जूल हीटिंग क्या है?
जूल हीटिंग (जिसे प्रतिरोधी या ओमिक हीटिंग भी कहते हैं) वह प्रक्रिया है जिसमें किसी चालक से धारा गुज़रने पर विद्युत ऊर्जा ऊष्मा में बदल जाती है। यह कैलकुलेटर जूल के पहले नियम \(Q = \text{I}^{2} \cdot \text{R} \cdot \text{t}\) का उपयोग करके कुल उत्पन्न ऊष्मा ऊर्जा निकालता है। यह नियम हर प्रतिरोधी उपकरण पर लागू होता है — हीटिंग कॉइल, फ़्यूज़, तार, बल्ब और इलेक्ट्रॉनिक कलपुर्ज़े सभी पर।
कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें
तीन मान भरें: धारा \(I\) (एम्पियर में), प्रतिरोध \(R\) (ओम में) और समय \(t\) (सेकंड में)। कैलकुलेटर आपको जूल में कुल ऊष्मा ऊर्जा \(Q\) बताता है, साथ ही नष्ट हुई पावर (\(P = I^{2}R\)), रेज़िस्टर के आर-पार वोल्टेज ड्रॉप (\(V = IR\)), और सुविधा के लिए ऊष्मा को किलोजूल तथा कैलोरी में भी दिखाता है।
सूत्र को समझें
मूल समीकरण है $$Q = \text{I}^{2} \cdot \text{R} \cdot \text{t}$$ चूँकि ओम के नियम के अनुसार \(V = IR\) होता है, इसलिए यही ऊष्मा \(Q = V \cdot I \cdot t = (V^{2}/R) \cdot t\) के रूप में भी लिखी जा सकती है। पावर असल में प्रति इकाई समय की ऊष्मा है, यानी \(P = Q/t = I^{2}R\)। धारा दोगुनी करने पर ऊष्मा चार गुना हो जाती है (\(I^{2}\) वाला पद इसका कारण है), इसी वजह से अधिक धारा वाले सर्किट में चालक की मोटाई का चुनाव सावधानी से करना पड़ता है।
हल किया हुआ उदाहरण
एक हीटर 10 Ω के एलिमेंट से 60 सेकंड तक 2 A धारा खींचता है। ऊष्मा $$= \text{I}^{2} \cdot \text{R} \cdot \text{t} = 2^{2} \times 10 \times 60 = 4 \times 10 \times 60 = 2{,}400 \text{ J}$$ (2.4 kJ)। नष्ट हुई पावर \(= I^{2}R = 4 \times 10 = 40 \text{ W}\), और वोल्टेज ड्रॉप \(= IR = 2 \times 10 = 20 \text{ V}\)।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
क्या यह AC सर्किट के लिए काम करता है? हाँ, बशर्ते आप RMS धारा का मान इस्तेमाल करें और लोड पूरी तरह प्रतिरोधी हो। रिएक्टिव लोड में केवल प्रतिरोधी भाग ही ऊष्मा पैदा करता है।
ऊष्मा कैलोरी में भी क्यों दिखाई जाती है? \(1\) कैलोरी \(= 4.184\) जूल। जब विद्युत हीटिंग को पानी या किसी अन्य पदार्थ के तापमान परिवर्तन से जोड़ना हो, तब कैलोरी उपयोगी होती है।
अगर समय मिनट में हो तो क्या करें? पहले उसे सेकंड में बदलें (मिनट को 60 से गुणा करें), क्योंकि यह सूत्र SI इकाइयों पर आधारित है।
