Причината за нагряване на проводника се крие във факта, че енергията на електроните, движещи се в него (с други думи, енергията на тока) по време на последователния сблъсък на частици с йони от молекулярната решетка на метал елементът се преобразува в топъл тип енергия или Q, така че концепцията за "топлинна мощност" се формира "".
Работата на тока се измерва с помощта на международната система от единици SI, като към нея се прилагат джаули (J), мощността на тока се определя като "ват" (W). Отклонявайки се от системата на практика, те могат да използват и извънсистемни единици, които измерват работата на тока. Сред тях са ватчас (W × h), киловат-час (съкратено kW × h). Например 1 Wh означава работата на ток със специфична мощност от 1 ват и времетраене един час.
Ако електроните се движат по фиксиран проводник, направен от метал, в този случай цялата полезна работа на генерирания ток се разпределя за нагряване на металната конструкция и въз основа на разпоредбите на закона за запазване на енергията, това може да се опише с формулата Q=A=IUt=I 2Rt=(U2/R)t. Такива съотношения точно изразяват добре познатия закон на Джоул-Ленц. Исторически погледнато, то за първи път е определено емпирично от ученД. Джоул в средата на 19 век, а в същото време независимо от него от друг учен – Е. Ленц. Топлинната енергия е намерила практическо приложение в техническия дизайн след изобретението през 1873 г. от руския инженер А. Ладигин на обикновена лампа с нажежаема жичка.
Топлинната мощност на тока се използва в редица електрически уреди и промишлени инсталации, а именно в термоизмервателни уреди, електрически печки нагревателни, електрозаваръчни и инвентарни съоръжения, домакински уреди с ефект на електрическо нагряване много често - бойлери, поялници, чайници, ютии.
Намира себе си термичен ефект в хранително-вкусовата промишленост. При висок дял на използване се използва възможността за електроконтактно нагряване, което гарантира топлинна мощност. Причинява се от факта, че токът и неговата топлинна мощност, въздействайки върху хранителния продукт, който има определена степен на съпротивление, предизвиква равномерно нагряване в него. Можем да дадем пример как се произвеждат колбаси: чрез специален дозатор каймата влиза в метални форми, чиито стени едновременно служат като електроди. Тук се осигурява постоянна равномерност на нагряване по цялата площ и обем на продукта, поддържа се зададената температура, поддържа се оптималната биологична стойност на хранителния продукт, заедно с тези фактори, продължителността на технологичната работа и консумацията на енергия остават важни. най-малката.
Специфична топлинамощността на електрическия ток (ω), с други думи, количеството топлина, което се отделя на единица обем за определена единица време, се изчислява по следния начин. Елементарен цилиндричен обем на проводник (dV), с напречно сечение на проводника dS, дължина dl, успоредна на посоката на тока, и съпротивление образуват уравненията R=p(dl/dS), dV=dSdl.
Съгласно дефинициите на закона на Джоул-Ленц, за определеното време (dt) в обема, взет от нас, ниво на топлина, равно на dQ=I2Rdt=p(dl/dS)(jdS)2dt=pj2dVdt. В този случай ω=(dQ)/(dVdt)=pj2 и прилагайки тук закона на Ом за установяване на плътността на тока j=γE и съотношението p=1/γ, ние веднага получете израза ω=jE=γE2. Той дава концепцията на закона на Джоул-Ленц в диференциална форма.
