في الفيزياء ، يتم إطلاق الحرارة في الموصلات عن طريق المقاومة أثناء مرور تيار كهربائي. تعد معرفة كمية الحرارة المنبعثة في الموصل مهمة مهمة في تصميم وتشغيل الأجهزة الإلكترونية ، وكذلك في حساب الحمل على الشبكة الكهربائية.
لحساب الحرارة المنبعثة في الموصل ، من الضروري معرفة مقاومته وقوة التيار الكهربائي المتدفق من خلاله. في حالة الموصل بمقاومة 12 أوم وانخفاض الجهد بمقدار 10 فولت ، يمكنك استخدام قانون جول لينز ، الذي ينص على أن الطاقة الحرارية المنبعثة في الموصل تساوي ناتج مربع القوة الحالية بمقاومته.
صيغة حساب الحرارة هي:
س = أنا^2 * ص
أين س هي الطاقة الحرارية ، أنا هي القوة الحالية ، و ص هي مقاومة الموصل.
وهكذا ، بالنسبة للموصل بمقاومة 12 أوم وتيار 5 أمبير ، يمكننا حساب الطاقة الحرارية باستخدام الصيغة س = 5 ^2 * 12 = 300 واط. يمكن أن تساعد قيمة الطاقة الحرارية هذه في تقييم تسخين الموصل واختيار تدابير تبديد الحرارة المناسبة لتبريده.
- حساب إطلاق الحرارة في موصل بمقاومة 12 أوم
- الأساس المادي لتوليد الحرارة في الموصل
- صيغة حساب إطلاق الحرارة في الموصل
- أمثلة على حساب إطلاق الحرارة في موصل بمقاومة 12 أوم
- سؤال وجواب
- ما هي حرارة الإفراج?
- ما هي الصيغة المستخدمة لحساب حرارة الإطلاق في الموصل?
- لماذا أحتاج إلى معرفة كمية الحرارة المنبعثة في الموصل?
- كيف يمكن تقليل حرارة التفريغ في الموصل?
حساب إطلاق الحرارة في موصل بمقاومة 12 أوم
يتم حساب إطلاق الحرارة في موصل بمقاومة 12 أوم باستخدام قانون جول لينز. ينص قانون جول لينز على أن الطاقة المنبعثة كحرارة في الموصل تتناسب مع مربع التيار المتدفق عبر الموصل ومقاومته.
صيغة حساب قوة تبديد الحرارة في الموصل هي:
ع = أنا^2 * ص
أين ص هي القوة (واط) ، أنا تيار (أمبير) ، ص هي مقاومة الموصل (أوم).
بالنسبة للموصل بمقاومة 12 أوم ، من الضروري معرفة القيمة الحالية من أجل حساب قوة تبديد الحرارة. على سبيل المثال ، إذا كانت القوة الحالية هي 5 أمبير ، فسيكون الحساب كما يلي:
ع = 5^2 * 12 = 5 * 5 * 12 = 300 وات
وبالتالي ، سيتم إطلاق 300 واط من الحرارة في موصل بمقاومة 12 أوم وبقوة تيار 5 أمبير.
الأساس المادي لتوليد الحرارة في الموصل
الحرارة المنبعثة في موصل بمقاومة 12 أوم ترجع إلى تأثير المقاومة الحرارية. عندما يمر تيار كهربائي عبر موصل ، تصطدم إلكتروناته بذرات المادة وتنقل الطاقة إليها. نتيجة لهذا النشاط التصادمي ، يتم تحويل الطاقة إلى حرارة.
وفقا لقانون جول لينز ، فإن إطلاق الحرارة في الموصل يتناسب طرديا مع القوة الحالية ومربع مقاومته. صيغة حساب إطلاق الحرارة لها الشكل:
س = أنا^2 * ص * ر
- س هي كمية الحرارة المنبعثة في الموصل بالجول (ي);
- أنا هو التيار الذي يمر عبر الموصل بالأمبير (أ);
- ص هي مقاومة الموصل بالأوم (Ω);
- تي هو الوقت الذي يمر فيه تيار كهربائي بالثواني (الثواني).
