জোল প্রভাব: ব্যাখ্যা, উদাহরণ, অনুশীলন, অ্যাপ্লিকেশন - শারীরিক - 2025

Joule প্রভাব বা Joule এর আইন তাপ মধ্যে বৈদ্যুতিক শক্তির রূপান্তর, যা সঞ্চালিত একটি বৈদ্যুতিক বর্তমান একটি কন্ডাকটর মাধ্যমে প্রেরণ করা যখন ফলাফল। এই প্রভাবটি উপস্থিত রয়েছে যখনই কোনও যন্ত্রে বা ডিভাইসটির কাজ করতে বিদ্যুতের প্রয়োজন হয় তা চালু হয়।

অন্যান্য সময় এটি অযাচিত হয় এবং এটি হ্রাস করার চেষ্টা করা হয়, এজন্য ভক্তদের তাপ ছড়িয়ে দিতে ডেস্কটপ পিসিতে যুক্ত করা হয়, যেহেতু এটি অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলির ব্যর্থতার কারণ হতে পারে।

ডিভাইসগুলি তাপ উত্পাদন করতে জোল প্রভাব ব্যবহার করে, একটি প্রতিরোধের অভ্যন্তরে থাকে যা যখন কোনও স্রোত উত্তোলন করে তখন উত্তাপিত হয়, তাকে হিটিং উপাদান বলে।

ব্যাখ্যা

জলের প্রভাবটির সূক্ষ্মতা কণায় একটি অণুবীক্ষণিক স্কেলে, যেগুলি উপাদান তৈরি করে এবং বৈদ্যুতিক চার্জ বহনকারী উভয়ই এর উত্স রয়েছে।

কোনও পদার্থের পরমাণু এবং অণু পদার্থের মধ্যে তাদের সবচেয়ে স্থিতিশীল অবস্থানে থাকে। তার অংশ হিসাবে, বৈদ্যুতিক প্রবাহ বৈদ্যুতিন চার্জের একটি আদেশযুক্ত আন্দোলন নিয়ে গঠিত যা ব্যাটারির ইতিবাচক মেরু থেকে আসে। যখন তারা সেখান থেকে বের হয় তখন তাদের প্রচুর সম্ভাবনা শক্তি থাকে।

তারা পাস করার সাথে সাথে চার্জযুক্ত কণাগুলি উপাদানগুলির উপর প্রভাব ফেলে এবং তাদের স্পন্দিত করার কারণ ঘটায়। এগুলি তাদের পূর্বের ভারসাম্য ফিরে পাওয়ার চেষ্টা করবে, উপলব্ধিযোগ্য তাপের আকারে তাদের আশপাশের বাড়তি শক্তি সরবরাহ করবে।

প্রকাশিত তাপ কিউয়ের পরিমাণ বর্তমান I এর তীব্রতার উপর নির্ভর করে, যে সময়টি এটি কন্ডাক্টরের অভ্যন্তরে ঘুরছে Δt এবং প্রতিরোধী উপাদান আর:

উপরের সমীকরণটিকে জোল-লেঞ্জ আইন বলা হয়।

উদাহরণ

দুটি পদার্থবিদ, ব্রিটিশ জেমস জোল (1818-1889) এবং রাশিয়ান হেনরিখ লেনজ (1804-1865) স্বতন্ত্রভাবে পর্যবেক্ষণ করেছেন যে একটি স্রোত বহনকারী তারগুলি কেবল গরম হয়ে উঠেনি, তবে প্রক্রিয়া চলাকালীন তার বর্তমান হ্রাস পেয়েছে।

তারপরে এটি প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল যে প্রতিরোধের দ্বারা বিলুপ্ত হওয়া তাপের পরিমাণ আনুপাতিক:

