* 電子衝突: 電流を運ぶ電子は、導体の材料内の原子と絶えず衝突します。これらの衝突は、移動する電子から原子にエネルギーを伝達し、それらの振動を増加させます。
* 振動の増加=熱: この原子の振動の増加は、私たちが熱として認識しているものです。衝突が多いほど、より多くのエネルギーが移動し、指揮者が熱くなります。
* 抵抗: 導体の抵抗は、電子がそれを流れるのがどれほど難しいかの尺度です。抵抗が高くなると、衝突が増え、エネルギーの移動が増え、したがって熱が生成されることを意味します。
ここに単純化された類推があります:
電子を迷路の中を転がす小さなボールを想像してください。迷路の壁は導体の原子を表しています。迷路がより複雑で狭くなるほど(抵抗が高くなります)、ボールがナビゲートしようとするときにボールが衝突し、摩擦と熱を生成します。
熱生成に影響する重要な要因:
* 電流: 電流が高いということは、より多くの電子が流れることを意味し、より多くの衝突とより多くの熱につながります。
* 抵抗: 抵抗が高いということは、より多くの衝突とより多くの熱を意味します。
* 時間: 電流が長くなるほど、熱が生成されます。
式:
導体で発生した熱は、Jouleの法則を使用して計算されます。
heat(q)=i²rt
どこ:
* i 電流です(アンペア)
* r 抵抗は(オームで)
* t 時間です(秒単位)
この式は、生成された電流、抵抗、時間、および熱の直接的な関係を示しています。