Định luật Jun-len-xơ là gì? Điện và công suất điện (Joule – Lenz)

Định luật Jun – Lenxơ là gì?

Định luật Jun – Lenxơ là một mô tả toán học về tốc độ điện trở trong mạch chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt. Nhà vật lý người Anh James Prescott Joule đã phát hiện ra vào năm 1840 rằng lượng nhiệt mỗi giây phát triển trong một dây mang dòng điện tỷ lệ thuận với điện trở của dây và bình phương của dòng điện. Ông xác định rằng nhiệt phát triển mỗi giây tương đương với năng lượng điện được hấp thụ, hoặc mất điện.

Một dạng định lượng của định luật Joule, là nhiệt phát triển mỗi giây, hoặc tổn thất điện năng, P, bằng với điện áp I bình phương nhân với điện trở R, hoặc P = I2R. Công suất P có đơn vị là watt, hoặc joules mỗi giây, khi dòng điện được biểu thị bằng ampe và điện trở trong ohms.

Công thức nào được sử dụng để tính nhiệt lượng sinh ra theo luật Joules?

Một dạng định lượng của định luật Joule là nhiệt phát triển mỗi giây, hoặc tổn thất điện năng, P, bằng với điện áp I bình phương nhân với điện trở R, hoặc P = I2R. Công suất P có đơn vị là watt, hoặc joules mỗi giây, khi dòng điện được biểu thị bằng ampe và điện trở trong ohms.

Năng lượng là sản phẩm của sức mạnh và thời gian, tính bằng giờ-giờ. 1.000 watt-giờ = 1 Kilowatt-giờ (viết tắt: kWh). Biến thể: sản phẩm của hiện tại và thời gian là Ampe-Giờ, còn được gọi là Giờ-giờ (viết tắt: AH). 1000 watt tiêu thụ trong 1 giờ = 1 kWh.

Công suất điện là gì?

Công suất điện được định nghĩa là tốc độ tiêu thụ năng lượng điện trong mạch điện. Đơn vị năng lượng SI là watt, là một jun mỗi giây. Mặc dù các nguồn như pin điện có thể cung cấp năng lượng điện, nhưng nó chủ yếu được sản xuất bởi máy phát điện. Với sự trợ giúp của lưới điện, năng lượng điện được cung cấp bởi ngành năng lượng cho gia đình và các ngành công nghiệp khác.

Làm thế nào để bạn tính toán công suất điện?

Đối với bất kỳ phần tử mạch nào, công suất bằng với chênh lệch điện áp trên phần tử nhân với dòng điện. Theo định luật Ohm, V = I.R, và do đó, có các dạng bổ sung của công thức công suất điện cho điện trở. Công suất được đo bằng đơn vị Watts (W), trong đó một watt bằng với Jun mỗi giây (1 W = 1 J / s).

Công thức nhiệt trong điện là gì?

Do đó hiệu ứng đốt nóng được tạo ra bởi một dòng điện, I thông qua một dây dẫn có điện trở, R trong một thời gian, t được cho bởi H = I2Rt. Phương trình này được gọi là phương trình gia nhiệt của Joule. 

Ai phát hiện ra điện?

Điện là một dạng năng lượng và nó xuất hiện trong tự nhiên, do đó, nó không được phát minh ra. Một số người cho rằng Franklin Franklin đã khám phá ra điện, nhưng các thí nghiệm của ông chỉ giúp thiết lập mối liên hệ giữa sét và điện, không gì khác.

Sự thật về việc phát hiện ra điện phức tạp hơn một chút so với một người đàn ông thả diều đó. Nó thực sự phải quay trở lại hơn hai nghìn năm. Vào khoảng năm 600 trước Công nguyên, người Hy Lạp cổ đại phát hiện ra rằng việc cọ xát lông lên hổ phách (nhựa cây hóa thạch) đã gây ra một sức hút giữa chúng – và vì vậy những gì người Hy Lạp phát hiện ra thực sự là tĩnh điện.

Nhưng đến thế kỷ 17, nhiều khám phá liên quan đến điện đã được thực hiện, như phát minh ra máy phát tĩnh điện sớm, phân biệt dòng điện dương và âm và phân loại vật liệu là chất dẫn điện hoặc chất cách điện.

