焦耳加热

焦耳加热(Joule heating)又称欧姆加热电阻加热,旧称電流熱效應(thermal effect of electric current),是电流通过导体,由移动电子和构成导体主体的金属离子之间的相互作用引起,产生热量的过程。

19世紀經典電磁學提出電流有三大效應:熱效應、化學效應、磁效應,但后来发现電流能產生的效應遠超過三種,因此现代科学家较少使用「電流的熱效應」作为正式术语,而是直接使用具体的物理机制名称,如“焦耳热效应”或“焦耳加热效应”。

焦耳定律(Joule's law)或焦耳-楞次定律(Joule–Lenz law),是定量說明傳導電流將電能轉換為熱能的定律。 1841年,英國物理學家詹姆斯·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和通電時間t成比例。而在1842年時,俄國物理學家海因里希·楞次也獨立發現上述的關係,因此也稱為焦耳-楞次定律。

採用國際單位制時,焦耳定律的表達式為:
Q=I^2Rt 或 P=I^2R

其中Q(熱量)、I(電流)、R(電阻)、t(時間)、P(熱功率)各量的單位依次為焦耳、安培、歐姆、秒和瓦特。

焦耳定律是設計電照明,電熱設備及計算各種電氣設備溫升的重要公式。

與歐姆定律的關係
根据歐姆定律:V=IR

可以得出焦耳定律的推導公式:Q=IVt=I^2R t=\frac{V^2 t}{R}

同歐姆定律相同,該推導公式只適用與純電阻電路。

参阅
*物理学定律列表
*海因里希·冷次
*感應加熱

參考資料

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