Определение
Закон Джоуля — Ленца — это закон, по которому находят количество теплоты, выделяющееся в проводнике с током: оно равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока. Формула: Q = I² · R · t.
Ключевые признаки
- Формула и единицы — Q = I² · R · t: Q — количество теплоты (Дж), I — сила тока (А), R — сопротивление (Ом), t — время (с)
- Ток в квадрате — если силу тока увеличить в 2 раза, то при том же сопротивлении и времени теплоты выделится в 4 раза больше; поэтому перегрузка опасна для проводки
- Сильнее греется большее сопротивление — при одинаковом токе (например, в последовательной цепи) теплота пропорциональна R: тонкая спираль плитки раскаляется, а медные провода почти холодные
- Где применяется — на выделении теплоты током работают электроплиты, чайники, лампы накаливания и плавкие предохранители: тонкая легкоплавкая проволочка при слишком большом токе плавится и размыкает цепь
Пример
Кипятильник с сопротивлением спирали 55 Ом включили в сеть 220 В, ток в нём I = 220 / 55 = 4 А. За минуту в спирали выделится Q = I² · R · t = 4² · 55 · 60 = 52 800 Дж, почти 53 кДж, — эта теплота и греет воду. Будь ток при том же сопротивлении вдвое меньше, теплоты выделилось бы вчетверо меньше.
Тема целиком: Постоянный электрический ток — теория, разобранные задания и тренажёр.
Не путай: Закон Джоуля — Ленца и работа электрического тока
Работа тока A = U · I · t — вся энергия, которую ток передал участку цепи; она может превратиться в теплоту, свет, механическую работу. Закон Джоуля — Ленца Q = I² · R · t даёт только ту часть, что выделилась в виде теплоты. В нагревателе Q и A совпадают, а в электродвигателе Q меньше A: значительная часть работы идёт на вращение. Для сравнения нагрева проводников при одинаковом токе бери Q = I² · R · t.
Частые вопросы
Что такое закон Джоуля — Ленца простыми словами (для 7–9 класса)?
Закон Джоуля — Ленца — это закон, по которому находят количество теплоты, выделяющееся в проводнике с током: оно равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока. Формула: Q = I² · R · t.
Как закон Джоуля — Ленца выглядит на практике?
Кипятильник с сопротивлением спирали 55 Ом включили в сеть 220 В, ток в нём I = 220 / 55 = 4 А. За минуту в спирали выделится Q = I² · R · t = 4² · 55 · 60 = 52 800 Дж, почти 53 кДж, — эта теплота и греет воду. Будь ток при том же сопротивлении вдвое меньше, теплоты выделилось бы вчетверо меньше.
В каких заданиях ОГЭ встречается «закон Джоуля — Ленца»?
В заданиях на знание физических понятий и явлений — потренируйся в тренажёре Совелия.