Extras din referat
Toate efectele curentului electric constau in transformarea
energiei electrice intr-o alta forma de energie, in cazul efectului Joule
energia electrica transformandu-se in energia termica. De aceea este
simplu de inteles de ce vom cauta cauza acestui efect studiind modul in
care se consuma energia campului electric atunci cand este realizata o
miscare ordonata de sarcina electrica intr-un mediu conductor.
Miscarea ordonata a purtatorii de sarcina intr-un conductor este
caracterizata printr-o viteza medie (viteza de drift), ce se mentine
constanta in cazul unui curent electric continuu. Stabilirea, practic
instantanee, a curentului electric la inchiderea unui circuit este datorata
campului electric, a carui viteza de propagare este de ordinul vitezei
luminii, mult mai mare decat viteza miscarii de drift a purtatorilor liberi
din conductor. Pentru intretinerea miscarii ordonate a acestora, se
consuma energie. Lucrul lucrul mecanic efectuat de fortele campului la
deplasarea unei sarcini Q intre doua puncte A si B, cu potentiale VA,
respectiv VB, are expresia:
L=Q(VA-VB)=QU
Utilizand definitia intensitatii curentului electric, energia
consumata pentru transportul sarcinii electrice (care va fi notata in acest
context cu W, pentru a nu fi confunata cu t.e.m. a unei surse) poate fi
scrisa sub forma:
Aceasta energie este transferata ionilor retelei, prin ciocnirile care au loc
in interiorul conductorului. Astfel se intensifica miscarea termica, ceea ce
va determina cresterea temperaturii acelui conductor, energia electrica
consumata fiind transformata ireversibil in caldura.
- 3 -
Obiectivul lucrarii
Problema este de tipul „multi-fizicã ”, si necesita rezolvarea
simultanã a douã sub-probleme:
1. Conductia electrica;
2. Transferul de caldura , in care sursa de caldura este reprezentata
de pierderile prin efect Joule produse de curentul electric.
Modelarea numeric este realizat în mediul de dezvoltare multifizicã
(FEM) COMSOL.
(Domeniul de calcul este o placa plana , patrata cu latura de 1m,
din cupru, cu o decupare circulara in centru. Grosimea plãcii este
neglijabila in raport cu celelalte dimensiuni, ceea ce permite reducerea
studiului la un model 2D).
Sistemul fizic
1. Geometria
Se considerã o placã planã, patrata din cupru. Placa are latura de 1m si
grosime neglijabila (in raport cu celelalte dimensiuni). In centrul placii se
gaseste o decupare cu raza de 0.3 m .
Preview document
Conținut arhivă zip
- Efectul Joule.pdf