實驗證明當電流過導體時,由于自由電子的碰撞,導體的溫度會升高。這是因為導體吸收的點電能轉換成為熱能的緣故。這種現象叫做電流的熱效應。電流通過導體時所產生的熱量與電流強度的平方、導體本身的電阻、以及電流通過的時間成正比。這一結論稱為焦耳——楞次定律,其數學表達式為:Q=I²Rt,公式中:
Q:電流通過導體所產生的熱量,單位:焦耳(J);
I:通過導體的電流,單位:安(A);
R:導體的電阻,單位:歐(Ω)
如果熱量以卡位單位,則Q=I?Rt公式可寫成:Q=0.24I²Rt=0.24Pt,此公式稱為焦耳-楞次定律。其中t的單位為妙,R的單位是歐,I的單位是安,熱量的單位是卡。
電流的熱效應在生產上有許多應用。電燈是利用電流產生的熱使得燈絲達到白熾狀態而發光,熔斷器是利用電流產生的熱使其熔斷而切斷電源。電流的熱效應也是近代工業中的一種重要加熱方式,如利用電爐煉鋼,電機通電烘干等。電流的熱效應也有它不利的一面,由于構成電氣設備的導線存在電阻,所有電氣設備在工作時要發熱,使溫度升高。如果電流過大,溫度升高多就會加速絕緣體老化,甚至損壞設備。為了保證電氣設備能正常工作,各種設備都規定了限額,如額定電流、額定電壓、和額定電功率等。
電器設備的額定值通常用下標“e”表示,如Ie、Ue、Pe等,各種電器設備的銘牌上都有標注他們的數值。