Legea Joule-Lenz
Depășind rezistența firului, curentul electric funcționează, timp în care se generează căldură în fir. Electronii liberi în mișcarea lor se ciocnesc cu atomii și moleculele, iar în timpul acestor ciocniri energia mecanică a electronilor în mișcare este transformată în energie termică.
Dependența energiei termice de puterea curentului din conductor este determinată de legea Joule-Lenz. Când un curent electric trece printr-un fir, cantitatea de căldură generată de curentul din fir este direct proporțională cu puterea curentului preluat la a doua putere, mărimea rezistenței firului și durata curentului. .
Dacă cantitatea de căldură este notată cu litera Q, puterea curentului în a este A, rezistența în ohmi — R și timpul în secunde — t, atunci matematic legea Joule-Lenz poate fi reprezentată după cum urmează:
Q = aI2Rt
NSpentru a = 1, cantitatea de căldură Q va fi jouli. NSpa a = 0,24 cantitatea de căldură Q se obține în calorii mici. Factorul 0,24 apare în formulă deoarece un curent de 1 A într-un fir de rezistență de 1 ohm timp de 1 secundă. degajă 0,24 calorii mici de căldură. O calorie mică servește ca unitate pentru măsurarea cantității de căldură. O calorie mică este egală cu cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 g de apă cu 1 °C.
Această lege a fost descoperită independent în 1840 de către fizicianul englez James Joule și fizicianul rus Emily Kristianovici Lenz. Această lege fizică determină cantitatea de căldură Q eliberată într-un conductor atunci când trece un curent electric prin el.
Deci căldura este întotdeauna generată într-un conductor atunci când curentul trece prin el. Cu toate acestea, încălzirea excesivă a firelor și a dispozitivelor electrice nu ar trebui permisă, deoarece aceasta le va deteriora. Supraîncălzirea este deosebit de periculoasă când scurt circuit fire, adică în conexiunea electrică a firelor care furnizează energie electrică consumatorului.
În cazul unui scurtcircuit, rezistența firelor rămase sub curent este de obicei neglijabilă, prin urmare curentul atinge o forță mare și căldura este eliberată într-o asemenea cantitate încât provoacă un accident. Pentru a proteja împotriva scurtcircuitelor și supraîncălzirii, circuitul include sigurante… Sunt bucăți mici de sârmă subțire sau placă care ard de îndată ce curentul atinge o anumită valoare. Alegerea siguranțelor se face în funcție de aria secțiunii transversale a firelor.