Закон Джоуля-Ленца

При прохождении электрического тока через металлический проводник электроны сталкиваются то с нейтральными молекулами, то с молекулами, потерявшими электроны. Движущийся электрон либо отщепляет от нейтральной молекулы новый электрон, теряя свою кинетическую энергию и образуя новый положительный ион, либо соединяется с молекулой, потерявшей электрон (с положительным ионом), образуя нейтральную молекулу. При столкновении электронов с молекулами расходуется энергия, которая превращается в теплоту. Любое движение, при котором преодолевается сопротивление, требует затрат определенной энергии. Так, например, для перемещения какого-либо тела преодолевается сопротивление трения и работа, затраченная на это, превращается в теплоту. Электрическое сопротивление проводника играет те же роль, что и сопротивление трения. Таким образом, для проведения тока через проводник источник тока затрачивает некоторую энергию, которая превращается в теплоту. Переход электрической энергии в тепловую отражает закон Джоуля-Ленца, или закон теплового действия тока.

Русский ученый Ленц и английский физик Джоуль одновременно и независимо один от другого установили, что при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое проводником, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течении которого электрический ток протекалпо проводнику. Этоположение называетсязаконом Джоуля-Ленца.

Если обозначить количество теплоты, создаваемое током, буквой Q, силу тока, протекающего по проводнику,I, сопротивление проводника R и время, в течении которого ток протекал по проводнику t, то закону Джоуля-Ленца можно придать следующее выражение:

Q = I²∙R∙t. Так как I = U / R и R = U / I, то

U²∙t

Q = U∙I∙t =

R