把手靠近點亮一段時間的白熾燈,你就會感到燈泡有發熱的現象,還有電視機,計算機主機和顯示器,長時間工作以後都能感覺到外殼有發熱的現象,於是我們就把這種現象稱之為電流的熱效應。即:導體中有電流流過時,導體就會有發熱現象,這種現象叫做電流的熱效應。
我們知道燈泡和電線串聯在電路中,電流相同,燈泡發熱、發光,電線卻不怎麼熱,相同的導線如果把燈泡換成大功率的電爐絲裝置!結果能明顯感覺到電線發熱,甚至燒壞電線,電熨斗通電時間過長,也會產生很多熱量,稍微不小心就會燙壞布料。這些現象都能說明電流產生的熱量和導體的電阻、電流和通電時間有關。英國物理學家焦耳做了大量的實驗後,在1840年最先確定了電流產生的熱量跟電流、電阻和通電時間的定量關係:電流透過導體產生的熱量與電流的平方成正比,與導體電阻成正比,與通電時間成正比,這個規律叫做焦耳定律。
它們的關係公式為:Q=I²Rt
式中I表示電流,R表示電阻,t表示通電時間,Q表示熱量。
電流的熱效應在產生和生活中應用廣泛,列如,電飯煲、電磁爐、電烙鐵、電熨斗、電暖氣、電熱爐、電熱水器等,這些電器具有熱效率高、調節溫度方便、清潔衛生等優點,給生產生活帶來極大的便利,但是電流熱效應也有不利的地方,比如電動機、電視機等工作時也有熱量產生,這就浪費了電能,又可能在機器本身散熱差的條件下燒燬。在遠距離輸電線路時,由於輸電線路遠距離輸送電線也有電阻,不可避免的使一部分電能在輸電線上轉化為熱能而損失。所以無論是利用電流的熱效應,還是減少電流的熱效應,都需要掌控有關熱效應的規律。