焦耳定律是指电能和热能的转化关系,它是英国物理学家焦耳在1841年发现的。焦耳定律的具体内容是:电流通过导体所产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。
焦耳定律的数学公式是Q=I2Rt,其中Q表示热量,单位是焦耳;I表示电流,单位是安培;R表示电阻,单位是欧姆;t表示时间,单位是秒。这个公式适用于所有电流热效应的计算。
焦耳在用电阻丝给水加热的时候发现,设置不同的参数,电阻丝产生的热量就不一样,水的温度也就不同。他决定对其展开定量研究。通过大量的实验,焦耳最终发现了焦耳定律。焦耳定律为电路照明设计、电热设备设计和计算电力设备的发热提供了依据。
在纯电阻电路中,以焦耳定律的公式为依据,还能推导出其他的计算电路热量的公式。但是需要注意的是,焦耳定律的公式适用于所有电路,而推导出来的公式只适用于纯电阻电路。
国际单位制用焦[耳](J)表示功或能的单位。1焦耳等于在1牛力作用下,在该力的方向上运动1米所做的功;在电学中等于1W・s,即1A的电流流过1Ω的电阻在1秒内释放的能量
焦耳是能量和做功的国际单位,简称焦,符号为J。1焦耳能量相等于1牛顿力的作用点在力的方向上移动1米距离所做的功。1焦=1牛·米,也等于1瓦的功率在1秒内所做的功,1焦=1瓦·秒。
符号J为纪念英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳而命名。焦耳的主要贡献是他研究了热和机械功之间的当量关系。焦耳最初的研究方向是电磁机,他想将父亲的酿酒厂中应用的蒸汽机替换成电磁机以提高工作效率。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳,出生于曼彻斯特近郊的沙弗特,英国科学家、物理学家,英国皇家学会会员。
由于焦耳在热学、热力学和电方面的贡献,皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章(Copley Medal)。后人为了纪念他,把能量或功的单位命名为“焦耳”,简称“焦”;并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量以及“功”的物理量。
焦耳在研究热的本质时,发现了热和功之间的转换关系,并由此得到了能量守恒定律,最终发展出热力学第一定律。国际单位制导出单位中,能量的单位——焦耳,就是以他的名字命名。他和开尔文合作发展了温度的绝对尺度。他还观测过磁致伸缩效应,发现了导体电阻、通过导体电流及其产生热能之间的关系,也就是常称的焦耳定律。
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