- প্রচলন কারেন্টের তীব্রতার বর্গ।

- যে সময়টি বলেছিল বর্তমানটি কন্ডাক্টরের মাধ্যমে প্রবাহিত থাকবে।

- বলেন কন্ডাক্টরের প্রতিরোধের।

তাপের এককগুলি শক্তির একই ইউনিট: জোলস, জে হিসাবে সংক্ষিপ্ত আকারে জোলটি শক্তির মোটামুটি ছোট একক, তাই অন্যরা প্রায়শই ব্যবহৃত হয়, যেমন ক্যালোরি, উদাহরণস্বরূপ।

জোলসকে ক্যালোরিতে রূপান্তর করতে, কেবল 0.24 ফ্যাক্টরের দ্বারা গুণ করুন, যাতে শুরুতে দেওয়া সমীকরণটি সরাসরি ক্যালোরিতে প্রকাশিত হয়:

জোল প্রভাব এবং বৈদ্যুতিক শক্তি পরিবহন

জোল প্রভাবটি বার্নার এবং হেয়ার ড্রায়ারের মতো স্থানীয় তাপ উত্পাদন করতে স্বাগত। তবে অন্যান্য ক্ষেত্রে এর অযাচিত প্রভাব রয়েছে যেমন:

- কন্ডাক্টরগুলিতে খুব দুর্দান্ত গরম করা বিপজ্জনক হতে পারে, যার ফলে আগুন এবং জ্বলন ঘটে।

- ট্রানজিস্টরযুক্ত বৈদ্যুতিন ডিভাইসগুলি তাদের কর্মক্ষমতা হ্রাস করে এবং খুব বেশি গরম হয়ে গেলেও ব্যর্থ হতে পারে।

- বৈদ্যুতিক শক্তি বহনকারী তারগুলি সর্বদা গরম করার অভিজ্ঞতা দেয় এমনকি সামান্যও, যা উল্লেখযোগ্য শক্তি ক্ষতির দিকে নিয়ে যায়।

এটি কারণ বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি থেকে স্রোত বহনকারী কেবলগুলি কয়েকশো কিলোমিটার অবধি চলে। তারা বহন করে এমন অনেক শক্তি তার গন্তব্যে পৌঁছায় না, কারণ এটি নষ্ট হয়ে যায়।

এটি এড়ানোর জন্য, এটি অনুসন্ধান করা হয় যে কন্ডাক্টরের কমপক্ষে সম্ভাব্য প্রতিরোধের থাকতে পারে। এটি তিনটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ দ্বারা প্রভাবিত হয়: তারের দৈর্ঘ্য, ক্রস-বিভাগীয় অঞ্চল এবং এটি দিয়ে তৈরি উপাদান।

সেরা কন্ডাক্টরগুলি ধাতব এবং সোনার, রৌপ্য, প্ল্যাটিনাম বা তামা সর্বাধিক দক্ষ কিছু। তারের তারগুলি তামা ফিলামেন্ট দিয়ে তৈরি, এটি একটি ধাতু, যদিও এটি সোনার পাশাপাশি পরিচালনা করে না, এটি অনেক সস্তা।

তারের দৈর্ঘ্য যত বেশি হবে তত বেশি প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকবে তবে সেগুলি আরও ঘন করে প্রতিরোধের হ্রাস পাবে কারণ এটি চার্জ ক্যারিয়ারের চলাচলে সহজতর করে।

আর একটি জিনিস যা করা যায় তা হ'ল বর্তমানের তীব্রতা হ্রাস করা, যাতে গরমটি হ্রাস করা যায়। তাত্পর্যটি সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণের জন্য ট্রান্সফর্মাররা দায়বদ্ধ, এ কারণেই বৈদ্যুতিক শক্তি সংক্রমণে এগুলি এত গুরুত্বপূর্ণ।

অনুশীলন

অনুশীলনী 1

একটি রেডিয়েটার নির্দেশ করে যে এটিতে 2000W এর শক্তি রয়েছে এবং এটি 220 ভি সকেটের সাথে সংযুক্ত। নিম্নলিখিত গণনা করুন:

ক) রেডিয়েটার দিয়ে প্রবাহিত স্রোতের তীব্রতা

খ) বৈদ্যুতিক শক্তির পরিমাণ যা আধ ঘন্টা পরে রূপান্তরিত হয়েছে

গ) এই সমস্ত শক্তি যদি প্রাথমিকভাবে 4 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় 20 লিটার জল উত্তোলনে ব্যয় করা হয়, তবে জল উত্তপ্ত হতে পারে এমন সর্বোচ্চ তাপমাত্রা কত হবে?

সমাধান

শক্তি ইউনিট সময় প্রতি শক্তি হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। শুরুতে প্রদত্ত সমীকরণে যদি আমরা গুণক thet ডানদিকে পাস করি তবে আমাদের সময়কালের প্রতি ইউনিট অবিকল শক্তি থাকবে:

গরম করার উপাদানটির প্রতিরোধের বিষয়টি ওহমের আইনের মাধ্যমে জানা যাবে: ভি = আইআর, যেখান থেকে এটি অনুসরণ করে আমি = ভি / আর। এভাবে:

এইভাবে বর্তমান ফলাফল:

সমাধান খ

এক্ষেত্রে =t = 30 মিনিট = = 30 x 60 সেকেন্ড = 1800 সেকেন্ড। প্রতিরোধের মানটিও প্রয়োজনীয়, যা ওহমের আইন থেকে পরিষ্কার করা হয়েছে:

জোলের আইনে মানগুলি প্রতিস্থাপন করা হয়:

সমাধান গ

একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় জল পরিমাণ বাড়ানোর জন্য প্রয়োজনীয় তাপের কিউ নির্দিষ্ট তাপ এবং তাপমাত্রার পরিবর্তনের উপর নির্ভর করে যা প্রাপ্ত হওয়া প্রয়োজন। এটি দ্বারা গণনা করা হয়:

এখানে মিটার জলের ভর, সি _ই নির্দিষ্ট তাপ, যা ইতিমধ্যে সমস্যার ডেটা হিসাবে নেওয়া হয়, এবং.T হ'ল তাপমাত্রার প্রকরণ vari

জলের ভর হ'ল 20 L এ এটি ঘনত্বের সাহায্যে গণনা করা হয়। জলের ঘনত্ব ρ _জলের ভর পরিমাণের অনুপাত। এছাড়াও, আপনাকে লিটারকে কিউবিক মিটারে রূপান্তর করতে হবে:

যেহেতু মি = ঘনত্বের x ভলিউম = ρV, ভরটি।

নোট করুন যে ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড থেকে কেলভিনে যেতে প্রয়োজনীয়, 273.15 কে যোগ করুন। তাপের সমীকরণের উপরেরটি প্রতিস্থাপন করুন:

অনুশীলন 2

ক) একটি বিকল্প ভোল্টেজের সাথে সংযুক্ত প্রতিরোধের জন্য পাওয়ার এবং গড় পাওয়ারের জন্য এক্সপ্রেশন খুঁজে পান।

খ) ধরুন যে আপনার সাথে 120W সকেটের সাথে 1000W পাওয়ার যুক্ত একটি হেয়ার ড্রায়ার রয়েছে, এটির মাধ্যমে তাপীকরণের উপাদানটির প্রতিরোধের এবং সর্বোচ্চ স্রোত - সর্বাধিক বর্তমান - সন্ধান করুন।

গ) ড্রায়ারটি যখন 240 ভি সকেটের সাথে সংযুক্ত থাকে তখন কী ঘটে?