Vào năm 1600, bác sĩ người Anh William Gilbert đã sử dụng từ tiếng Latin là điện tử để mô tả lực mà một số chất nhất định tác động khi cọ xát vào nhau. Vài năm sau, một nhà khoa học người Anh khác, Thomas Browne, đã viết một vài cuốn sách và ông đã sử dụng từ ngữ điện điện tử để mô tả các nghiên cứu của mình dựa trên công trình của Gilbert.

Năm 1752, Ben Franklin đã tiến hành thí nghiệm của mình với một con diều, một chiếc chìa khóa và một cơn bão. Điều này chỉ đơn giản chứng minh rằng tia sét và tia lửa điện nhỏ là cùng một thứ.

Điện có di chuyển với tốc độ ánh sáng hay không?

Một câu hỏi đơn giản mà có một câu trả lời phức tạp.

Đơn giản – không. Các electron trong một dây tạo thành dòng điện di chuyển rất chậm. Kim giây trên đồng hồ di chuyển nhanh hơn các điện tử. Tốc độ thực tế của các điện tử là khoảng 1,2 inch mỗi phút trong một mạch chiếu sáng gia đình điển hình.

Sóng điện từ, của dòng điện di chuyển gần bằng, nhưng không hoàn toàn bằng với tốc độ ánh sáng.

Hãy nghĩ về một ống đầy bóng. Nếu bạn đẩy thêm một quả bóng vào ống, quả bóng ở đầu kia sẽ ra ngay lập tức. Đây là lý do tại sao bật một công tắc đèn có hiệu quả ngay lập tức. Các electron trong dây đều đẩy nhau và do đó ánh sáng sẽ bật ngay lập tức.

Về lý thuyết, điện di chuyển với tốc độ ánh sáng và trong ứng dụng thực tế, điều này là đúng.

Tuy nhiên, trong thực tế, nó chậm hơn một chút vì electron từ nguyên tử số 1 phải băng qua không gian đến nguyên tử số 2 để va chạm electron của nó với nguyên tử số 3 trong dây. 

Truyền tải điện năng/ năng lượng không dây có khả thi?

Truyền tải không dây là có thể, nhưng hiệu quả của nó suy giảm đáng kể khi tăng thêm khoảng cách. Một số tiến bộ nhất định đã được thực hiện cho phép chuyển điện hiệu quả một cách hợp lý qua một vài feet và những thiết bị đó sẽ có một số ứng dụng. 

Tuy nhiên, bất cứ ai tuyên bố rằng họ có thể truyền điện qua khoảng cách xa (hàng km) ở cùng mức hiệu suất như dây dẫn đã phát hiện ra một sự thật mới về cách thức vũ trụ hoạt động mà không ai khác có thể khám phá, hoặc họ rất dốt lí.

Điện không phải là vật chất. Đó là một làn sóng năng lượng đang di chuyển liên tục từ quỹ đạo electron của một nguyên tử sang quỹ đạo electron của một nguyên tử khác mà nó đang chạm vào. Các dây dẫn tốt (như dây đồng) truyền năng lượng đó rất hiệu quả và rất nhanh (tốc độ ánh sáng). Không khí là nhạc trưởng tồi tệ nhất mà bạn có thể có để truyền điện. Các nguyên tử trong không khí cách xa nhau hơn các nguyên tử trong dây đồng, do đó năng lượng điện không chuyển động hoặc tiêu tán theo các hướng ngẫu nhiên. Do đó, không có cách nào tốt để chuyển điện qua không khí.

Hầu hết các nỗ lực để làm như vậy liên quan đến việc thay đổi điện thành một dạng năng lượng khác (sóng âm, vi sóng, chùm tia laser, v.v.) Và bất cứ khi nào bạn chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác, bạn sẽ bị mất hiệu suất.

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở công tỷ, chỉ khi viết bài cho Mingeek, anh ấy mới thật sự là chính mình. Anh muốn cho mọi người thấy rằng, khoa học không nhàm chán như trong SGK đâu!

Related Articles

Back to top button

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker