Тепловое действие тока

При протекании электрического тока по резистору в нём выделяется некоторое количество теплоты, которое может быть рассчитано по закону Джоуля — Ленца.

Количество теплоты, выделяемое в проводнике с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления и времени прохождения по нему тока.

$Q = I^2Rt$

Где:

Q — количество теплоты [Дж];

I — сила тока [А];

R — сопротивление [Ом];

t — время [с].

Используя закон Ома для участка цепи, выразим силу тока и сопротивление и подставим в формулу Джоуля — Ленца:

$I = \frac{U}{R}$

$Q = \frac{U^2}{R^2} Rt = \frac{U^2}{R} t$

Также выразим сопротивление и подставим в исходную формулу:

$R = \frac{U}{I}$

$Q = I^2 \frac{U}{I} t = UIt$

В результате этого получим ещё две формы записи закона Джоуля — Ленца:

$Q = \frac{U^2}{R} t$

$Q = UIt$

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

Тепловая мощность обозначается буквой P и измеряется в ваттах [Вт].

Подставив закон Джоуля — Ленца, получим:

$P = I^2 R = \frac{U^2}{R} = UI$

За 30 мин прохождения тока силой 5 А по проводнику в нём выделяется количество теплоты, равное 2160 кДж. Чему равно напряжение на концах проводника? Ответ дайте в вольтах.

Постоянный ток I проходит через электронагреватель, спираль которого имеет постоянное сопротивление R. За время t на ней выделяется количество теплоты Q. Если силу тока уменьшить втрое, а время его прохождения увеличить вдвое, то во сколько раз уменьшится количество теплоты, выделяющееся в нагревателе?