সমাধান

ট্যাপ ভোল্টেজটি বিকল্প রূপে, ভি = ভি _ও আকারে রয়েছে । সেন ωt। যেহেতু এটি সময়ের পরিবর্তনশীল, ভোল্টেজ এবং কারেন্ট উভয়ের কার্যকর মানগুলি সংজ্ঞায়িত করা খুব গুরুত্বপূর্ণ, যা "আরএমএস" সাবস্ক্রিপ্ট দ্বারা বোঝানো হয়েছে, যার মূলটি মূল বর্গাকার।

বর্তমান এবং ভোল্টেজের জন্য এই মানগুলি হ'ল:

ওহমের আইন প্রয়োগ করার সময়, সময়ের ক্রিয়া হিসাবে বর্তমানটি হ'ল:

এই জাতীয় ক্ষেত্রে, একটি বিকল্প কারেন্ট অতিক্রম করে একটি প্রতিরোধকের শক্তি হ'ল:

দেখা যায় যে শক্তি সময়ের সাথেও পরিবর্তিত হয়, এবং এটি একটি ধনাত্মক পরিমাণ, যেহেতু সবকিছু স্কোয়ারযুক্ত এবং আর সর্বদা> 0 থাকে this

কার্যকর ভোল্টেজ এবং স্রোতের ক্ষেত্রে, পাওয়ারটি দেখতে এইরকম দেখাচ্ছে:

সমাধান খ

সরবরাহিত ডেটার সাথে শেষ সমীকরণটি প্রয়োগ করা:

_গড় পি = 1000 ডাব্লু এবং ভি _{আরএমএস} = 120 ভি

তাই গরম করার উপাদানটির মাধ্যমে সর্বাধিক বর্তমান:

গড় পাওয়ার সমীকরণ থেকে প্রতিরোধের সমাধান করা যেতে পারে:

পি _মানে = ভি _{আরএমএস} । আমি _{আরএমএস} = 240 ভি x 16.7 এ ≈ 4000 ডাব্লু

এটি হিটিং উপাদানটির জন্য ওয়াটেজটি প্রায় 4 বার প্রস্তুত করা হয়েছে, যা এই আউটলেটে প্লাগ ইন করার পরে খুব শীঘ্রই জ্বলে উঠবে।

অ্যাপ্লিকেশন

ভাস্বর বাল্ব

একটি ভাস্বর আলো আলোর বাল্ব আলো এবং তাপ উত্পাদন করে, যা আমরা এটি সংযোগ করার সাথে সাথেই লক্ষ্য করতে পারি। উভয় প্রভাব উত্পাদন করে এমন উপাদানটি একটি খুব পাতলা কন্ডাক্টর ফিলামেন্ট, যার ফলে উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকে।

প্রতিরোধের এই বৃদ্ধির জন্য ধন্যবাদ, যদিও ফিলামেন্টে বর্তমানের পরিমাণ হ্রাস পেয়েছে, জোলের প্রভাব এমন পরিমাণে কেন্দ্রীভূত হয় যে প্রসারণ ঘটে। 3400 º C উচ্চ গলনাঙ্কের কারণে টংস্টন দিয়ে তৈরি ফিলামেন্টটি হালকা এবং তাপও প্রকাশ করে।

এই যন্ত্রটি একটি স্বচ্ছ কাঁচের পাত্রে আবদ্ধ করা উচিত, যা জ্বালানীটির অবনতি এড়াতে নিম্ন চাপে আর্গন বা নাইট্রোজেনের মতো একটি জড় গ্যাস দিয়ে পূর্ণ থাকে। যদি এভাবে না করা হয় তবে বাতাসের অক্সিজেন ফিলামেন্ট গ্রহণ করে এবং বাল্বটি তাত্ক্ষণিকভাবে কাজ বন্ধ করে দেয়।

চৌম্বক-তাপীয় সুইচগুলি

চৌম্বকগুলির চৌম্বকীয় প্রভাব উচ্চ তাপমাত্রায় অদৃশ্য হয়ে যায়। এটি অতিরিক্ত ব্যবহারের সময় স্রোতের প্রবাহকে বাধা দেয় এমন একটি ডিভাইস তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি একটি চৌম্বকীয় সুইচ।

