Joule-Lenz-loven
Ved at overvinde ledningens modstand virker den elektriske strøm, hvorunder der genereres varme i ledningen. Frie elektroner i deres bevægelse kolliderer med atomer og molekyler, og under disse kollisioner omdannes de bevægelige elektroners mekaniske energi til termisk energi.
Termisk energis afhængighed af styrken af strømmen i lederen er bestemt af Joule-Lenz-loven. Når en elektrisk strøm løber gennem en ledning, er mængden af varme, der genereres af strømmen i ledningen, direkte proportional med styrken af strømmen, der tages til anden potens, størrelsen af ledningens modstand og varigheden af strømmen .
Hvis mængden af varme er angivet med bogstavet Q, strømstyrken i a er A, modstand i ohm — R og tid i sekunder — t, så kan Joule-Lenz-loven matematisk repræsenteres som følger:
Q = aI2Rt
NSfor a = 1 vil varmemængden Q være joule. NSpa a = 0,24 mængden af varme Q opnås i små kalorier. Faktoren 0,24 vises i formlen, fordi en strøm på 1 A i en ledning med modstand på 1 ohm i 1 sekund. afgiver 0,24 små kalorier varme. En lille kalorie tjener som en enhed til at måle mængden af varme. En lille kalorie er lig med den mængde varme, der kræves for at opvarme 1 g vand med 1 °C.
Denne lov blev uafhængigt opdaget i 1840 af den engelske fysiker James Joule og den russiske fysiker Emily Kristianovich Lenz. Denne fysiske lov bestemmer mængden af varme Q, der frigives i en leder, når en elektrisk strøm passerer gennem den.
Så varme genereres altid i en leder, når der løber strøm gennem den. Overdreven opvarmning af ledninger og elektriske apparater bør dog ikke tillades, da dette vil beskadige dem. Overophedning er især farlig, når kortslutning ledninger, det vil sige i den elektriske forbindelse af ledninger, der leverer elektrisk energi til forbrugeren.
I tilfælde af kortslutning er modstanden af de ledninger, der forbliver under strømmen, normalt ubetydelig, strømmen når derfor en stor kraft, og der frigives varme i en sådan mængde, at det forårsager en ulykke. For at beskytte mod kortslutning og overophedning omfatter kredsløbet sikringer… De er små stykker tynd tråd eller plade, der brænder, så snart strømmen når en vis værdi. Valget af sikringer er lavet afhængigt af ledningernes tværsnitsareal.