Джоуля - ленца закон

ДЖОУЛЯ - ЛЕНЦА ЗАКОН - количество теплоты Q, выделяющейся в единицу времени на участке электрич. цепи с сопротивлением R при протекании по нему пост. тока I, равно Q=RI². При дифференц. описании Д. -Л. з. имеет вид локального соотношения , где q - объёмная плотность выделяемой теплоты, j - плотность тока, - уд. сопротивление, - электропроводность среды.

Закон установлен в 1841 Дж. П. Джоулем и подтверждён в 1842 точными опытами Э. X. Ленца. Ленцу принадлежит также экспери м. определение условий оптим. отдачи энергии источника в нагрузку: количество теплоты, выделяемой на сопротивлении нагрузки и на внутр. сопротивлении источника, должно быть одинаково (см. также Джоулевы потери).

Д. -Л. з. в его первонач. формулировке справедлив для линейных изотропных сред без дисперсии, когда соблюдается закон Ома: ( - напряжённость электрич. поля). Однако Д--Л. з. допускает разл. обобщения и может быть распространён на перем. токи

Сопротивление зависит как от материала, по которому течёт ток, так и от геометрических размеров проводника.

Полезно переписать закон Ома в так называемой дифференциальной форме, в которой зависимость от геометрических размеров исчезает, и тогда закон Ома описывает исключительно электропроводящие свойства материала. Для изотропных материалов имеем:

где:

· — вектор плотности тока,

· — удельная проводимость,

· — вектор напряжённости электрического поля.

Все величины, входящие в это уравнение, являются функциями координат и, в общем случае, времени. Если материал анизотропен, то направления векторов плотности тока и напряжённости могут не совпадать. В этом случае удельная проводимость является тензором ранга (1, 1).

Раздел физики, изучающий течение электрического тока в различных средах, называется электродинамикой сплошных сред.