সার্কিটের একটি অংশ যার মধ্য দিয়ে স্রোত প্রবাহিত হয় কোনও বসন্তের সাথে সংযুক্ত চৌম্বক দ্বারা বন্ধ হয়ে যায়। চৌম্বকটি চৌম্বকীয় আকর্ষণটির জন্য সার্কিটকে ধন্যবাদ দেয় এবং যতক্ষণ না এটি গরম করে দুর্বল না হয় ততক্ষণ রয়ে যায়।

যখন বর্তমান একটি নির্দিষ্ট মানকে ছাড়িয়ে যায়, চৌম্বকটি দুর্বল হয়ে যায় এবং বসন্তটি চৌম্বকটিকে আলাদা করে দেয়, যার ফলে সার্কিটটি খোলা হয়। এবং যেহেতু বর্তমানটির প্রবাহের জন্য সার্কিটটি বন্ধ করা দরকার, এটি খোলে এবং স্রোতের প্রবাহ ব্যাহত হয়। এটি তারগুলি গরম হতে বাধা দেয়, যা আগুনের মতো দুর্ঘটনার কারণ হতে পারে।

ফিউজ

একটি সার্কিটকে সুরক্ষিত করতে এবং সময়োচিতভাবে স্রোতের প্রবাহকে বাধাগ্রস্থ করার আরেকটি উপায় হ'ল ফিউজ, ধাতব একটি ফালা যা জোল প্রভাব দ্বারা উত্তপ্ত হয়ে গেলে গলে যায়, সার্কিটটি খোলা রেখে স্রোতকে বাধা দেয়।

চিত্র 2. একটি ফিউজ একটি সার্কিট প্রটেক্টর উপাদান। অতিরিক্ত স্রোতের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় ধাতব গলে যায়। সূত্র: পিক্সাবে।

ওহমিক হিটিং পেস্টুরাইজেশন

এটি খাদ্যের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক প্রবাহকে নিয়ে গঠিত, যার স্বাভাবিকভাবে বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ থাকে। এর জন্য, অ্যান্টিক্রোসিভ উপাদানগুলির তৈরি ইলেক্ট্রোডগুলি ব্যবহৃত হয়। খাবারের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় এবং তাপ ব্যাকটিরিয়াগুলিকে ধ্বংস করে দেয়, এটি দীর্ঘকাল ধরে সংরক্ষণে সহায়তা করে।

এই পদ্ধতির সুবিধা হ'ল হিটিং প্রচলিত কৌশলগুলির প্রয়োজনের চেয়ে অনেক কম সময়ে ঘটে। দীর্ঘায়িত গরম ব্যাকটেরিয়া ধ্বংস করে তবে প্রয়োজনীয় ভিটামিন এবং খনিজগুলি নিরপেক্ষ করে।

ওহমিক হিটিং, যা মাত্র কয়েক সেকেন্ড স্থায়ী হয়, খাবারের পুষ্টি উপাদান সংরক্ষণে সহায়তা করে।

এক্সপেরিমেন্ট

পরবর্তী পরীক্ষায় তাপীয় শক্তিতে রূপান্তরিত বৈদ্যুতিক শক্তির পরিমাণ পরিমাপ করে জলের ज्ञিত ভর দ্বারা শোষিত তাপের পরিমাণ পরিমাপ করে consists এটি করার জন্য, একটি হিটিং কয়েল পানিতে নিমজ্জিত হয়, যার মাধ্যমে একটি স্রোত পাস হয়।

