줄의 법칙 및 줄 가열 (Joule’s Law & Joule heating) 계산

줄 가열 (Joule heating)은 전류가 도체를 통과할 때 발생하는 열이 생성되는 현상을 말한다.

 

전류가 흐르는 케이블에서 생성되는 열은 아래 식으로 계산하며, 줄의 1법칙이라 한다.

즉, 줄의 법칙 (Joule's law)은 전기 저항 (R)을 갖는 도체를 흐르는 전류 (I)가 주어진 시간 (t) 동안에 생성하는 열 (Q) 의 관계를 나타낸다.

 

(식 1) Q = P x t = I x V x t = I² x R x t

 

여기서,

Q : 생성된 열 (J)

P = I x V = I² x R : 전력 (W), V = I x R 

I : 전류 (A)

R : 저항 (Ohm)

t : 시간 (s)

이다.

 

전류, I (A) :

저항, R (Ohm) :

시간, t (sec) :

     

생성된 열, Q (J) :

 

예를 들어, 저항 65.7 Ω , 20 A의  전기장치를  100 초 동안 가동할 때 생성되는 열을 구해보자.

줄의 법칙에 따라 Q = I² x R x t = (20) ² x 65.7 x 100 = 2,628,000 J 이다.