La llei de Joule-Lenz
Superant la resistència del cable, el corrent elèctric funciona, durant el qual es genera calor al cable. Els electrons lliures en el seu moviment xoquen amb àtoms i molècules, i durant aquests xocs l'energia mecànica dels electrons en moviment es converteix en energia tèrmica.
La dependència de l'energia tèrmica de la força del corrent en el conductor ve determinada per la llei de Joule-Lenz. Quan un corrent elèctric flueix a través d'un cable, la quantitat de calor generada pel corrent al cable és directament proporcional a la força del corrent presa a la segona potència, la magnitud de la resistència del cable i la durada del corrent. .
Si la quantitat de calor es denota amb la lletra Q, la força del corrent en a és A, la resistència en ohms - R i el temps en segons - t, aleshores matemàticament la llei de Joule-Lenz es pot representar de la següent manera:
Q = aI2Rt
NSper a = 1, la quantitat de calor Q serà de joules. NSpa a = 0,24 la quantitat de calor Q s'obté en calories petites. El factor 0,24 apareix a la fórmula perquè un corrent d'1 A en un cable de resistència d'1 ohm durant 1 segon. emet 0,24 petites calories de calor. Una petita caloria serveix com a unitat per mesurar la quantitat de calor. Una caloria petita és igual a la quantitat de calor necessària per escalfar 1 g d'aigua en 1 °C.
Aquesta llei va ser descoberta de manera independent el 1840 pel físic anglès James Joule i la física russa Emily Kristianovich Lenz. Aquesta llei física determina la quantitat de calor Q alliberada en un conductor quan el travessa un corrent elèctric.
Per tant, sempre es genera calor en un conductor quan hi passa corrent. No obstant això, no s'ha de permetre l'escalfament excessiu de cables i aparells elèctrics, ja que això els danyarà. El sobreescalfament és especialment perillós quan curtcircuit cables, és a dir, en la connexió elèctrica dels cables que subministren energia elèctrica al consumidor.
En cas d'un curtcircuit, la resistència dels cables que queden sota el corrent sol ser insignificant, per tant el corrent assoleix una gran força i s'allibera calor en una quantitat tal que provoca un accident. Per protegir contra curtcircuits i sobreescalfament, el circuit inclou fusibles… Són petits trossos de filferro prim o placa que es cremen tan bon punt el corrent arriba a un determinat valor. L'elecció dels fusibles es fa en funció de l'àrea de la secció transversal dels cables.
Vegeu també: Com escalfa un cable una descàrrega elèctrica