焦耳定律是定量說明傳導電流將電能轉換為熱能的定律。內容是:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比。焦耳定律數學表達式:Q=I^2R*t(適用于所有電路);對于純電阻電路可推導出:Q=W=Pt;Q=UIt;Q=(U^2/R)
t定義電流通過導體時會產生熱量,這叫做電流的熱效應,而電熱器是利用電流的熱效應來加熱的設備,電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐等都是常見電熱器。電熱器的主要組成部分是發熱體,發熱體是由電阻率大,熔點高的電阻絲繞在絕緣材料上制成。焦耳定律規定:電流通過導體所產生的熱量和導體的電阻成正比,和通過導體的電流的平方成正比,和通電時間成正比。該定律是英國科學家焦耳于1841年發現的。焦耳定律是一個實驗定律,它可以對任何導體來適用,范圍很廣,所有的電路都能使用。遇到電流熱效應的問題時,例如要計算電流通過某一電路時放出熱量;比較某段電路或導體放出熱量的多少,即從電流熱效應角度考慮對電路的要求時,都可以使用焦耳定律。實驗原理焦耳定律是定量說明傳導電流將電能轉換為熱能的定律。1841年,英國物理學家焦耳 發現載流導體中產生的熱量Q(稱為焦耳熱)與電流I 的平方、導體的電阻R、通電時間t成正比,這個規律叫焦耳定律。采用國際單位制,其表達式為Q=I2Rt或熱功率P=I2R其中Q、I、R、t、P各量的單位依次為焦耳(J)、安培(A)、歐姆(Ω)、秒(s)和瓦特(W)。焦耳定律在串聯電路中的運用: 在串聯電路中,電流是相等的,則電阻越大時,產生的熱越多。焦耳定律在并聯電路中的運用: 在并聯電路中,電壓是相等的,通過變形公式,W=Q=PT=U2/RT.當U一定時,R越大則Q越小。需要注明的是,焦耳定律與電功公式W=UIt只適用于純電阻電路,即只有在像電熱器這樣的電路中才可用Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R。 另外,焦耳定律還可變形為Q=IRQ(后面的Q是電荷量,單位庫侖(C))。需要說明的是和不是焦耳定律,它們是從歐姆定律推導出來的,只能在電流所做功將電能全部轉化為熱能的條件下才成立。對電爐、電烙鐵、電燈這類用電器,這兩公式和焦耳定律是等效的。分析解決由電流通過用電器的放熱問題時,應有,這樣可以減少錯誤。