Science >> Wetenschap >  >> Energie

Welk materiaal produceert warmte -energie wanneer de elektrische stroom door hen wordt doorgegeven en waarom?

Materialen die warmte -energie produceren wanneer de elektrische stroom erdoorheen wordt geleid, worden weerstanden genoemd . Dit fenomeen staat bekend als joule verwarming of resistieve verwarming .

Dit is waarom dit gebeurt:

* Weerstand: Alle materialen hebben enige weerstand tegen de stroom van elektrische stroom. Weerstand is de oppositie tegen de stroom van elektrische lading.

* Botsing van elektronen: Wanneer elektronen door een materiaal met weerstand stromen, botsen ze met atomen in het materiaal. Deze botsingen brengen energie over van de elektronen naar de atomen, waardoor ze krachtiger trillen.

* Verhoogde kinetische energie: Deze verhoogde trillingen van atomen manifesteert zich als een toename van de interne energie van het materiaal, die wordt gezien als warmte.

Factoren die de opwekking van warmte beïnvloeden:

* Weerstand: Hogere weerstand leidt tot grotere warmteopwekking.

* stroom: Hogere stroom leidt tot grotere warmteopwekking.

* tijd: Hoe langer de stroom stroomt, hoe meer warmte wordt gegenereerd.

Voorbeelden van materialen die Joule -verwarming vertonen:

* metalen: De meeste metalen zijn goede geleiders, maar ze hebben nog steeds enige weerstand. Dit is de reden waarom draden heet worden bij het dragen van grote stromingen.

* Weerstanden: Dit zijn specifiek ontworpen componenten met een hoge weerstand om warmte te genereren voor verschillende doeleinden.

* Verwarmingselementen: Gebruikt in apparaten zoals broodroosters, ovens en elektrische ketels.

* Filamentbollen: De gloeidraad is gemaakt van een materiaal met een hoge weerstand, dat helder gloeit wanneer het wordt verwarmd.

Opmerking: Hoewel sommige materialen zoals supergeleiders geen weerstand hebben, worden ze over het algemeen niet gebruikt voor verwarmingstoepassingen vanwege hun gespecialiseerde aard en lage beschikbaarheid.