Årsaken til oppvarming av lederen ligger i det faktum at energien til elektronene som beveger seg i den (med andre ord, energien til strømmen) under den sekvensielle kollisjonen av partikler med ioner i det molekylære gitteret til et metall element omdannes til en varm type energi, eller Q, så konseptet "termisk kraft" dannes "".
Strømmens arbeid måles ved å bruke det internasjonale systemet med enheter SI, ved å bruke joule (J) på det, strømmen til strømmen er definert som "watt" (W). Avvikende fra systemet i praksis kan de også bruke enheter utenfor systemet som måler strømmens arbeid. Blant dem er watt-time (W × h), kilowatt-time (forkortet kW × h). For eksempel betyr 1 Wh arbeidet til en strøm med en spesifikk effekt på 1 watt og en varighet på én time.
Hvis elektroner beveger seg langs en fast leder laget av metall, i dette tilfellet, fordeles alt nyttig arbeid av den genererte strømmen for å varme opp metallstrukturen, og basert på bestemmelsene i loven om bevaring av energi, dette kan beskrives med formelen Q=A=IUt=I 2Rt=(U2/R)t. Slike forhold uttrykker nøyaktig den velkjente Joule-Lenz-loven. Historisk sett ble det først bestemt empirisk av en vitenskapsmannD. Joule på midten av 1800-tallet, og samtidig uavhengig av ham av en annen vitenskapsmann - E. Lenz. Termisk kraft har funnet praktisk anvendelse i teknisk design siden oppfinnelsen i 1873 av den russiske ingeniøren A. Ladygin av en vanlig glødelampe.
Den termiske kraften til strømmen brukes i en rekke elektriske apparater og industrielle installasjoner, nemlig i termiske måleinstrumenter, elektriske ovner av varmetype, elektrisk sveise- og lagerutstyr, husholdningsapparater på den elektriske varmeeffekten er veldig vanlig - kjeler, loddebolter, vannkoker, strykejern.
Finner seg en termisk effekt i næringsmiddelindustrien. Med høy bruksandel benyttes muligheten for elektrokontaktoppvarming, noe som garanterer termisk kraft. Det er forårsaket av det faktum at strømmen og dens termiske kraft, som påvirker matproduktet, som har en viss grad av motstand, forårsaker jevn oppvarming i det. Vi kan gi et eksempel på hvordan pølser produseres: gjennom en spesiell dispenser kommer kjøttdeig inn i metallformer, hvis vegger samtidig tjener som elektroder. Her sikres konstant jevnhet i oppvarmingen over hele produktets areal og volum, den innstilte temperaturen opprettholdes, den optimale biologiske verdien av matproduktet opprettholdes, sammen med disse faktorene forblir varigheten av det teknologiske arbeidet og energiforbruket. minste.
Spesifikk varmekraften til den elektriske strømmen (ω), med andre ord, mengden varme som frigjøres per volumenhet i en viss tidsenhet, beregnes som følger. Et elementært sylindrisk volum av en leder (dV), med et tverrsnitt av lederen dS, en lengde dl parallelt med strømretningen, og en motstand fra ligningene R=p(dl/dS), dV=dSdl.
I henhold til definisjonene av Joule-Lenz-loven, for den tildelte tiden (dt) i volumet tatt av oss, et varmenivå lik dQ=I2Rdt=p(dl/dS)(jdS)2dt=pj2dVdt. I dette tilfellet, ω=(dQ)/(dVdt)=pj2 og, ved å bruke her Ohms lov for å etablere strømtettheten j=γE og forholdet p=1/γ, få umiddelbart uttrykket ω=jE=γE2. Det gir konseptet til Joule-Lenz-loven i differensiell form.
