Закон Джоуля — Ленца

Тепловое действие тока на опытах было изучено английским ученым Дж. Джоулем и русским физиком Э. Ленцем. Количество тепла, выделенного током в проводнике, равно работе электрического поля по преодолению сопротивления проводника:

Q = Ат =I2Rt. (17.10)

Формула (17.10) является математическим выражением закона Джоуля — Ленца: количество тепла, выделенного током в проводнике, прямо пропорционально сопротивлению проводника, квадрату силы тока и времени его прохождения. Заметим еще раз, что формула (17.10) позволяет вычислять количество теплоты, выделенной током в любом участке цепи с сопротивлением Р.

При последовательном соединении проводников с сопротивлениями R1 и R2 (рис. 17.1, а) количество выделенного в них тепла можно выразить следующим образом:

Q1 = I2R1t, Q2 = I2R2t,

откуда вытекает, что

Q1/Q2 = R1/R2 (17.11)

Следовательно, количество теплоты, выделенной током в каждом проводнике при последовательном соединении, прямо пропорционально сопротивлению этих проводников.

При параллельном соединении двух участков цепи без э. д. с. c сопротивлениями R1 и R2 (рис. 17.1,6) количество тела, выделенного током в каждом участке в отдельности, равно:

Q1 = U2t/R1, Q2 = U2t/R2,

откуда

Q1/Q2 = R2/R1 (17.12)

Количество теплоты, выделенной током в параллельно соединенных участках цепи без э. д. с., обратно пропорционально сопротивлению этих участков.

Из (17.11) и (17.12) видно, что при последовательном соединении большее количество теплоты выделяется в проводнике с большим сопротивлением, а при параллельном соединении — с меньшим.