1.3.3 焦耳定律

电流流过导体时导体会发热,这种现象称为电流的热效应。电热锅、电饭煲和电热水器等都是利用电流的热效应来工作的。

英国物理学家焦耳通过实验发现:电流流过导体,导体发出的热量与导体流过的电流、导体的电阻和通电的时间有关。焦耳定律的具体内容是,电流流过导体产生的热量,与电流的二次方及导体的电阻成正比,与通电时间也成正比。由于这个定律除了由焦耳发现外,俄国科学家楞次也通过实验独立发现,故该定律又称焦耳-楞次定律。

焦耳定律可用下面的公式表示:

Q=I2Rt

式中,Q表示热量,单位是焦耳(J);R表示电阻,单位是欧姆(Ω);t表示时间,单位是秒(s)。

举例:某台电动机额定电压是220V,线圈的电阻为0.4Ω,当电动机接220V的电压时,流过的电流是3A,求电动机的功率和线圈每秒发出的热量。

电动机的功率P=UI=220V×3A=660W

电动机线圈每秒发出的热量Q=I2Rt=(3A)2×0.4Ω×1s=3.6J