Efectul Joule Lenz

Extras din referat Cum descarc?

Efectul Joule-Lenz, sau efectul electrocaloric, reprezinta efectul termic care se produce intr-un conductor parcurs de curent electric. 
Forma locala a legii transformarii energiei in conductoare (legea Joule-Lenz) se enunta astfel: densitatea de volum a puterii cedate unui conductor de campul electromagnetic in procesul de conductie electrica, pJ, este egala cu produsul scalar dintre vectorul intensitatii campului electric, E, si vectorul densitatii curentului electric de conductie, J.
unde notatiile semnifica urmatoarele marimi vectoriale:
E- intensitatea campului electric [V/m], 
J -densitatea curentului electric de conductie [A/m2] si 
marimea scalara - rezistivitatea materialului conductor[ m]. 
Produsul reprezinta densitatea de volum a puterii primite de conductor de la campul electromagnetic, iar reprezinta densitatea de volum a puterii transformate in caldura. 
Forma integrala a legii se obtine integrand expresia formei locale pe intregul volum al unui conductor. Se obtine relatia:
unde u reprezinta tensiunea campului electric in lungul conductorului,
i -  intensitatea curentului electric de conductie.
Termenul reprezinta puterea electrica transformata ireversibil in caldura prin efect Joule-Lenz.
1. DESCRIEREA PROBLEMEI:
Problema fizica propusa spre rezolvare:
Aplicatia care trebuie realizata se refera la modelarea unei probleme de trecere a curentului electric de conductie in lungul unei placi plane, foarte subtiri, din cupru. Fenomenul urmarit este neliniar deoarece dependenta proprietatilor de material (respectiv, rezistivitatea electrica) este neliniara fata de temperatura.
Formularea matematica a acestei probleme:
Aplicatia presupune rezolvarea simultana a doua subprobleme:
1. Conductia electrica care este generata de stabilirea curentului electric de conductie prin placa datorita conectarii extremitatilor placii la o sursa de tensiune exterioara. Curentul electric de conductie determina valoarea pierderilor de caldura prin efect Joule-Lenz. Formularea problemei de conductie se va face in functie de potentialul electric, V.
, iar Datorita rezolvarii problemei de conductie in functie de potentialul electric V, pierderile disipate prin efect electrocaloric, pJ, vor fi exprimate in functie de aceasta variabila:
2. Problema termica reprezinta transferul termic intre sursa de caldura Q (adica pierderile disipate in placa prin efect Joule-Lenz, pJ=Q) si mediul exterior, determinand temperatura placii. Formularea problemei termice va fi in functie de temperatura absoluta, T.
In regim stationar, transferul caldurii prin conductie, poate fi exrimat prin ecuatia: 
Interconectarea celor doua probleme se realizeaza pe de o parte prin transferul valorii pierderilor disipate prin efect electrocaloric (determinata cu ajutorul problemei de conductie), in sursa de caldura pentru problema termica si pe de alta parte prin adaptarea valorilor rezistivitatii electrice (respectiv a conductivitatii electrice) in functie de valoarea temperaturii placii.

Fisiere in arhiva (1):

 Efectul Joule Lenz.doc