Syy johtimen lämmitykseen on se, ettäsiinä liikkuvien elektronien energia (toisin sanoen virran energia) hiukkasten peräkkäisten törmäysten aikana metallielementin molekyylihilan ionien kanssa muunnetaan lämpimäksi energiatyypiksi tai Q: ksi, joten käsite muodostuu "lämpötehosta".
Virran työ mitataan kansainväliselläSI-yksiköt, soveltamalla siihen joulea (J), virta määritellään "wattina" (W). Poiketen käytännössä järjestelmästä, he voivat käyttää myös muita kuin järjestelmän yksiköitä, jotka mittaavat virran työtä. Niistä wattitunti (W × h), kilowattitunti (lyhennettynä kW × h). Esimerkiksi 1 W × h tarkoittaa virtaa, jonka ominaisteho on 1 watti ja jonka kesto on yksi tunti.
Jos elektronit liikkuvat paikallaanmetallista tehty johdin, tässä tapauksessa kaikki syntyvän virran hyödyllinen työ jaetaan metallirakenteen lämmittämiseen, ja energiansäästölain säännösten perusteella tämä voidaan kuvata kaavalla Q = A = IUt = I2Rt = (U2/ R) * t.Tällaiset suhteet ilmaisevat tarkalleen tunnettua Joule-Lenzin lakia. Historiallisesti tutkija D.Joule määritteli sen empiirisesti ensimmäisen kerran 1800-luvun puolivälissä, ja samalla toinen tutkija, E.Lenz, hänestä riippumatta. Lämpötehoa on käytetty käytännön sovelluksissa tekniseen suorituskykyyn siitä lähtien, kun venäläinen insinööri A.Ladygin kekseli vuonna 1873 tavallisen hehkulampun.
Virran lämpötehoa käytetään useissasähkölaitteet ja teollisuusasennukset, nimittäin lämpömittareissa, lämmitystyyppisissä sähköuunissa, sähköhitsaus- ja varastolaitteissa, sähkökäyttöisillä kodinkoneilla - kattilat, juottimet, kattilat, silitysraudat.
Löytää itselleen lämpövaikutuksen ruoastaala. Suurella käyttöasteella käytetään sähkökosketuslämmitystä, joka takaa lämpötehon. Se johtuu siitä, että virta ja sen lämpöteho, jotka vaikuttavat elintarvikkeeseen, jolla on tietty vastus, aiheuttavat siinä tasaisen lämmityksen. Esimerkki on makkaroiden valmistus: jauheliha syötetään erityisen annostelijan kautta metallimuotteihin, joiden seinät toimivat samanaikaisesti elektrodeina. Tässä varmistetaan lämmityksen jatkuva tasaisuus koko tuotteen alueella ja tilavuudessa, ylläpidetään asetettua lämpötilaa, säilytetään elintarvikkeen optimaalinen biologinen arvo näiden tekijöiden ohella teknisen työn kesto ja energiankulutus. pienin.
Sähkövirran ominaislämpöteho(ω), toisin sanoen - lämmön määrä, joka vapautuu tilavuusyksikössä tietyn ajanjakson ajan, lasketaan seuraavasti. Johtimen (dV) alkeislieriömäinen tilavuus, poikkileikkaukseltaan johtimen poikkileikkaus dS, pituuden dl suuntainen virran suunnan kanssa ja vastus ovat yhtälöt R = p (dl / dS), dV = dSdl .
Joule-Lenzin lain määritelmien mukaan vapauttamallamme määrällä (dt) vapautuu lämmön taso, joka on yhtä suuri kuin dQ = I2Rdt = p (dl / dS) (jdS)2dt = pj2dVdt. Tässä tapauksessa ω = (dQ) / (dVdt) = pj2 ja soveltamalla tässä Ohmin lakia virtatiheyden j = γE ja suhteen p = 1 / γ määrittämiseksi, saadaan välittömästi lauseke ω = jE = γE2. Se antaa Joule-Lenz-lain käsitteen eri muodossa.
