焦耳定律与基尔霍夫定律

焦耳定律与基尔霍夫定律

伏打电堆在相当长的时间里是产生电流的唯一手段，但是它有一个缺点，就是由于极化作用，它的电流迅速减小，不能保持稳定。于是，英国化学家丹聂尔经过数年的努力，终于发明了一种新式电池，这个电池被后人称为丹聂尔电池。丹聂尔在科学研究道路上，所以取得显著的成就，是与他得到法拉第的帮助分不开的。他在给法拉第的信中，除了谈到新电池的具体设想外，还深表了他的谢意。1836年丹聂尔所设计的电池，是由一个玻璃圆筒和一个动物膜——公牛的气管，把浓硫酸铜和稀硫酸隔开的。不久以后，加西奥特建议用多孔的陶土杯（也就是素烧杯）代替了动物膜。

1839年英国法学家格罗夫交给英国协会一篇题为《论具有很大能量的小伏打电池》的论文，并发明了一种新电池，它的结构与丹聂尔电池基本相同，只是把素烧筒内外的溶液改换为稀硫酸与浓硝酸，稀硫酸溶液中的电极为涂以水银的锌棒，而浓硝酸中的电极则是白金的。后来，本生把白金极换成价格便宜的碳棒。电池的改进，使输出的电流更加稳定，从而也使电流的各种效应更加明显。

1847年英国物理学家焦耳在已知电流通过金属导线产生热效应的基础上，进行了大量的定量实验，发现通电导体单位时间所产生的热量与电流的自感、导线的电阻成正比。人们把这个定律称为焦耳定律，电流所产生的热称为焦耳热。这个定律揭露出电能与热能之间的转换关系。焦耳在1843年英国皇家协会上宣读的论文中，给出了电功与热的当量值是一个法国大卡，相当于460千克重米。电流热效应的发现和对其规律的掌握，又开辟了一个新的研究领域。焦耳定律建立之后，于1847年焦耳发现了磁致伸缩现象。

德国物理学家基尔霍夫从1845到1848年间，发表了几篇关于稳恒电流电路中某些问题的研究文章，并提出了解决复杂电路的两条规则。第一条规则是说：几条电路相交于一点时，流入该点的电流的总和等于流出该点的电流总和。第二条规则是说：对任意一个闭合回路，在确定了电流流向的正与负之后，闭合回路电阻与电流相乘积的代数和，等于回路中电动势的代数和。根据基尔霍夫的这两个规则，可以解决比较复杂的电路问题。