Тұрақты ток тізбегінің жұмысы мен қуаты. Джоуль-Ленц заңы және оның дифференциалдық түрі

Егер де ток күшi А-мен, кернеу В-пен жане уақыт с-пен өлшен­се, онда ток жұмысы (13) теңдеуіне сәйкес Дж-мен, ал қуат (14) өpнeгiнe сәйкес Вт-пен өлшенедi. Сонда 1 Вт = 1А·В болады. Ал практикада басқа өлшемдер де қолданылады. Мысалы, ватт-сағат (BT·caғ), киловатт-сағат (кВт·сағ), 1 Вт·сағ=3600 Вт·с=3,610³ Дж, 1 кBт·caғ= Bт·сағ=3,6·10^бДж

(16)
Бұл формула өткiзгiштiң бойымен өтiп жатқан токтың жұмысы сан жағынан өткiзгiштен бөлiнiп шығатын жылу мөлшеріне тең болатынын көрсетедi.

Жылу мөлшерi де жұмысқа сәйкес Дж-мен өлшенеді. Сонымен (16) өрнек Джоуль - Ленц заңы деп аталады да, ал былай тұжы­рымдалады: өткiзгiштен бөлiнiп шығатын жылу мөлшері уақытқа, өткiзгiштiң кедергісіне және ток күшiнiң квадратына пропорционал болады.
Ендi Джоуль-Ленц заңының басқа түрін көрсетейiк.
Өткiзгiш ұзындығынаң бөлiгi арқылы (1-сурет) жүрген ток­тың қуаты N=IU болсын. Осы қуат сан жағынан бiрлiк уақыт iшiнде бiрлiк көлемнен (V=Sl) белiнiп шығатын жылуға тән.
Q=N/V=IU/Sl.
Ендi j =I/S жане Е= U/l екенін ескерсек:

Q=jE. (17)

Мұндағы ток тығыздығы болса, онда соңғы теңдеу:

(18)
Mінe, осы теңдік Джоуль - Ленц заңының дuфференцuалдық түрі болып есептеледi. Бұл өрнек тұрақты және айнымалы токтар үшiн орындала бередi.

Сөйтiп, Ом және Джоуль - Ленц зандарының дифференциал­дық түpi өткiзгiштiң әp түрлi нүктелерiндегi тығыздықтары әр тур­лi болған кездегi тiзбектi есептеу үшiн қолданылады екен.
Токтың жылулық әсерлерi 1873 жылы инженер А. Н. Лодыгин­нiң (1847-1923) қыздыру шамының ашылуынан бастап, техникада осы күнге дейiн кеңiнен қолданылып келедi. Ток әcepiнен еткiзгiш­тiң қызуы қазiргi уақытта муфельдi пештерде, электр доғасында, түйiспелi электрлiк пiсiруде, сол сияқты күнделiктi тұрмыста электр жылытқыш аспаптарда кең түрде қолданылады.