¿Es la disipación térmica de las resistencias una necesidad termodinámica de la relación Ohm IV?

Question

¿Es la disipación térmica de las resistencias una necesidad termodinámica de la relación Ohm IV?

Física
termodinámica
resistencia eléctrica

acechador

Sabemos que todas las resistencias se disipan a una velocidad $I^2 R = V^2 /R$ .

Pero me pregunto si es posible probar que un componente con una relación lineal entre corriente y voltaje ( $I \propto V$ ) debe disiparse a una velocidad $\propto I^2$ en argumentos enteramente termodinámicos.

Ján Lalinský

¿Por qué 'argumentos termodinámicos'? La energía perdida en el elemento por unidad de tiempo es

V I

$VI$ basado únicamente en la definición de diferencia de potencial

V

$V$ , que se introduce en la teoría electromagnética. Para elemento lineal, esto ya implica disipación a razón

\propto I^{2}

$\propto I^2$ . No se necesitan argumentos termodinámicos.

acechador

argumentos termodinámicos ya que solo sabemos que la resistencia está cediendo energía a esa tasa, pero sin un argumento termodinámico, en principio podríamos especular sobre la existencia de un componente óhmico que almacena energía útil a una tasa

I V

$IV$ en algún otro lugar

Respuestas (1)

¿Es la disipación térmica de las resistencias una necesidad termodinámica de la relación Ohm IV?

¿Por qué 'argumentos termodinámicos'? La energía perdida en el elemento por unidad de tiempo es $VI$ basado únicamente en la definición de diferencia de potencial $V$ , que se introduce en la teoría electromagnética. Para elemento lineal, esto ya implica disipación a razón $\propto I^2$ . No se necesitan argumentos termodinámicos.
argumentos termodinámicos ya que solo sabemos que la resistencia está cediendo energía a esa tasa, pero sin un argumento termodinámico, en principio podríamos especular sobre la existencia de un componente óhmico que almacena energía útil a una tasa $IV$ en algún otro lugar

quimiomecánica · Answer 1

Las relaciones de Onsager en termodinámica establecen que la tasa de producción de entropía (que puede relacionarse con la potencia disipada a temperatura constante) es proporcional al producto del flujo (aquí, el flujo de corriente $I/A$ para un área transversal de $A$ ) y el campo (aquí, el campo eléctrico $V/L$ para una longitud de conductor de $L$ ).

Dado que ha declarado que se cumple la Ley de Ohm (es decir, $V\propto I$ ), entonces el campo eléctrico $V/L$ debe escalar con el flujo actual $I/A$ (y la resistividad). Suponiendo que las dimensiones permanecen constantes, el calor disipado es proporcional a $I^2$ .

Algo que no estoy seguro es si esto aborda casos muy generales en los que $Δ V \propto Δ I$ $\Delta V \propto \Delta I$ , pero a nivel mundial $V (I)$ $V(I)$ es una dependencia complicada. Transistores, por ejemplo.

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acechador

Ján Lalinský

acechador

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quimiomecánica

acechador

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