實驗證明當電流過導體時,由于自由電子的碰撞,導體的溫度會升高。這是因為導體吸收的點電能轉換成為熱能的緣故。這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。電流通過導體時所產(chǎn)生的熱量與電流強度的平方、導體本身的電阻、以及電流通過的時間成正比。這一結論稱為焦耳——楞次定律,其數(shù)學表達式為:q=i²rt,公式中:
q:電流通過導體所產(chǎn)生的熱量,單位:焦耳(j);
i:通過導體的電流,單位:安(a);
r:導體的電阻,單位:歐(ω)
如果熱量以卡位單位,則q=i?rt公式可寫成:q=0.24i²rt=0.24pt,此公式稱為焦耳-楞次定律。其中t的單位為妙,r的單位是歐,i的單位是安,熱量的單位是卡。
電流的熱效應在生產(chǎn)上有許多應用。電燈是利用電流產(chǎn)生的熱使得燈絲達到白熾狀態(tài)而發(fā)光,熔斷器是利用電流產(chǎn)生的熱使其熔斷而切斷電源。電流的熱效應也是近代工業(yè)中的一種重要加熱方式,如利用電爐煉鋼,電機通電烘干等。電流的熱效應也有它不利的一面,由于構成電氣設備的導線存在電阻,所有電氣設備在工作時要發(fā)熱,使溫度升高。如果電流過大,溫度升高多就會加速絕緣體老化,甚至損壞設備。為了保證電氣設備能正常工作,各種設備都規(guī)定了限額,如額定電流、額定電壓、和額定電功率等。
電器設備的額定值通常用下標“e”表示,如ie、ue、pe等,各種電器設備的銘牌上都有標注他們的數(shù)值。