Hukum Joule-Lenz

Mengatasi hambatan kawat, arus listrik bekerja, di mana panas dihasilkan di dalam kawat. Elektron bebas dalam gerakannya bertabrakan dengan atom dan molekul, dan selama tumbukan ini energi mekanik elektron yang bergerak diubah menjadi energi panas.

Ketergantungan energi termal pada kekuatan arus dalam konduktor ditentukan oleh hukum Joule-Lenz. Ketika arus listrik mengalir melalui kawat, jumlah panas yang dihasilkan oleh arus di kawat berbanding lurus dengan kekuatan arus yang dibawa ke pangkat kedua, besarnya hambatan kawat, dan durasi arus .

Jika jumlah panas dilambangkan dengan huruf Q, kekuatan arus dalam a adalah A, resistansi dalam ohm — R dan waktu dalam detik — t, maka secara matematis hukum Joule-Lenz dapat direpresentasikan sebagai berikut:

Q = aI2Rt

NS untuk a = 1, jumlah kalor Q adalah joule. NSpa a = 0,24 jumlah kalor Q diperoleh dalam jumlah kalori kecil. Faktor 0,24 muncul dalam rumus karena arus 1 A dalam kawat dengan resistansi 1 ohm selama 1 detik. mengeluarkan 0,24 kalori kecil dari panas. Kalori kecil berfungsi sebagai unit untuk mengukur jumlah panas. Kalori kecil sama dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 g air hingga 1 °C.

Hukum ini ditemukan secara independen pada tahun 1840 oleh fisikawan Inggris James Joule dan fisikawan Rusia Emily Kristianovich Lenz. Hukum fisika ini menentukan jumlah panas Q yang dilepaskan dalam sebuah konduktor ketika arus listrik melewatinya.

Jadi panas selalu dihasilkan dalam konduktor ketika arus mengalir melaluinya. Namun, pemanasan kabel dan perangkat listrik yang berlebihan tidak boleh dibiarkan, karena akan merusaknya. Terlalu panas sangat berbahaya saat arus pendek kabel, yaitu pada sambungan listrik kabel yang memasok energi listrik ke konsumen.

Jika terjadi korsleting, resistansi kabel yang tertinggal di bawah arus biasanya dapat diabaikan, oleh karena itu arus mencapai gaya yang besar dan panas dilepaskan sedemikian rupa sehingga menyebabkan kecelakaan. Untuk melindungi dari korsleting dan panas berlebih, sirkuit termasuk sekering… Itu adalah potongan-potongan kecil kawat atau pelat tipis yang terbakar segera setelah arus mencapai nilai tertentu. Pilihan sekering dibuat tergantung pada luas penampang kabel.

Lihat juga: Bagaimana sengatan listrik memanaskan kawat