وبالتالي ، للعثور على كمية الحرارة المنبعثة في موصل بمقاومة 12 أوم ، من الضروري معرفة القوة الحالية والوقت الذي يتدفق فيه التيار.
صيغة حساب إطلاق الحرارة في الموصل
الحرارة المنبعثة في الموصل بواسطة المقاومة ص يمكن حسابها باستخدام الصيغة:
س = ط2 * ص * ر
أين:
- س هي كمية الحرارة المنبعثة (في ي)
- أنا هي القوة الحالية (في أ)
- ص هي مقاومة الموصل (بالأوم)
- تي هو الوقت الذي يمر فيه التيار (بالثواني)
تعتمد الصيغة على قانون جول لينز ، الذي ينص على أنه عندما يمر تيار كهربائي عبر موصل ، يتم إطلاق الطاقة الحرارية بما يتناسب مع القوة الحالية ومقاومة الموصل والوقت الذي يمر فيه التيار.
على سبيل المثال ، إذا كانت القوة الحالية هي 2 أ ، فإن مقاومة الموصل هي 12 أوم ، والوقت الذي يمر فيه التيار هو 5 ثوان ، سيتم إطلاق الحرارة:
س = (2 أ)2 * 12 أوم * 5 س = 480 ي
وبالتالي ، في هذا المثال ، سيتم تخصيص 480 جول من الحرارة في الموصل.
أمثلة على حساب إطلاق الحرارة في موصل بمقاومة 12 أوم
لنفترض أن لدينا موصل بمقاومة 12 أوم. لحساب إطلاق الحرارة في هذا الموصل ، نحتاج إلى معرفة قوة التيار المتدفق عبره.
مثال 1:
دع تيار 2 أمبير يتدفق في الموصل. للعثور على الحرارة المنبعثة ، استخدم الصيغة:
الحرارة الصادرة = (التيار)^2 * المقاومة = (2)^2 * 12 = 48 ج.
المثال 2:
دع التيار المتدفق عبر الموصل يكون 5 أمبير. دعونا نطبق الصيغة لحساب الحرارة:
الحرارة المنبعثة = (5)^2 * 12 = 300 ج.
المثال 3:
إذا كان التيار هو 1 أمبير ، فاستخدم الصيغة لإيجاد الحرارة المنبعثة:
الحرارة المخصصة = (1)^2 * 12 = 12 ج.
وبالتالي ، فإن إطلاق الحرارة في موصل بمقاومة 12 أوم يعتمد على قوة التيار المتدفق من خلاله ، ويمكن حسابه باستخدام الصيغة (القوة الحالية)^2 * المقاومة.
سؤال وجواب
ما هي حرارة الإفراج?
حرارة الإطلاق هي كمية الطاقة الحرارية المنبعثة في الموصل عندما يمر تيار كهربائي عبره.
ما هي الصيغة المستخدمة لحساب حرارة الإطلاق في الموصل?
صيغة حساب حرارة الإطلاق في الموصل هي كما يلي: س = أنا^2 * ص * ر ، أين ف هي حرارة الإطلاق في ي ، أنا هو التيار في أ ، ص هي مقاومة الموصل بالأوم ، ر هو الوقت بالثواني.
لماذا أحتاج إلى معرفة كمية الحرارة المنبعثة في الموصل?
تعد معرفة كمية الحرارة المنبعثة في الموصل أمرا مهما للحسابات الهندسية المختلفة. على سبيل المثال ، عند تصميم أنظمة التدفئة أو الدوائر الكهربائية ، ومعرفة كمية الحرارة ، يمكنك اختيار المواد المناسبة وضمان التشغيل الآمن للنظام.
كيف يمكن تقليل حرارة التفريغ في الموصل?
هناك عدة طرق لتقليل حرارة التفريغ في الموصل: قم بزيادة مساحة المقطع العرضي للموصل ، أو استخدم موصلات ذات مقاومة أقل ، أو قلل التيار الذي يمر عبر الموصل.