Joulov zakon.
Da bi Joulov zakon ustrezno osvetlili, se spomnimo trkov, do katerih
prihaja, ko se nosilci naboja prerivajo skozi prevodno snov, oziroma
sile upora, ki je električni ravno nasprotna. Vsak trk pomeni za
delec izgubo njegove kinetične energije, ta pa se kaže v povečanju
notranje energije snovi. Imejmo prevoden kanal, ki je priključen na
vir napetosti U, skozi njega pa je elekrični tok jakosti I
(slika 1).
V intervalu
Dt bo katerikoli
presek kanala prečkala enaka monožina naboja
DQ
= IDt.
Ravno tolikšna množina bo hkrati tudi vstopila in izstopila iz
kanala in enaka množina naboja se bo premaknila tudi skozi vir. Če
je tako, potem bo delo DAe
električnih sil v kanalu v času Dt
enako vsoti produktov naboja DQ
in delnih napetosti DU
(potencialnih razlik, ki jih posamezni naboji
DQ pretečejo), kar
je enako tudi produktu naboja DQ
in napetosti U, DAe
=
DQU; to delo je
hkrati enako tudi sproščeni toploti
DWt v
kanalu oziroma delu DAg
neelektrične sile v viru, ki je v času
Dt potisnila naboj
DQ od negativne do
pozitivne sponke:
Zgled 1.
Če priključimo grelec za vodo na vir napetosti 300 V, je skozi njega
tok 15 A. Koliko toplote se sprosti v njem v 3 minutah?
Þ
Sproščena toplota je:
Elektrotehniki izražamo energijo
najpogostejev kilo-, mega- ali gigavatnih-urah (za razliko od
fizikov, ki izražajo delo ali energijo praviloma v džulih).
|