जौल-लेन्झ कायदा

वायरच्या प्रतिकारावर मात करून, विद्युत प्रवाह कार्य करतो, ज्या दरम्यान वायरमध्ये उष्णता निर्माण होते. त्यांच्या हालचालीतील मुक्त इलेक्ट्रॉन्स अणू आणि रेणूंशी आदळतात आणि या टक्करांदरम्यान फिरत्या इलेक्ट्रॉनची यांत्रिक ऊर्जा थर्मल एनर्जीमध्ये रूपांतरित होते.

कंडक्टरमधील विद्युत् प्रवाहाच्या सामर्थ्यावर थर्मल ऊर्जेचे अवलंबित्व जौल-लेन्झ कायद्याद्वारे निर्धारित केले जाते. जेव्हा तारेमधून विद्युत प्रवाह वाहतो तेव्हा तारेतील विद्युत् प्रवाहामुळे निर्माण होणार्‍या उष्णतेचे प्रमाण दुसर्‍या पॉवरकडे घेतलेल्या विद्युत् प्रवाहाच्या ताकदीच्या, वायरच्या प्रतिकाराची तीव्रता आणि विद्युत् प्रवाहाचा कालावधी यांच्या थेट प्रमाणात असते. .

जर उष्णतेचे प्रमाण Q अक्षराने दर्शवले असेल, तर a मधील वर्तमान सामर्थ्य A असेल, ohms मध्ये प्रतिरोध — R आणि सेकंदात वेळ — t असेल, तर गणितीयदृष्ट्या जौल-लेन्झ नियम खालीलप्रमाणे दर्शविला जाऊ शकतो:

Q = aI2Rt

NS a = 1 साठी, उष्णतेचे प्रमाण Q जूल असेल. NSpa a = 0.24 उष्णतेचे प्रमाण Q लहान कॅलरीजमध्ये मिळते. 0.24 हा घटक सूत्रामध्ये दिसतो कारण 1 सेकंदासाठी 1 ओम प्रतिरोधक तारामध्ये 1 A चा विद्युतप्रवाह असतो. 0.24 लहान कॅलरी उष्णता देते. उष्णतेचे प्रमाण मोजण्यासाठी एक लहान कॅलरी एक युनिट म्हणून काम करते. एक लहान उष्मांक 1 ग्रॅम पाणी 1 डिग्री सेल्सिअसने गरम करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या उष्णतेच्या प्रमाणात असते.

हा कायदा इंग्लिश भौतिकशास्त्रज्ञ जेम्स जौल आणि रशियन भौतिकशास्त्रज्ञ एमिली क्रिस्टियानोविच लेन्झ यांनी 1840 मध्ये स्वतंत्रपणे शोधला होता. हा भौतिक नियम कंडक्टरमधून जेव्हा विद्युत प्रवाह जातो तेव्हा त्यात सोडलेल्या उष्णतेचे प्रमाण निर्धारित करतो.

त्यामुळे कंडक्टरमध्ये नेहमी उष्णता निर्माण होते जेव्हा त्यातून विद्युत प्रवाह वाहतो. तथापि, तारा आणि विद्युत उपकरणे जास्त गरम करण्याची परवानगी देऊ नये, कारण यामुळे त्यांचे नुकसान होईल. ओव्हरहाटिंग विशेषतः धोकादायक असते तेव्हा शॉर्ट सर्किट तारा, म्हणजे, ग्राहकांना विद्युत ऊर्जा पुरवणाऱ्या तारांच्या विद्युत कनेक्शनमध्ये.

शॉर्ट सर्किट झाल्यास, विद्युतप्रवाहाखाली उरलेल्या तारांचा प्रतिकार सहसा नगण्य असतो, त्यामुळे विद्युतप्रवाह मोठ्या शक्तीपर्यंत पोहोचतो आणि उष्णता इतक्या प्रमाणात सोडली जाते की त्यामुळे अपघात होतो. शॉर्ट सर्किट्स आणि ओव्हरहाटिंगपासून संरक्षण करण्यासाठी, सर्किटमध्ये समाविष्ट आहे फ्यूज… ते पातळ वायर किंवा प्लेटचे छोटे तुकडे असतात जे विद्युत प्रवाह विशिष्ट मूल्यापर्यंत पोहोचताच जळतात. तारांच्या क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रावर अवलंबून फ्यूजची निवड केली जाते.

हे देखील पहा: इलेक्ट्रिक शॉकने वायर कशी गरम होते