Η ποσότητα της παραγόμενης θερμότητας εξαρτάται από τον αγωγό υλικού;
* Αντίσταση: Τα διαφορετικά υλικά έχουν διαφορετικές ηλεκτρικές αντισταίες. Η αντίσταση είναι ένα μέτρο για το πόσο έντονα ένα υλικό αντιτίθεται στη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Τα υλικά με υψηλότερη αντίσταση θα αντισταθούν περισσότερο στη ροή των ηλεκτρονίων, οδηγώντας σε μεγαλύτερη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμότητα.
* Ειδική θερμική χωρητικότητα: Αυτή η ιδιότητα καθορίζει πόση θερμική ενέργεια απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας μιας δεδομένης μάζας του υλικού κατά ένα ορισμένο ποσό. Τα υλικά με υψηλότερη ειδική θερμική χωρητικότητα θα απορροφούν μεγαλύτερη θερμότητα πριν η θερμοκρασία τους αυξάνεται σημαντικά.
Πώς επηρεάζει την παραγωγή θερμότητας:
* υψηλή αντίσταση: Ένας αγωγός με υψηλή αντίσταση θα παράγει περισσότερη θερμότητα για ένα δεδομένο ρεύμα, επειδή η περισσότερη ενέργεια χάνεται ως θερμότητα λόγω της αντίστασης.
* χαμηλή αντίσταση: Ένας αγωγός με χαμηλή αντίσταση θα παράγει λιγότερη θερμότητα για το ίδιο ρεύμα επειδή προσφέρει λιγότερη αντίσταση στη ροή των ηλεκτρονίων.
* Υψηλή ειδική θερμική χωρητικότητα: Ένα υλικό με υψηλή ειδική θερμική χωρητικότητα θα έχει μια βραδύτερη αύξηση της θερμοκρασίας για την ίδια ποσότητα θερμότητας που παράγεται, πράγμα που σημαίνει ότι η αύξηση της θερμοκρασίας θα είναι λιγότερο αισθητή.
Παραδείγματα:
* Χαλκός: Ένας καλός αγωγός με χαμηλή αντίσταση, παράγει λιγότερη θερμότητα από τα υλικά όπως το Nichrome.
* nichrome: Ένα κράμα υψηλής αντοχής που χρησιμοποιείται συνήθως σε στοιχεία θέρμανσης, παράγει σημαντική θερμότητα λόγω της υψηλής αντίστασης του.
Ο τύπος:
Η ποσότητα θερμότητας που παράγεται σε έναν αγωγό μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας το νόμο του Joule:
q =i²rt
Οπου:
* Q είναι η θερμότητα που παράγεται (σε joules)
* I είναι το ρεύμα (σε αμπέρ)
* R είναι η αντίσταση (στα ohms)
* t είναι ο χρόνος (σε δευτερόλεπτα)
Αυτός ο τύπος υπογραμμίζει τον τρόπο με τον οποίο τόσο η τρέχουσα όσο και η αντίσταση παίζουν ρόλο στον προσδιορισμό της παραγόμενης θερμότητας και επομένως το υλικό του αγωγού είναι ένας κρίσιμος παράγοντας.
