Razlog za segrevanje prevodnika je v tem, da se energija elektronov, ki se gibljejo v njem (z drugimi besedami, energija toka) med zaporednim trkom delcev z ioni molekularne mreže kovine element se pretvori v toplo vrsto energije ali Q, tako da se oblikuje koncept "toplotne moči".
Delo toka se meri z uporabo mednarodnega sistema enot SI z uporabo džula (J), moč toka pa je opredeljena kot "vat" (W). V praksi odstopajo od sistema, lahko uporabljajo tudi izvensistemske enote, ki merijo delo toka. Med njimi so vatna ura (W × h), kilovatna ura (skrajšano kW × h). Na primer, 1 Wh pomeni delo toka s specifično močjo 1 W in časovnim trajanjem eno uro.
Če se elektroni gibljejo vzdolž fiksnega kovinskega prevodnika, se v tem primeru vse koristno delo ustvarjenega toka porazdeli za segrevanje kovinske konstrukcije in na podlagi določb zakona o ohranjanju energije, to lahko opišemo s formulo Q=A=IUt=I 2Rt=(U2/R)t. Takšna razmerja natančno izražajo dobro znani Joule-Lenzov zakon. Zgodovinsko gledano ga je najprej empirično določil znanstvenikD. Joule sredi 19. stoletja, hkrati pa neodvisno od njega še en znanstvenik - E. Lenz. Toplotna moč je našla praktično uporabo v tehničnem oblikovanju od leta 1873, ko je ruski inženir A. Ladygin izumil navadne žarnice z žarilno nitko.
Toplotna moč toka se uporablja v številnih električnih aparatih in industrijskih inštalacijah, in sicer v termo merilnih instrumentih, grelnih električnih pečeh, elektrovarilni in inventarski opremi, gospodinjskih aparatih na učinek električnega ogrevanja. zelo pogosto - kotli, spajkalniki, kotlički, likalniki.
V živilski industriji ima toplotni učinek. Z visokim deležem uporabe se uporablja možnost elektrokontaktnega ogrevanja, ki zagotavlja toplotno moč. To je posledica dejstva, da tok in njegova toplotna moč, ki vplivata na živilo, ki ima določeno stopnjo odpornosti, povzroči enakomerno segrevanje v njem. Navedemo lahko primer proizvodnje klobas: skozi poseben razpršilnik mleto meso vstopi v kovinske kalupe, katerih stene hkrati služijo kot elektrode. Pri tem je zagotovljena stalna enakomernost segrevanja po celotni površini in prostornini izdelka, vzdržuje se nastavljena temperatura, ohranja se optimalna biološka vrednost živila, skupaj s temi dejavniki ostajata trajanje tehnološkega dela in poraba energije. najmanjši.
Specifična toplotamoč električnega toka (ω), z drugimi besedami, količino toplote, ki se sprosti na enoto prostornine za določeno enoto časa, izračunamo na naslednji način. Osnovna cilindrična prostornina prevodnika (dV) s prečnim prerezom prevodnika dS, dolžino dl, vzporedno s smerjo toka, in uporom tvori enačbe R=p(dl/dS), dV=dSdl.
V skladu z definicijami Joule-Lenzovega zakona je za dodeljeni čas (dt) v prostornini, ki jo vzamemo, raven toplote enaka dQ=I2Rdt=p(dl/dS)(jdS)2dt=pj2dVdt. V tem primeru je ω=(dQ)/(dVdt)=pj2 in z uporabo Ohmovega zakona za določitev gostote toka j=γE in razmerja p=1/γ, takoj dobimo izraz ω=jE=γE2. Poda koncept Joule-Lenzovega zakona v diferencialni obliki.
