დნობის ლითონისგან. იგი გადის ფაიფურის კორპში, აქვს ხრახნიანი ძაფი და კონტაქტი ცენტრში. კორკი ჩასმულია ფაიფურის კოლოფში მდებარე კარტრიჯში.
ტყვიის მავთული საერთო ჯაჭვის ნაწილია. თუ ელექტრული დენის თერმული ეფექტი მკვეთრად გაიზარდა, გამტარის ჯვარი არ გაუძლებს და ის დაიწყებს დნობას. ამის შედეგად ქსელი გაიხსნება და მიმდინარე გადატვირთვები არ მოხდება.
ელექტრული რკალი
ელექტრული რკალი არის ელექტრო ენერგიის საკმაოდ ეფექტური გადამყვანი. იგი გამოიყენება ლითონის კონსტრუქციების შედუღებისას და ასევე ემსახურება როგორც მძლავრი სინათლის წყაროს.
მოწყობილობა დაფუძნებულია შემდეგზე. აიღეთ ორი ნახშირბადის ღერო, შეაერთეთ სადენები და მიამაგრეთ ისინი საიზოლაციო დამჭერებში. ამის შემდეგ ღეროები უერთდება დენის წყაროს, რომელიც იძლევა მცირე ძაბვას, მაგრამ გათვლილია დიდ დენზე. შეაერთეთ რეოსტატი. ქალაქის ქსელში ნახშირის ჩართვა აკრძალულია, რადგან ამან შეიძლება გამოიწვიოს ხანძარი. თუ ერთ ნახშირს მეორეს შეეხებით, ხედავთ, რამდენად ცხელა ისინი. უმჯობესია არ შეხედოთ ამ ალი, რადგან ის საზიანოა თვალისთვის. ელექტრული რკალი გამოიყენება ლითონის დნობის ღუმელებში, ასევე ისეთ მძლავრ განათების მოწყობილობებში, როგორიცაა პროჟექტორები, კინოპროექტორები და ა.შ.
