Na závěr děkuji recensentu skripta B. Sedlákovi za pozorné pročtení skripta a za cenné připomínky, které pomohly zlepšit text. Můj dík patří rovněž pracovnicím katedry M. Teňákové, J. Beranově a L. Kadeřábkové za velmi přesné a pečlivé zpracování rukopisu a nakreslení obrázků.
Vznik Joulava tep
la tedy spojen prací elektrických sil, jež vodiči spotřebuje na
pohyb nábojů. odporu R
měrného drátu přitom předpokládáme, konstantní nezávisí teplot*.
Udéme-li množství tepla joulech, dostaneme jednoduše
Q (2,74)
Podle tohoto zákona množství tepla, které vybaví vodiči průchodem
proudu, přímo úměrné odporu vodiče, čtverci proudu dobi, kterou
proud vodičem protékal. Elektrony urychlované vodiči elektrickým polem přenášejí
kromě náboje kinetickou energii, kterou předávají iontům krystalové mřížky
kovu, kdykoli nimi srazí. Protéká-li měrným drátem proud, drát zahřeje a
prodlouží. Tím zvyšuji jejich teplotu zároveň teplo
tu vodiče. elektrických vedejlí zejména
jsou-li málo dimensovaná nebo přetížená kde zahřívání vodičů proudem zna
mená ztráty energie.
(Pro měrné dráty proto používá slitin, jejichž teplotní: součinitel odpo
ru prakticky rovný nule). toho
vyplývá, práce proudu vodiči zcela mění teplo.
Tepelné ampérmetry jsou založeny tom, vodič, jímž protéká elektrický
proud, zahřívá mění tím svou délku.Vztah (2,73)-se nazývá zákonem Joulovým-Lencovým podle autorů, kteří jako
první nezávisle sobě vyjádřili výsledky svých pokusů tímto vztahem (1841). Poněvadž Joulovo teplo při konstantním odporu vodiče přímo úměr
né čtverci proudu, nezávisí směru, kterým proud vodičem protéká. (2,63), vidíme, práce elektrického
proudu teplo jím vodiči vybavené jsou vyjádřeny stejným výrazem.
Příkladem využití Joulova tepla pro měrné účely tepelný ampérmetr. Toto teplo nazývá elektrické teplo nebo teplo
Joulovo.
Vlákno připojené pružině vedeno přes kladku, která opatřena ručičkou
ukazující stupnici. 2,17, tenký drát napnutý mezi dvěma svor
kami kterým vede měřený proud který příční napínán pružinou. některých případech však vznik
Joulova tepla nežádoucí. Také žárovek představuje Joulovo teplo ztráty energie,
uvážíme-li, elektrické energie přiváděné vlákna žárovky mění jen
o něco víc než energii světelnou. Hlavní součástí tepelného ampér
metru, jehož schéma obr. Pro teplo odvedené jednotku času okolí platí
131
. (2,74))
<f (2,75)
který ukazuje, toto teplo úměrné čtverci měřeného proudu. ft-odloužení přenese ručičku, jež vychýlí své původní
(nulové) polohy.
Porovnáme-li rov. Pokud proud nemění, nemění ani teplota
měrného drátu teplo, jež drátu proudem vybaví, odvede okolního
vzduchu.
Joulovo teplo hraje důležitou rolí technické praxi denním životi. (2,74) rov. Teplo jež vybaví jednotku času měrném drátu
o odporu průchodem měřeného proudu dáno výrazem (viz rov. Tak tomu např. jeho principu jsou založeny elektrické
odporové pece, vařič» topná tělesa.
Joulova tepla vznikajícího vodičích protékaných elektrickjm proudem se
využívá především topným účelům
