La razón para calentar el conductor radica en el hecho de que la energía de los electrones que se mueven en él (en otras palabras, la energía de la corriente) durante la colisión secuencial de partículas con iones de la red molecular de un metal elemento se convierte en un tipo de energía cálida, o Q, por lo que se forma el concepto de "energía térmica" "".
El trabajo de la corriente se mide utilizando el sistema internacional de unidades SI, aplicándole julios (J), la potencia de la corriente se define como "vatio" (W). A diferencia del sistema en la práctica, también pueden usar unidades fuera del sistema que miden el trabajo de la corriente. Entre ellos se encuentran el vatio-hora (W × h), el kilovatio-hora (abreviado kW × h). Por ejemplo, 1 Wh significa el trabajo de una corriente con una potencia específica de 1 watt y una duración de tiempo de una hora.
Si los electrones se mueven a lo largo de un conductor fijo de metal, en este caso, todo el trabajo útil de la corriente generada se distribuye para calentar la estructura metálica y, con base en las disposiciones de la ley de conservación de la energía, esto se puede describir mediante la fórmula Q=A=IUt=I 2Rt=(U2/R)t. Tales proporciones expresan con precisión la conocida ley de Joule-Lenz. Históricamente, primero fue determinada empíricamente por un científicoD. Joule a mediados del siglo XIX, y al mismo tiempo independientemente de él por otro científico: E. Lenz. La energía térmica ha encontrado una aplicación práctica en el diseño técnico desde la invención en 1873 por el ingeniero ruso A. Ladygin de una lámpara incandescente ordinaria.
La energía térmica de la corriente se utiliza en una serie de aparatos eléctricos e instalaciones industriales, a saber, en instrumentos de medición térmica, estufas eléctricas de calefacción, equipos eléctricos de soldadura e inventario, electrodomésticos en el efecto de calefacción eléctrica son muy común - calderas, soldadores, marmitas, planchas.
Se encuentra un efecto térmico en la industria alimentaria. Con una alta cuota de uso, se utiliza la posibilidad de calentamiento por electrocontacto, lo que garantiza la potencia térmica. Es causado por el hecho de que la corriente y su potencia térmica, al influir en el producto alimenticio, que tiene un cierto grado de resistencia, provoca un calentamiento uniforme en él. Podemos dar un ejemplo de cómo se producen las salchichas: a través de un dispensador especial, la carne picada ingresa a moldes de metal, cuyas paredes sirven simultáneamente como electrodos. Aquí, se garantiza una uniformidad constante de calentamiento en toda el área y el volumen del producto, se mantiene la temperatura establecida, se mantiene el valor biológico óptimo del producto alimenticio, junto con estos factores, la duración del trabajo tecnológico y el consumo de energía siguen siendo los más pequeño.
Calor específicola potencia de la corriente eléctrica (ω), es decir, la cantidad de calor que se libera por unidad de volumen durante una determinada unidad de tiempo, se calcula de la siguiente manera. Un volumen cilíndrico elemental de un conductor (dV), con una sección transversal del conductor dS, una longitud dl paralela a la dirección de la corriente y una resistencia forman las ecuaciones R=p(dl/dS), dV=dSdl.
Según las definiciones de la ley de Joule-Lenz, para el tiempo asignado (dt) en el volumen tomado por nosotros, un nivel de calor igual a dQ=I2Rdt=p(dl/dS)(jdS)2dt=pj2dVdt. En este caso, ω=(dQ)/(dVdt)=pj2 y, aplicando aquí la ley de Ohm para establecer la densidad de corriente j=γE y la relación p=1/γ, tenemos obtenga inmediatamente la expresión ω=jE=γE2. Da el concepto de la ley de Joule-Lenz en forma diferencial.
