<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:
$12=12\times I$
$I=\frac {12}{12}$
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>。