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焦耳熱
1841年焦耳提出的概念
基本信息
| 中文名 | 焦耳熱 |
| 外文名 | Joule heat |
| 提出者 | 焦耳 |
| 提出時(shí)間 | 1841年 |
| 表達(dá)式 | Q=I^2*R*t |
定義
純電阻電路
當(dāng)電流所做的功全部產(chǎn)生熱量，即電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能[也叫熱能]，該電路為純電阻電路，這時(shí)有：
因?yàn)椋航苟鸁?/span>
①歐姆定律只在純電阻電路中成立；
②其電能不是全部做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不能用電功的公式。
任何電路
在串聯(lián)電路中，由于通過(guò)導(dǎo)體的電流相等，通電時(shí)間也相等，根據(jù)焦耳定律可知電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻成正比。
在并聯(lián)電路中，由于導(dǎo)體兩端的電壓相等，通電時(shí)間也相等，根據(jù)焦耳定律可知電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻成反比。
定義2
此定義為焦耳熱的微分定義。在導(dǎo)電媒質(zhì)中，電場(chǎng)對(duì)單位體積提供的功率以熱的形式作為焦耳熱消耗在導(dǎo)電媒質(zhì)的電阻上。
計(jì)算公式：
p為熱功率，dp為功率元，dV為導(dǎo)電媒質(zhì)的體積元，dW為熱功元，dt為時(shí)間元，dF為電場(chǎng)力矢量元，dl為電荷在電場(chǎng)力的方向上通過(guò)距離的長(zhǎng)度元，dq為電荷元，為電荷密度，E為電場(chǎng)強(qiáng)度矢量，v為電荷移動(dòng)速度，J為電流體密度矢量。
求解
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，若感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流是通過(guò)磁場(chǎng)變化或?qū)w切割運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，且數(shù)值穩(wěn)定，則感應(yīng)電流的焦耳熱就可直接由焦耳定律求解。
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，若感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流是由導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，但數(shù)值是非周期性變化，則感應(yīng)電流的焦耳熱就可由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律或動(dòng)能定理求解。焦耳熱
三、若感應(yīng)電流是周期性變化的。由
（其中I為電流的有效值）求焦耳熱
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，若感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流是通過(guò)磁場(chǎng)變化或?qū)w切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，且數(shù)值是周期性變化，則感應(yīng)電流的焦耳熱就可由（其中I為電流的有效值）求解。
注意要點(diǎn)
性質(zhì)
1841年，英國(guó)物理學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量Q（稱為焦耳熱）與電流 I 的平方、導(dǎo)體的電阻R、通電時(shí)間t成正比，這個(gè)規(guī)律叫焦耳定律。
焦耳定律是設(shè)計(jì)電照明，電熱設(shè)備及計(jì)算各種電氣設(shè)備溫升的重要公式。
焦耳定律在串聯(lián)電路中的運(yùn)用:
在串聯(lián)電路中，電流是相等的，則電阻越大時(shí)，產(chǎn)生的熱越多.
焦耳定律在并聯(lián)電路中的運(yùn)用:
在并聯(lián)電路中，電壓是相等的，通過(guò)變形公式,
.當(dāng)U定時(shí),R越大則Q越小.
另外，焦耳定律還可變形為
（后面的Q是電荷量，單位庫(kù)侖（c））。
1．正確理解和使用焦耳定律
焦耳定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，它的適用范圍很廣。遇到電流熱效應(yīng)的問(wèn)題時(shí)，例如要計(jì)算電流通過(guò)某一電路時(shí)放出熱量；比較某段電路或?qū)w放出熱量的多少，即從電流熱效應(yīng)角度考慮對(duì)電路的要求時(shí)，都可以使用焦耳定律。
從焦耳定律公式可知，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流強(qiáng)度的平方成正比、跟導(dǎo)體的電阻成正比、跟通電時(shí)間成正比。
若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量。即而根據(jù)歐姆定律，有
需要說(shuō)明的是和不是焦耳定律，它們是從歐姆定律推導(dǎo)出來(lái)的，只能在電流所做功將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的條件下才成立。對(duì)電爐、電烙鐵、電燈這類用電器，這兩公式和焦耳定律是等效的。分析解決由電流通過(guò)用電器的放熱問(wèn)題時(shí)，應(yīng)有，這樣可以減少錯(cuò)誤。
使用焦耳定律公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，公式中的各物理量要對(duì)應(yīng)于同一導(dǎo)體或同一段電路，與歐姆定律使用時(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系相同。當(dāng)題目中出現(xiàn)幾個(gè)物理量時(shí)，應(yīng)將它們加上角碼，以示區(qū)別。
詳細(xì)信息
.
焦耳熱
電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加.
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