有甲、乙两个电阻,已知R甲:R乙=1:2.若将两个电阻串联在同一电路
例如: 电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉都是电热器.
电热器重要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的,电流通过电阻丝发出热量.
电热器清洁卫生,没有环境污染;热效率高;有的还可以方便地控制和调节温度等优点.
例如:电褥、电烘箱;家禽电热孵卵器,引发炸药的电热装置乃至高空飞行服里的电热保温装置,都是电热器,它们有不同的构造和用途,但原理都这样.
二、防止电热的危害
在电动机里,电流所做的功主要用来做机械功,但电流通过电动机里的电阻也会要产生热量这样的电路我们叫它非纯电阻电路),会使导线温度升高,温度超过绝缘材料的耐热温度,绝缘材料会迅速老化甚至可能烧坏,这就需要考虑散热,还要加快散热,有的电动机里随电动机转动装有风扇,同时把外壳作成如图所示的形状,都是为了迅速散热.
收音机、电视机等用电器也都是考虑散热,它们的机壳上都有散热孔.
电热和电功:
电热和电功是两个完全不同的概念,只有在纯电阻电路中(如电炉、电烙铁、电熨斗等),电流做功消耗的电能全部转化成内能时,电热在数量上才与电功相等,Q=I2Rt=W=UIt=Pt=U2t/R,若导体不是纯电阻电路(如电动机,电视机,电冰箱等)。W=UIt=Pt>Q =I2Rt,电功中只有一部分转化为内能,还有一部分转化为其他形式的能量。
考点名称:焦耳定律及计算公式
焦耳的定律及公式:
焦耳定律或焦耳-冷次定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。1841年,英国物理学家詹姆斯·焦耳发现载流导体中产生的热量Q(称为焦耳热)与电流I的平方、导体的电阻R和通电时间t成比例。而在1842年时,俄国物理学家海因里希·楞次也独立发现上述的关系,因此也称为“焦耳-冷次定律”。
采用国际单位制时,焦耳定律的表达式为:
Q = I2Rt 或 P = I2R
其中Q(热量)、I(电流)、R(电阻)、t(时间)、P(热功率)各量的单位依次为焦耳、安培、欧姆、秒和瓦特。
焦耳定律是设计电照明,电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。
与欧姆定律的关系:
根据欧姆定律:
U=IR
焦耳定律的公式亦可表示为:
关于焦耳定律的历史:
关于导体中通过的电流与所产生的热量之间的定律。1840年由詹姆斯·普雷斯科特·焦耳提出。定律揭示了电流通过导线时所产生的热量和导线的电阻与电流平方的乘积成比例,即
H=0.24IRt
式中H 为产生的总热量,单位为卡;I 为电流,单位为安;R 为电阻,单位为欧;t为时间,单位为秒;0.24为由实验定出的比例常量。
焦耳是通过实验测定发现这个定律的。但是从理论上也不难理解,当电流的大小不变,产生的热量全部来源于电荷通过导体失去的势能。电荷的数量为It,失去的势能为W,W=RIt。因此,在单位时间中转变为热的电能为RI(焦),或者说在导体上消耗的电功率P为
P=RI(瓦)
焦耳定律是设计电照明,电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。
焦耳定律在串联电路中的运用:
在串联电路中,电流是相等的,则电阻越大时,产生的热越多。
焦耳定律在并联电路中的运用:
在并联电路中,电压是相等的,通过变形公式,W=Q=Pt=(U^2/R)×t,当U定时,R越大则Q越小。
需要注明的是,焦耳定律与电功公式W=UIt适任何元件及发热的计算,即只有在像电热器这样的电路(纯电阻电路)中才可用Q=W=UItq=I^2×Rt =(U^2/R)×t。
另外,焦耳定律还可变形为Q=IRq(后面的Q是电荷量,单位库仑(c))。
在热力学中指,气体的内能只是温度的函数,与体积无关。即内能对体积的偏导数为零。
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