Закон Джоуля — Ленца

Электрический ток, как об этом свидетельствует закон Ома, существует в проводнике благодаря действию на носители тока электростатических и сторонних сил. Нод действием этих сил подвижные заряженные частицы в проводнике ускоряются. Однако, сталкиваясь с малоподвижными частицами среды, они отдают им часть своей кинетической энергии. Так, энергия носителей тока переходит во внутреннюю энергию проводника. При этом проводник нагревается и отдает тепло в окружающую среду.

Если ток, текущий в проводнике, не очень быстро изменяется с течением времени, то через любое сечение этого проводника за время dt будет перенесен один и тот же заряд.

Работа при переносе заряда dQ на некотором участке проводника равна произведению этого заряда на падение напряжения на данном участке:

Согласно закону сохранения энергии работа dA сил, действующих на носители тока, равна приращению dW их кинетической энергии, которое затем в виде тепла передается веществу проводника:

Таким образом, в проводнике с током за время dt выделяется тепловая энергия.

Тепло W, которое выделяется в проводнике с током за время от момента времени t до момента /2″ равно интегралу от выражения (4.28):

Скорость преобразования энергии из одного вида в другой или скорость передачи энергии от одного тела к другому называют мощностью Р. По определению В рассматриваемом случае мощность Р есть количество тепла, которое выделяется за единицу времени в проводнике при прохождении по нему электрического тока, и называется мощностью тока. Теперь формулу (4.27) можно записать так:

где.

Формулы (4.27) — (4.30) выражают собой закон Джоуля — Ленца. Единица мощности в СИ — ватт (Вт): [Р] = Вт = А В.