Định luật Joule–Lenz

Sự ra đời của định luật Joule–Lenz và ứng dụng của định luật

Định luật Joule-Lenz là một trong những định luật vô cùng quan trọng và có ứng dụng nhiều trong cuộc sống. Vậy sự ra đời của định luật này và ứng dụng như thế nào? Các bạn hãy cùng tìm hiểu rõ vấn đề này qua những chia sẻ dưới đây của maynungcaotan.com.

Sự ra đời của định luật Joule-Lenz

Joule-Lenz là định luật đã được học ở cấp 2, nhưng chắc hẳn nhiều người không khỏi thắc mắc tại sao nó lại được đặt tên như vậy. Theo đó, Joule-Lenz là tên gọi của 2 nhà khoa học tìm hiểu ra định luật này, bao gồm Joule và Lenz.

Vào năm 1841, Joule dựa vào gợi ý của nhiều nhà vật lý học và Faraday đã nghiên cứu ra sự phát nhiệt của dòng điện. Nhiều năm sau đó, ông đã nghiên cứu sâu hơn và tìm hiểu ra mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và nhiệt lượng mà dây dẫn tỏa ra. Chính ông đã hình thành lên định luật Joule.

Đến năm 1844, Lenz đã thực hiện các nghiên cứu độc lập và phát biểu ra định luật Lenz. Phát biểu này giống hệt với định luật Joule nên được đặt chung thành định luật Joule-Lenz.

Định luật Joule-Lenz là gì?

Có thể hiểu định luật Joule-Lenz như sau: Khi có dòng điện chạy qua thì nhiệt lượng mà dây dẫn tỏa ra sẽ bằng điện trở nhân với bình phương cường độ dòng điện và thời gian mà dòng điện chạy qua.

Joule-Lenz có hệ thức sau: Q = I²Rt

Trong đó:

• Q: Nhiệt lượng tỏa ra, ký hiệu là J, với đơn vị là Jun.
• I: Cường độ dòng điện, ký hiệu là A, với đơn vị là Ampe.
• R: Điện trở của dây dẫn với đơn vị là Ôm
• T: Thời gian mà dòng điện chạy qua, với đơn vị tính bằng giây.

Ý nghĩa của định luật Joule-Lenz

Định luật Joule-Lenz cho chúng ta thấy một hiện tượng vô cùng quan trọng và có tính ứng dụng cao, đó chính là điện năng biến đổi thành nhiệt năng. Tuy nhiên, có hai trường hợp xảy ra là điện năng biến đổi một phần hoặc hoàn toàn thành nhiệt năng. Cụ thể:

Điện năng biến đổi toàn bộ thành nhiệt năng

Trong trường hợp này, điện năng không được biến đổi thành cơ năng, ánh sáng mà chúng được biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng. Lượng nhiệt năng mà chúng biến đổi thành đều tỏa nhiệt vô cùng lớn. Nhờ đó, tiết kiệm được khá nhiều chi phí điện năng và giảm thiểu được phần năng lượng bị tiêu hao.

Ví dụ như: Ấm đun nước, nồi cơm điện, bình tắm nước nóng…

Điện năng biến đổi một phần thành nhiệt năng

Trường hợp này, chỉ có một phần của điện năng biến đổi thành nhiệt năng, phần điện năng còn lại có thể biến đổi thành ánh sáng hay cơ năng. Nhờ tính chất này mà người ta đã sản xuất ra nhiều thiết bị điện phục vụ hữu ích cho đời sống của con người. Ví dụ:

• Điện năng biến đổi thành ánh sáng và nhiệt năng như: Đèn huỳnh quang, bóng đèn dây tóc, đèn led…

• Điện năng biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng như: Máy khoan, máy bơm nước, quạt điện…

Ứng dụng của định luật Joule-Lenz

Từ định nghĩa và ý nghĩa của định luật Joule-Lenz, chúng ta có thể thấy định luạt này được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống. Từ thiết bị điện an toàn cho đến phòng ngừa cháy nổ khi gặp phải hiện tượng nhiệt năng quá cao. Có thể kể đến một số ứng dụng tiêu biểu như:

• Giảm thất thoát năng lượng hiệu quả

Dòng điện có tác dụng nhiệt khi truyền tải điện là không mong muốn. Điều này gây nên một bất cập là tổn thất năng lượng, dẫn đến tiêu hao nhiều điện năng. Nguyên nhân là do công suất điện phụ thuộc vào cường độ dòng điện và hiệu điện thế. Trong khi đó, cường độ dòng điện có ảnh hưởng trực tiếp đến công suất đốt nóng. Chính vì thế, muốn giảm cường độ dòng điện thì trước khi truyền tải điện phải tăng hiệu điện thế. Tuy nhiên, việc này sẽ làm cho đường dây điện mất đi độ an toàn.

Để khắc phục tình trạng này, người ta đã biết dựa vào định luật Joule-Lenz bằng cách tăng cường điện trở và lắp nối tiếp dây dẫn.

• Làm cầu chì

Cầu chì thực chất là một đoạn dây dẫn đặc biệt, có tác dụng bảo vệ mạch điện khi dòng điện quá cao chạy qua. Đoạn dây dẫn này được làm bằng hợp kim với tiết diện tương đối nhỏ. Do đó, chúng không quá nóng trong quá trình đốt nóng khi có dòng điện chạy qua. Điều này sẽ giúp các thiết bị điện được đảm bảo an toàn và tránh tình trạng chập, cháy…

• Ứng dụng làm thiết bị sưởi điện

Trong toàn bộ chiều dài của mạch điện thì cường độ dòng điện luôn bằng nhau, tuy nhiên vùng nào có điện trở cao thì càng tỏa ra nhiều nhiệt. Nhờ tính chất này mà người ta đã phát minh ra thiết bị sưởi điện bằng một dây dẫn có điện trở cao.

• Lựa chọn dây cho mạch

Ứng dụng lựa chọn dây cho mạch giúp bảo vệ các thiết bị điện khi bị đốt nóng quá mức. Tuy nhiên, trong quá trình lắp ráp mạch điện cần tuân thủ những quy định đã được thống nhất từ trước để không làm cho dòng điện bị quá tải.

Như vậy, chúng ta vừa tìm hiểu về định luật Joule-Lenz và những ứng dụng đối với đời sống hiện nay. Hy vọng những thông tin trên mà Máy Nung Cao Tần Greensun chia sẻ sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về định luật này và ứng dụng trong cuộc sống.

Mọi chi tiết xin vui lòng liên hệ

CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT TM-DV MẶT TRỜI XANH

• Địa chỉ: 638 /74B Nguyễn Ảnh Thủ, P. Hiệp Thành, Quận 12, TpHCM
• Xưởng sản xuất: Số 31 đường 156, ấp 6, Củ Chi, TP.HCM
• Hotline: 0986 185 832 Mr. Dinh – 0916 444 279 Mr. Quốc
• Email: info@maynungcaotan.com
• Website: https://maynungcaotan.com