焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的规律,其公式有以下两种常见形式:
基本形式:
表示电流通过导体产生的热量,单位是焦耳()。
表示通过导体的电流,单位是安培()。
表示导体的电阻,单位是欧姆()。
表示电流通过导体的时间,单位是秒()。
该公式表明,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比 ,跟通电时间成正比。它适用于任何电路中电热的计算。
对于纯电阻电路(电能全部转化为内能的电路)的推导形式:
由于纯电阻电路中,欧姆定律 成立(是导体两端电压,单位为伏特 ),将 变形为 ,代入 可得 。
再把 变形为 代入 ,还能得到 。
不过需要注意, 和 只适用于纯电阻电路,即电能全部转化为内能的电路,像电烙铁、电饭锅等利用电流热效应工作的电器所在的电路;对于非纯电阻电路(如电动机电路,电能大部分转化为机械能,少部分转化为内能),只能用 来计算电热。