ジュール・レンツの法則

ワイヤの抵抗に打ち勝って電流が働き、その間にワイヤ内に熱が発生します。自由電子は移動中に原子や分子と衝突し、これらの衝突中に、移動する電子の機械エネルギーが熱エネルギーに変換されます。

導体を流れる電流の強さに対する熱エネルギーの依存性は、ジュールレンツの法則によって決まります。ワイヤに電流が流れると、ワイヤ内の電流によって発生する熱の量は、電流の 2 乗の強さ、ワイヤの抵抗の大きさ、および電流の継続時間に正比例します。 。

熱量が文字 Q で示され、a の電流の強さが A、抵抗がオームで R、時間が秒で t である場合、ジュール レンツの法則は数学的に次のように表すことができます。

Q = aI2Rt

NS a = 1 の場合、熱量 Q はジュールになります。 NSpa a = 0.24 少ないカロリーで熱量Qが得られます。抵抗 1 オームのワイヤに 1 A の電流が 1 秒間流れるため、係数 0.24 が式に現れます。 0.24 カロリーの小さな熱を放出します。 小さなカロリーは熱量を測る単位となります。低カロリーは、1 g の水を 1 ℃ 加熱するのに必要な熱量に相当します。

この法則は、1840 年に英国の物理学者ジェームズ ジュールとロシアの物理学者エミリー クリスティアーノヴィチ レンツによって独自に発見されました。この物理法則は、電流が導体を通過するときに導体で放出される熱量 Q を決定します。

したがって、電流が流れると導体内で常に熱が発生します。ただし、ワイヤーや電気機器を過度に加熱すると損傷する可能性があるため、許可しないでください。過熱は特に次の場合に危険です。 短絡 ワイヤ、つまり消費者に電気エネルギーを供給するワイヤの電気接続。

短絡が発生した場合、電流の下に残るワイヤの抵抗は通常無視できるほどであるため、電流は大きな力に達し、事故を引き起こすほどの量の熱が放出されます。短絡や過熱を防ぐために、回路には次のものが含まれています。 ヒューズ…それらは、電流が特定の値に達するとすぐに燃える細いワイヤーまたはプレートの小さな破片です。ヒューズの選択は、ワイヤの断面積に応じて行われます。

以下も参照してください。 感電するとワイヤーがどのように加熱されるのか