Joule-Lenz-loven
Ved å overvinne motstanden til ledningen fungerer den elektriske strømmen, hvor det genereres varme i ledningen. Frie elektroner i deres bevegelse kolliderer med atomer og molekyler, og under disse kollisjonene blir den mekaniske energien til de bevegelige elektronene omdannet til termisk energi.
Termisk energis avhengighet av styrken til strømmen i lederen bestemmes av Joule-Lenz-loven. Når en elektrisk strøm flyter gjennom en ledning, er mengden varme som genereres av strømmen i ledningen direkte proporsjonal med styrken til strømmen tatt til andre potens, størrelsen på motstanden til ledningen og varigheten av strømmen .
Hvis mengden varme er betegnet med bokstaven Q, strømstyrken i a er A, motstand i ohm — R og tid i sekunder — t, så kan matematisk Joule-Lenz-loven representeres som følger:
Q = aI2Rt
NSfor a = 1 vil varmemengden Q være joule. NSpa a = 0,24 mengden varme Q oppnås i små kalorier. Faktoren 0,24 vises i formelen fordi en strøm på 1 A i en ledning med motstand 1 ohm i 1 sekund. avgir 0,24 små kalorier varme. En liten kalori tjener som en enhet for å måle mengden varme. En liten kalori er lik mengden varme som kreves for å varme 1 g vann med 1 °C.
Denne loven ble uavhengig oppdaget i 1840 av den engelske fysikeren James Joule og den russiske fysikeren Emily Kristianovich Lenz. Denne fysiske loven bestemmer mengden varme Q som frigjøres i en leder når en elektrisk strøm passerer gjennom den.
Så varme genereres alltid i en leder når det går strøm gjennom den. Overdreven oppvarming av ledninger og elektriske enheter bør imidlertid ikke tillates, da dette vil skade dem. Overoppheting er spesielt farlig når kortslutning ledninger, det vil si i den elektriske tilkoblingen av ledninger som leverer elektrisk energi til forbrukeren.
Ved kortslutning er motstanden til ledningene som forblir under strømmen vanligvis ubetydelig, strømmen når derfor en stor kraft og varme frigjøres i en slik mengde at det forårsaker en ulykke. For å beskytte mot kortslutning og overoppheting inkluderer kretsen sikringer… De er små biter av tynn ledning eller plate som brenner så snart strømmen når en viss verdi. Valget av sikringer gjøres avhengig av tverrsnittsarealet til ledningene.