いくつかの要因が電流の加熱効果につながります。私たちが電化製品を利用すると、それらが動作するセル内の化学反応によって、電気端子間に電圧変動が生じ、電子が移動します。電流の流れを維持するために、ソースはそのエネルギーを拡張する必要があります。このエネルギーの一部は、たとえば、電気で生成されたファンを使用するときにファンのブレードを動かすなど、いくつかの実用的なタスクを実行するために使用されます。残りのエネルギーは熱の形で利用または失われ、電化製品の温度が上昇します。抵抗のみのアプライアンス回路を使用すると、生成されたエネルギーは、熱と呼ばれるものとして完全に失われます。これは、電気によって引き起こされる熱効果の形で知られています。
電流の加熱効果を説明してください
では、電流の加熱効果について説明しましょう。
電流 (I) が抵抗 R の抵抗を流れると仮定します。V と呼ばれるバッテリー端子間の可能な差を考えてみましょう。t が電荷 Q が回路を流れる期間であると仮定します。電荷 Q を電位差 V だけ移動するのに必要な労力は、「V x I」です。したがって、ソースは V x 時間 (t) に相当するエネルギーを提供する必要があります。したがって、電源から供給される電気回路によって供給される電力は
P =V x Qt =V x I
エネルギーは、時間 t でソースによって回路に供給されます。これは、電力 x 時間である「P x t」です。抵抗器は、この追加エネルギーを熱の形で吸収します。したがって、固定された I と同様に一定の場合、瞬間 t に生成される H で表される熱の量は
H =V×I×t
電流の加熱効果のジュールの法則
著名な科学者ジェームズ プレスコットは、電流が流れている導体で 1 秒あたりに生成される熱量が、ワイヤの電気抵抗と電流の大きさに直接対応することを発見しました。電線を流れる電流によって放出または生成される熱は、ジュールで測定されます。
電流の加熱効果に関するジュールの第一法則
式 H =V x I x t のオームの法則を使用して、導体を流れる電気によって生成される熱の関係を明らかにするジュールの法則またはジュールの第 1 法則を決定できます。熱は、電流の 2 乗と、電化製品にかかる電気抵抗、および電化製品を使用した時間に比例します。加熱の「ジュールの法則」とも呼ばれます。式は次のとおりです:
H =I2×R×t
どこで、
- H は熱量を示します。
- I は、供給される電流の量を示します。
- R は、導体によって放出される電気抵抗の量または量です。
- t は、そのアプライアンスの動作中の時間を指します。
熱が電流の加熱効果に依存する要因
- 回路を流れる電流と電流の速度が一定であると仮定すると、発生する熱量はワイヤの電気抵抗に比例します。
- この導体で放出または生成される熱の量は、電気抵抗と電流供給が一定の場合、回路を流れる電流の量に比例します。
- 電気抵抗と電流の流れが一定である場合、電気の流れの使用によって生成または生成される熱の量は、流れの使用時間と直接相関します。
電流の加熱効果の応用
以下は、電流の加熱効果のアプリケーションを見つけることができるいくつかの一般的に使用されるデバイスです:
電気アイロン:絶縁体として見られる 1 つの鉄雲母の金属部分と電気コイルの間に位置します。鉄のコイルは、使用されている雲母を介して金属部品に移動する一定の電流の流れにより加熱または暖められます。しばらくすると、金属部分が非常に熱くなります。顧客の好みに応じて、さまざまな衣類にアイロンをかけるために使用されます。
電球:電球には固体の金属線があり、抵抗の高い金属であるタングステンでできています。この金属は、非中性ガスまたは空気との反応を防ぐために、不活性で非反応性の環境に保管されます。タングステン線に電流が流れると、熱くなったり熱くなったりして発光します。電源から電気回路に引き込まれる電気の大部分は、熱によって放出または放散されます。残りは光エネルギーとして放出または廃棄されます。使用されているタングステン フィラメントは、耐熱性が非常に高く、融点が高いため、使用時に急速に加熱されることはありません。
電気加熱:電気ヒーターでは、高抵抗のニクロム線が使用され、一般にコイルとして使用されます。コイルは、鉄板や陶土板のセラミック物質でできた溝に巻きつけられます。コイルに電流が流れると加熱され、後で調理鍋を温めるために利用されます。山では、外の寒い冬から部屋を暖かく保つために、電気暖房機が採用されています。
結論
電荷が導体を通過すると、導体内の電子によって流れる電流に対する抵抗が生じるため、過剰な熱が発生します。電流の抵抗を克服しようとすると、導体に熱が発生します。電流によって発生する電熱効果は、私たちの日常生活のさまざまな場面で利用されています。
