Joule Formülü

Joule Formülü, bir iş ve enerji birimi olan joule, İngiliz fizikçi James Joule'nin adı ile anılmaktadır. Joule formülü bir iletkende dönüştürülen ısı miktarının hangi etkenlere bağlı olduğunu açıklar. Joule formülüne göre, bir iletkende ortaya çıkan ısının miktarı iletkenin direncine bağlı olmak üzere iletkenden geçirilen akımın karesi ve akımın iletkenden geçme süresi ile doğru orantılıdır. Elektrik enerjisi ile çalışan pek çok şeyi günlük hayatımızda sıkça kullanırız.

Jolue formülünün bir iletkende üretilen ısı miktarının nelere bağlı olduğunu ortaya koyan bir formül olduğunu belirtmiştik. Buna göre;

Isı birimi için Calori hesabı (Cal) kullanıldığı için jolue (Jul) kaloriye dönüştürülür. Bir iletkenin gücü, o iletkenin birim zamanda harcadığı elektrik enerjisine bağlıdır.

İletkendeki ısı miktarı= iletkenden geçen akım x iletkenin direnci x akımın geçme süresi şeklindedir.

Jolue formülünü daha net bir şekilde açıklayabilmek için su ısıtıcılarını örnek olarak verirsek; R direnci ile çalışan bir devre olduğunu düşünelim ve bu devreye içi su dolu bir kabı oturtalım. Direnç üzerinden geçen akımı ölçebilmek içinde sisteme bir ampermetre bağlandığını farz edelim. Bu devreye enerji verildiği zaman iletken üzerinden bir akım geçer, iletken atomlarında bulunan serbest haldeki elektronlar bulunduğu yörüngeden başka bir atomun yörüngesine rastgele bir şekilde kolayca geçer. İletken uçlarına bağlı olan üretecin negatif kutbu elektronları iterken, pozitif kutup ise elektronları çeker. Böylece elektronlar hız kazanır ve iletken içerisinde ilerlemeye başlar. Belli bir kütleye sahip olan bu elektronlar hız kazanırken potansiyel enerjilerini kinetik enerjiye dönüştürür. Elektronlar bu kinetik enerjilerini iletken içerisinde hareket ettikleri sırada çarpmış oldukları atom ve moleküllere aktarırlar. Atom ve moleküllerin titreşimlerinin artması ile devrede bulunan iletken direnç ile ısınır. Bir iletkende direnç büyük ise elektrik yüklerinin kazanmış olduğu kinetik enerjinin neredeyse tamamı ısı enerjisine dönüşür.

Anlattığımız örneğe göre; bir iletkenin gücü P= iş/zaman formülü ile hesaplanır. Buna göre;

1 KW=1000 watt.

1 Wh=3600 joule'dir.