电流热效应焦耳定律

电流的热效应在生活、生产和科研中被广泛应用。电热蚊器、电热水器、电饭锅、电熨斗，它们都是利用电流的热效应工作的。生产和科研中养鸡场的电热孵化器、电烤箱、烘干机也应用了电流的热效应 。

但是，有的用电器在电流做功将电能转化为其他形式的能的过程中，也会有一部分电能转化为热能例如，电视机、计算机、电风扇等用电器工作时，都不可避免地发热。这既会浪费能源又会由于升温使用电器有被烧毁的危险。由此，很多用电器采用设置散热孔、散热片或在发热部位安装电风扇等方法散热 。

生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应 。

实验证明，电流通过导体时，由于自由电子的碰撞，导体的温度会升高，这是因为导体吸收的电能转换成为热能的缘故。这种现象叫做电流的热效应，电流通过导体时所产生的热量与电流强度的平方，导体本身的电阻、以及电流通过的时间成正比。这一结论称为焦耳一楞次定律，其数学表达式为Q= I²RT 。

式中：Q——电流通过导体所产生的热量，单位：焦耳(J)

I——通过导体的电流，(A)

R——导体的电阻，（Ω）

t——电流通过导体的时间，单位：秒(S)

Q=0.24 I²RT，Q：热能（卡），0.24为功热转换系数，即1焦耳功相当于0.24卡的热量。由上面的公式可以看出，电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律 。

电流的热效应在生产上有许多应用，电灯就是利用电流产生的热使灯丝达到高温而发光的，熔丝利用电流产生的热使其熔断而切断电源等等 。

电流的热效应也有其不利的一面，例如消耗能量，使设备温度升高，加速绝缘材料的老化甚至烧坏设备等等，为了避免过热，对各种类型的导线根据其构造上的特点都规定了允许通过的电流最大值：对于各类电气设备，都规定了最大允许功率，即额定功率，或者是规定了额定电压和额定电流。在使用时，应注意不要超过允许值或额定值 。

电流的热效应也有不利的一面，因导线存在电阻，所以电气设备在工作时要发热使温度升高。如果电流过大，温度升高过多，就会加速绝缘老化，甚至损坏设备。为了保证电气设备能正常工作，各种设备都规定了限额，如额定电流、额定电压和额定功率等。各种电气设备的铭牌上都标有它们的数值 。2100433B

一方面，利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务。如在白炽灯中，由于通电后钨丝温度升高达到白热的程度，于是一部分热：以转化为光。发出光亮。另一方面，电流的热效应也有一些不利因素。大电流通过导线而导线不够粗时，就会产生大量的热，破坏导线的绝缘性能，导致线路短路，引发电火灾。为了避免导线过热，有关部门对各种不同截面的导线规定了允许最大通过的电流（安全电流）。导线截面越大，允许通过的电流也越大。(导体的电阻越大，通过导体的电流越小，通电时间越长，电流的热效应就越显著)

Q = I^2Rt（普遍适用）

Q = W=UIT=I^2Rt=u^2/R×t（只适用于电热器）

式中：I —通过导体的电流，单位是安培(A);

R——导体的电阻，单位是欧姆；

t ——电流通过导体的时间，单位是秒(S)；

Q——电流在电阻上产生的热量，单位是焦(J)。