Јоуле-Ленцов закон
Савладавајући отпор жице, електрична струја ради, при чему се у жици ствара топлота. Слободни електрони се у свом кретању сударају са атомима и молекулима, а при тим сударима се механичка енергија покретних електрона претвара у топлотну енергију.
Зависност топлотне енергије од јачине струје у проводнику одређена је Јоуле-Ленцовим законом. Када електрична струја тече кроз жицу, количина топлоте коју ствара струја у жици је директно пропорционална јачини струје преузете на други степен, величини отпора жице и трајању струје. .
Ако је количина топлоте означена словом К, јачина струје у а је А, отпор у омима — Р и време у секундама — т, онда се математички закон Јоуле-Ленз може представити на следећи начин:
К = аИ2Рт
НСза а = 1, количина топлоте К биће џула. НСпа а = 0,24 количина топлоте К се добија у малим калоријама. Фактор 0,24 се појављује у формули јер струја од 1 А у жици отпора 1 ома у трајању од 1 секунде. даје 0,24 мале калорије топлоте. Мала калорија служи као јединица за мерење количине топлоте. Мала калорија је једнака количини топлоте која је потребна да се 1 г воде загреје за 1 °Ц.
Овај закон су независно открили 1840. године енглески физичар Џејмс Џоул и руска физичарка Емили Кристијанович Ленц. Овај физички закон одређује количину топлоте К која се ослобађа у проводнику када електрична струја пролази кроз њега.
Дакле, топлота се увек ствара у проводнику када струја тече кроз њега. Међутим, не би требало дозволити претерано загревање жица и електричних уређаја, јер ће их то оштетити. Прегревање је посебно опасно када кратак спој жице, односно у електричном повезивању жица које снабдевају електричном енергијом потрошача.
У случају кратког споја, отпор жица које остају испод струје је обично занемарљив, струја стога достиже велику силу и топлота се ослобађа у толикој количини да изазива несрећу. За заштиту од кратких спојева и прегревања, коло укључује осигурачи… То су мали комади танке жице или плоче који изгоре чим струја достигне одређену вредност. Избор осигурача се врши у зависности од површине попречног пресека жица.
Такође видети: Како струјни удар загрева жицу