উপকরণ

- 1 পলিস্টায়ারিন কাপ

- মাল্টিমিটার

- সেলসিয়াস থার্মোমিটার

- 1 সামঞ্জস্যযোগ্য পাওয়ার উত্স, পরিসীমা 0-12 ভি

- ভারসাম্য

- সংযোগ তারগুলি

- স্টপওয়াচ

প্রক্রিয়া

কয়েলটি জলের প্রভাব দ্বারা উত্তাপিত হয় এবং তাই জলও। আমাদের অবশ্যই জলের ভর এবং এর প্রাথমিক তাপমাত্রাটি পরিমাপ করতে হবে এবং এটি নির্ধারণ করতে হবে যে আমরা কোন তাপমাত্রাটি এটি গরম করতে চলেছি।

চিত্র 3. কত বৈদ্যুতিক শক্তি উত্তাপে রূপান্তরিত হয় তা নির্ধারণের জন্য পরীক্ষা-নিরীক্ষা। সূত্র: এফ.জাপাটা।

বর্তমান এবং ভোল্টেজের মানগুলি রেকর্ড করে প্রতি মিনিটে একের পর এক রিডিং নেওয়া হয়। রেকর্ডটি উপলব্ধ হওয়ার পরে, সরবরাহ করা বৈদ্যুতিক শক্তি সমীকরণগুলি ব্যবহার করে গণনা করা হয়:

প্রশ্ন = আমি ².আর। (T (জোলের আইন)

ভি = আইআর (ওহমের আইন)

এবং জলের দেহে যে পরিমাণ তাপ শোষণ করে তার সাথে তুলনা করুন:

প্রশ্ন = মি। সি _ই । (T (সমাধান ব্যায়াম 1 দেখুন)

যেহেতু শক্তি সংরক্ষণ করা হয়, উভয় পরিমাণ সমান হওয়া উচিত। যাইহোক, যদিও পলিস্টেরিনের নির্দিষ্ট সুনির্দিষ্ট তাপ রয়েছে এবং প্রায় কোনও তাপীয় শক্তি শোষণ করে না, তবুও বায়ুমণ্ডলে কিছু ক্ষয়ক্ষতি থাকবে। পরীক্ষামূলক ত্রুটিটিও আমলে নেওয়া উচিত।

পরীক্ষাটি শুরু করার আগে নীচে যেমন জল তত পরিমাণ তাপমাত্রা উপরে তাপ একই পরিমাণে গরম করা হয় তবে বায়ুমণ্ডলের ক্ষয়ক্ষতি হ্রাস করা হবে।

অন্য কথায়, যদি জলটি 10º সেন্টিগ্রেড হয় এবং পরিবেষ্টনের তাপমাত্রা 22º সেন্টিগ্রেড হয়, তবে আপনাকে জলটি 32 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে আনতে হবে।

তথ্যসূত্র

1. ক্রামার, সি। 1994. পদার্থবিজ্ঞান অনুশীলন। ম্যাকগ্রা হিল 197।
2. চালনি। জোল প্রভাব। উদ্ধার করা হয়েছে: এলটামিজ ডটকম থেকে।
3. ফিগুয়েরো, ডি (2005)। সিরিজ: বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল জন্য পদার্থবিদ্যা। খণ্ড 5. বৈদ্যুতিন পদার্থবিজ্ঞান। ডগলাস ফিগুয়েরো (ইউএসবি) সম্পাদিত।
4. জিয়ানকোলি, ডি 2006. পদার্থবিদ্যা: অ্যাপ্লিকেশন সহ নীতিমালা। 6 ^ম । এড প্রেন্টাইস হল।
5. Hypertextual। জোল প্রভাব কী এবং কেন এটি আমাদের জীবনে অতি ক্ষুদ্র কিছু হয়ে দাঁড়িয়েছে। থেকে উদ্ধার করা হয়েছে: হাইপারটেক্সটুয়াল ডটকম
6. উইকিপিডিয়া। জোল প্রভাব। উদ্ধার করা হয়েছে: es.wikedia.org থেকে ipedia
7. উইকিপিডিয়া। জোল গরম। পুনরুদ্ধার থেকে: en। wikipedia.org।