Вопрос
Рассмотрим однородный проводник, к концам которого приложено напряжение U. За время dt через сечение проводника переносится заряд dq=Idt. Так как ток представляет собой перемещение заряда dq под действием электрического поля, то по формуле (1.20) работа тока
dA = Udq = IUdt. (2.12)
Если сопротивление проводника R, то, используя закон Ома (2.7), получим
(2.13)
Из (2.12) и (2.13) следует, что мощность тока
. (2.14)
1 Вт·ч - работа тока мощностью 1 Вт в течение 1 ч: 1 Вт·ч=3600 Вт·с=3,6·103 Дж; 1кВт·ч=103, Вт·ч=3,6·106 Дж.
Если ток проходит по неподвижному металлическому проводнику, то вся работа тока идет на его нагревание, и по закону сохранения энергии
dQ = dA. (2.15)
. (2.16)
Выражение (2.16) представляет собой закон Джоуля - Ленца
По закону Джоуля - Ленца за время dt в этом объеме выделится теплота
.
Количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в единице объема, называется удельной тепловой мощностью тока. Она равна
. (2.17)
Формула (2.17) является обобщенным выражением закона Джоуля - Ленца в дифференциальной форме, пригодным для любого проводника.