<b>推匯出表示式</b>,表示電流‘I’在時間間隔‘t’內流過電阻‘R’產生的熱量,該電阻兩端存在電勢差‘V’。該關係式被稱為什麼?如果一個12 W的儀器連線到一個12 V的電池上,在一分鐘內會產生多少熱量?


由於導體對電流的流動產生阻力,因此電流必須持續做功才能保持其流動。


當電荷 $Q$ 沿著電勢差 $V$ 移動時,所做的功為:

$W=Q\times V$  ------------(1)

我們知道,電流 $I$ 為:

$I=\frac {Q}{t}$

那麼,用 $Q$ 表示,則為:

$Q=I\times t$      ------------(2)

根據歐姆定律,我們知道:

$R=\frac {V}{I}$ 

那麼,用 $V$ 表示,則為:

$V=I\times R$    ------------(3)


現在,將公式 (2) 和 (3) 代入公式 (1),得到:

$W=I\times t\times I\times R$

$W=I^{2}Rt$

假設所有電功都轉化為熱能,則:

產生的熱量,$H$ = 上述公式中的功

因此,$H=I^{2}Rt\ 焦耳$


此關係式被稱為<b>焦耳定律</b>。


已知:

儀器的功率,$P=12W$

電壓,$V=12V$

時間,$t=1分鐘=60秒$ 


<b>求:</b>儀器產生的熱量,$H$。


解答

我們知道,電功率的公式為:

$P=V\times I$

代入已知值,得到:

$12=12\times I$

$I=\frac {12}{12}$

 $I=1A$

因此,流過儀器的電流為<b>1 安培</b>。


根據歐姆定律,我們知道:

$V=I\times R$

代入 $I$ 和 $R$ 的值,得到:

$12=1\times R$

$R=\frac {12}{1}$

$R=12\Omega$

因此,儀器的電阻為<b>12 歐姆</b>。


根據熱量的公式,我們知道:

$H=I^{2}Rt$

代入所需的值,得到:

$H=1^{2}\times 12\times 60$

$H=720J$

因此,儀器產生的熱量為<b>720 焦耳</b>。

更新於: 2022年10月10日

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