La loi Joule-Lenz

Surmontant la résistance du fil, le courant électrique fonctionne, au cours duquel de la chaleur est générée dans le fil. Les électrons libres dans leur mouvement entrent en collision avec des atomes et des molécules, et au cours de ces collisions, l'énergie mécanique des électrons en mouvement est convertie en énergie thermique.

La dépendance de l'énergie thermique à l'intensité du courant dans le conducteur est déterminée par la loi Joule-Lenz. Lorsqu'un courant électrique traverse un fil, la quantité de chaleur générée par le courant dans le fil est directement proportionnelle à l'intensité du courant pris à la deuxième puissance, à l'amplitude de la résistance du fil et à la durée du courant .

Si la quantité de chaleur est désignée par la lettre Q, l'intensité du courant dans a est A, la résistance en ohms - R et le temps en secondes - t, alors mathématiquement la loi de Joule-Lenz peut être représentée comme suit :

Q = aI2Rt

NSpour a = 1, la quantité de chaleur Q sera de joules. NSpa a = 0,24 la quantité de chaleur Q est obtenue en petites calories. Le facteur 0,24 apparaît dans la formule car un courant de 1 A dans un fil de résistance 1 ohm pendant 1 seconde. dégage 0,24 petite calorie de chaleur. Une petite calorie sert d'unité pour mesurer la quantité de chaleur. Une petite calorie est égale à la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer 1 g d'eau de 1 °C.

Cette loi a été découverte indépendamment en 1840 par le physicien anglais James Joule et la physicienne russe Emily Kristianovich Lenz. Cette loi physique détermine la quantité de chaleur Q dégagée dans un conducteur lorsqu'un courant électrique le traverse.

Ainsi, de la chaleur est toujours générée dans un conducteur lorsqu'un courant le traverse. Cependant, un chauffage excessif des fils et des appareils électriques ne doit pas être autorisé, car cela les endommagerait. La surchauffe est particulièrement dangereuse lorsque court-circuit fils, c'est-à-dire dans la connexion électrique des fils fournissant de l'énergie électrique au consommateur.

En cas de court-circuit, la résistance des fils restant sous le courant est généralement négligeable, le courant atteint donc une force importante et la chaleur est dégagée en quantité telle qu'elle provoque un accident. Pour se protéger contre les courts-circuits et la surchauffe, le circuit comprend fusibles… Ce sont de petits morceaux de fil fin ou de plaque qui brûlent dès que le courant atteint une certaine valeur. Le choix des fusibles se fait en fonction de la section transversale des fils.

Voir également: Comment un choc électrique chauffe-t-il un fil