Закон Джоуля — Ленца

В проводах линии передачи электрической энергии, обмоток якорей и полюсов электрических машин, электробытовых прибо­ров и других потребителей происходит преобразование электри­ческой энергии в тепловую.

Ток I, протекая по проводнику с сопротивлением R, нагревает этот проводник. За время t в этом проводнике выделяется тепло, количество которого определяется количеством электрической энергии, затраченной в этом проводнике, т. е.

где Q — количество тепла, выделенного в проводнике, Вт*с.

Приведенная зависимость является математическим вы­ражением закона Джоуля — Ленца.

Таким образом, закон Джоуля — Ленца устанавливает зависи­мость между количеством тепла и электрической энергией: количе­ство тепла, выделенное током в проводнике, пропорционально квад­рату тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока по проводнику.

Количество тепла Qизмеряется иногда внесистемной едини­цей — калорией (количество тепла, необходимое для нагревания 1 г воды на 1 °С). Причем 1 кал = 4,187 Дж, следовательно, 1 Вт*с=1 Дж = 0,24 кал.

Коэффициент 0,24 называют электротермическим эквивален­том, который устанавливает зависимость между электрической и тепловой энергией.

Преобразование электрической энергии в тепловую широко ис­пользуется в разнообразных электронагревательных приборах. Однако преобразование электрической энергии в тепловую вызы­вает и непроизводительные расходы энергии в электрических ма­шинах, трансформаторах и других элементах электрической цепи и снижает их КПД.