De reden voor de verwarming van de geleider ligt in het feit datde energie van elektronen die erin bewegen (met andere woorden, de energie van de stroom) in de loop van opeenvolgende botsingen van deeltjes met ionen van het moleculaire rooster van een metalen element wordt omgezet in een warme soort energie, of Q, dit is hoe het concept van "thermisch vermogen" wordt gevormd.
Het werk van de stroom wordt gemeten met behulp van een internationaleSI-eenheden, waarbij joules (J) erop worden toegepast, wordt het huidige vermogen gedefinieerd als "watt" (W). Afwijkend van het systeem in de praktijk, kunnen ze ook niet-systeemeenheden gebruiken die het werk van de stroom meten. Onder hen, wattuur (W × h), kilowattuur (afgekort als kW × h). 1 W × h staat bijvoorbeeld voor het werk van een stroom met een specifiek vermogen van 1 watt en een duur van één uur.
Als elektronen langs een stationair bewegeneen geleider van metaal, in dit geval wordt al het nuttige werk van de gegenereerde stroom verdeeld om de metalen structuur te verwarmen, en, op basis van de bepalingen van de wet van behoud van energie, kan dit worden beschreven met de formule Q = A = IUt = I2Rt = (U2/ R) * t.Dergelijke relaties geven nauwkeurig de welbekende wet van Joule-Lenz weer. Historisch gezien werd het voor het eerst empirisch vastgesteld door de wetenschapper D. Joule in het midden van de 19e eeuw, en tegelijkertijd, onafhankelijk van hem, door een andere wetenschapper, E. Lenz. Het thermische vermogen heeft praktische toepassing gevonden in technische prestaties sinds de uitvinding in 1873 door de Russische ingenieur A. Ladygin van een gewone gloeilamp.
Het thermische vermogen van de stroom wordt gebruikt in een aantalelektrische apparaten en industriële installaties, namelijk in thermische meetapparatuur, elektrische kachels van het verwarmingstype, elektrische las- en inventarisapparatuur, huishoudelijke apparaten met een elektrisch verwarmingseffect zijn zeer gebruikelijk - ketels, soldeerbouten, waterkokers, strijkijzers.
Vindt zichzelf een thermisch effect in voedselindustrie. Bij een hoog benuttingspercentage wordt de mogelijkheid van elektrische contactverwarming gebruikt, wat thermisch vermogen garandeert. Het is te wijten aan het feit dat de stroom en het thermische vermogen, die het voedselproduct beïnvloeden, dat een zekere mate van weerstand heeft, een uniforme verwarming erin veroorzaakt. Een voorbeeld is hoe worsten worden gemaakt: via een speciale dispenser komt gehakt vlees in metalen mallen, waarvan de wanden tegelijkertijd als elektroden dienen. Hier wordt een constante uniformiteit van de verwarming over het hele oppervlak en volume van het product verzekerd, de ingestelde temperatuur wordt gehandhaafd, de optimale biologische waarde van het voedingsproduct wordt behouden, samen met deze factoren blijven de duur van het technologische werk en het energieverbruik de laagste.
Specifiek thermisch vermogen van elektrische stroom(ω), met andere woorden - de hoeveelheid warmte die vrijkomt in een volume-eenheid gedurende een bepaalde tijdseenheid, wordt als volgt berekend. Het elementaire cilindrische volume van een geleider (dV), met een dwarsdoorsnede geleidersectie dS, lengte dl parallel aan de stroomrichting en weerstand zijn de vergelijkingen R = p (dl / dS), dV = dSdl.
Volgens de definities van de Joule-Lenz-wet, zal in de toegewezen tijd (dt) in het volume dat we hebben genomen, een warmteniveau worden vrijgegeven gelijk aan dQ = I2Rdt = p (dl / dS) (jdS)2dt = pj2dVdt. In dit geval ω = (dQ) / (dVdt) = pj2 en door hier de wet van Ohm toe te passen om de stroomdichtheid j = γE en de relatie p = 1 / γ vast te stellen, krijgen we onmiddellijk de uitdrukking ω = jE = γE2. Het geeft het concept van de wet van Joule-Lenz in differentiële vorm.
