Закон Джоўля — Ленца

**Закон Джоўля — Ленца** — фізічны закон, які дае колькасную ацэнку цеплавога дзеяння электрычнага току. Усталяваны ў 1841 Джэймсам Джоўлям і незалежна ад яго ў 1842 Эмілям Ленцам.

У славеснай фармулёўцы гучыць наступным чынам

Магутнасць цяпла, якое выдаткоўваецца ў адзінцы аб'ёму асяроддзя пры праходжанні электрычнага току, прапарцыянальная здабытку шчыльнасці электрычнага току на велічыню напружанасці электрычнага поля.

Матэматычна можа быць выяўлены ў наступнай форме:

: w = \vec j \cdot \vec E = \sigma E^2\!

дзе w — магутнасць вылучэння цяпла ў адзінцы аб'ёму, \vec j — шчыльнасць электрычнага току, \vec E — напружанасць электрычнага поля,*σ* — праводнасць асяроддзя.

Закон таксама можа быць сфармуляваны ў інтэгральнай форме для выпадку праходжання токаў у тонкіх дратах:

Колькасць цеплыні, якая выдаткоўваецца ў адзінку часу ў разгляданым участку ланцуга, прапарцыянальна здабытку квадрата сілы току на гэтым участку і супраціўленні ўчастка.

У матэматычнай форме гэты закон мае выгляд

: dQ = I^2 R dt\,
: Q = \int\limits_{t_1}^{t_2} I^2 R dt 

дзе *dQ* — колькасць цеплыні, якая выдаткоўваецца за прамежак часу *dt*, *I* — сіла току, *R* — супраціўленне, *Q* — поўная колькасць цеплыні, наадварот за прамежак часу ад *t1* да *t2*. У выпадку пастаянных сілы току і супраціўлення:

: Q = I^2 R t\,

## Практычнае значэнне 
### Зніжэнне страт энергіі 
Пры перадачы электраэнергіі цеплавое дзеянне току з'яўляецца непажаданым, паколькі вядзе да страт энергіі. Паколькі магутнасць, якая перадаецца, лінейна залежыць як ад напружання, так і ад сілы току, а магутнасць нагрэву залежыць ад сілы току квадратычна, то выгадна павышаць напружанне перад перадачай электраэнергіі, паніжаючы ў выніку сілу току. Аднак, павышэнне напружання зніжае электрабяспеку ліній электраперадачы.

Для ўжывання высокага напружання ў ланцугу для захавання ранейшай магутнасці на карыснай нагрузцы прыходзіцца павялічваць супраціўленне нагрузкі. Падводзяць правады і нагрузка злучаныя паслядоўна. Супраціўленне правадоў (R_w\!) можна лічыць сталым. А вось супраціўленне нагрузкі (R_c\!) расце пры выбары больш высокага напружання ў сеткі. Таксама растуць суадносіны супраціўлення нагрузкі і супраціўлення правадоў. Пры паслядоўным ўключэнні супраціўленняў (провад — нагрузка — провад) размеркаванне вылучаемай магутнасці (Q\!) прапарцыянальна супраціўленню падлучаных супраціўленняў.

: Q_w = R_w \cdot I^2
: Q_c = R_c \cdot I^2

Ток у сеткі для ўсіх супраціўленнях сталы. Такім чынам, выконваюцца суадносіны

: Q_c / Q_w = R_c / R_w\!

Q_c\! и R_w\! у кожным канкрэтным выпадку з'яўляюцца канстантамі. Такім чынам, магутнасць, якая выдаткоўваецца на дратах, зваротна прапарцыянальная супраціўленню нагрузкі, гэта значыць памяншаецца з ростам напружання, так як R_c = V_c^2 / Q_c. Адкуль вынікае, што Q_w = Q_c^2 \cdot R_c / V_c^2. У кожным канкрэтным выпадку велічыня Q_c^2 \cdot R_c з'яўляецца канстантай, такім чынам, цяпло выдаткоўваецца на провадзе зваротна прапарцыянальна квадрату напружання на спажыўца.

### Выбар правадоў для ланцугоў 
Цяпло, якое выдаткоўваецца правадніком з токам, у той ці іншай ступені вылучаецца ў навакольнае асяроддзе. У выпадку, калі сіла току ў абраным правадніку перавысіць некаторае гранічна дапушчальнае значэнне, магчымы гэтак моцны нагрэў, што праваднік можа справакаваць ўзгаранне аб'ектаў,  якія знаходзяцца побач з ім, або расплавіцца сам. Як правіла, пры зборцы электрычных ланцугоў дастаткова прытрымлівацца прынятых нарматыўных дакументаз, якія рэгламентуюць, у прыватнасці, выбар сячэння праваднікоў.

### Электранагравальныя прыборы 
Калі сіла току адна і тая ж на ўсім працягу электрычнага ланцугу, то ў любым абраным участку будзе вылучаць цяпла тым больш, чым вышэй супраціўленне гэтага ўчастка.

За кошт свядомага павелічэння супраціўлення ўчастка ланцуга можна дамагчыся лакалізаванага вылучэння цяпла ў гэтым участку. Па гэтым прынцыпе працуюць электранагравальныя прыборы. У іх выкарыстоўваецца награвальны элемент — праваднік з высокім супраціўленнем. Павышэнне супраціўлення дасягаецца (сумесна або па асобнасці) выбарам сплаву з высокім удзельным супраціўленнем (напрыклад, ніхром, канстантан), павелічэннем даўжыні правадніка і памяншэннем яго папярочнага сячэння. Правады маюць звычайнае нізкае супраціўленне і таму іх нагрэў, як правіла, непрыкметны.

## Гл. таксама 
* Закон Ома

Катэгорыя:Фізічныя законы
Катэгорыя:Электрычнасць
Катэгорыя:Цеплыня