जूल-लेनज़ कानून

तार के प्रतिरोध पर काबू पाने से विद्युत धारा काम करती है, जिसके दौरान तार में गर्मी उत्पन्न होती है। उनके संचलन में मुक्त इलेक्ट्रॉन परमाणुओं और अणुओं से टकराते हैं, और इन टकरावों के दौरान गतिमान इलेक्ट्रॉनों की यांत्रिक ऊर्जा तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

कंडक्टर में करंट की ताकत पर तापीय ऊर्जा की निर्भरता जूल-लेनज़ कानून द्वारा निर्धारित की जाती है। जब एक तार के माध्यम से एक विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो तार में धारा द्वारा उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा सीधे दूसरी शक्ति के लिए ली गई धारा की शक्ति, तार के प्रतिरोध के परिमाण और धारा की अवधि के समानुपाती होती है। .

यदि गर्मी की मात्रा को अक्षर Q द्वारा निरूपित किया जाता है, तो a में वर्तमान शक्ति A है, ओम में प्रतिरोध - R और सेकंड में समय - t, तो गणितीय रूप से जूल-लेनज़ नियम को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

क्यू = aI2Rt

NS = 1 के लिए, ऊष्मा Q की मात्रा जूल होगी। NSpa a = 0.24 ऊष्मा Q की मात्रा छोटी कैलोरी में प्राप्त होती है। कारक 0.24 सूत्र में प्रकट होता है क्योंकि 1 ओम प्रतिरोध के एक तार में 1 सेकंड के लिए 1 ए की धारा होती है। गर्मी की 0.24 छोटी कैलोरी देता है। एक छोटी कैलोरी ऊष्मा की मात्रा को मापने के लिए एक इकाई के रूप में कार्य करती है। एक छोटी कैलोरी 1 ग्राम पानी को 1 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए आवश्यक गर्मी की मात्रा के बराबर होती है।

यह कानून स्वतंत्र रूप से 1840 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जेम्स जूल और रूसी भौतिक विज्ञानी एमिली क्रिस्टियानोविच लेनज़ द्वारा खोजा गया था। यह भौतिक नियम एक कंडक्टर में जारी गर्मी क्यू की मात्रा निर्धारित करता है जब एक विद्युत प्रवाह इसके माध्यम से गुजरता है।

इसलिए किसी चालक में ऊष्मा हमेशा उत्पन्न होती है जब उसमें धारा प्रवाहित होती है। हालांकि, तारों और बिजली के उपकरणों को अत्यधिक गर्म करने की अनुमति नहीं दी जानी चाहिए, क्योंकि इससे उन्हें नुकसान होगा। ज़्यादा गरम करना विशेष रूप से खतरनाक होता है जब शार्ट सर्किट तार, यानी उपभोक्ता को विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति करने वाले तारों के विद्युत कनेक्शन में।

शॉर्ट सर्किट की स्थिति में, करंट के नीचे बचे तारों का प्रतिरोध आमतौर पर नगण्य होता है, इसलिए करंट एक बड़े बल तक पहुँचता है और गर्मी इतनी मात्रा में निकलती है कि यह दुर्घटना का कारण बनती है। शॉर्ट सर्किट और ओवरहीटिंग से बचाने के लिए सर्किट में शामिल हैं फ़्यूज़… वे पतले तार या प्लेट के छोटे टुकड़े होते हैं जो करंट के एक निश्चित मान तक पहुँचते ही जल जाते हैं। फ़्यूज़ का चुनाव तारों के क्रॉस-आंशिक क्षेत्र के आधार पर किया जाता है।

यह सभी देखें: बिजली का झटका तार को कैसे गर्म करता है