欧姆定律的简述是:在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。该定律是由德国物理学家乔治·西蒙·欧姆1826年4月发表的《金属导电定律的测定》论文提出的。即欧姆定律研究的是电压、电流和电阻之间的关系,它只适用于纯电阻电路中。
焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。其内容是:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。它可适用于任何电路。
焦耳定律
Joule’s law
电流通过导体时产生热量的规律 。1840年,J.P.焦耳由实验得出,电流通过导体时产生的热量Q(称为焦耳热)与电流强度I的平方、导体的电阻R和通电时间t成正比,即
Q=I2Rt式中I、R、t和Q的单位分别是安培、欧姆、秒和焦耳。因1842年H.F.E. 楞次独立发现了同样结果,故又称焦耳-楞次定律。
单位时间散发的热量称为热功率,P=Q/t。利用欧姆定律 U=IR,可将焦耳定律表为 P=IU ,式中U是电压。利用电流密度j和热功率密度p(单位体积的热功率),得出焦耳定律的微分形式为
式中E是电场强度;σ是导体的电导率。
电流通过导体时,电场力对电荷作功,电势能转化为热能,导致热量散发,这就是电流热效应的根源。焦耳定律实际上是普遍的能量守恒定律应用于通电导体的结果。
电流热效应有广泛的应用,电炉、白炽灯、电烙铁、电烘箱、 用于过电流保护的熔丝(保险丝)等都是利用焦耳热工作的。电流热效应有时也有害,例如输电线路中散发的焦耳热降低了电能的传输效率,甚至会烧坏导线的绝缘层,引起漏电、触电;在发电机、电动机、变压器的绕组中也有同样的问题,需要用水、氢气或油冷却。各种电学仪表、家用电器等都有一定额定电压,一旦外加电压超过此值就有可能发热烧坏。
欧姆定理:(定义)在同一电路中,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反 比。
(公式)I=U/R
焦耳定理:(定义)电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通 电的时间成正比。
(公式)Q=I²RT(适用于所有电路)
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