Razlog zagrevanja provodnika leži u činjenici da se energija elektrona koji se kreću u njemu (drugim rečima, energija struje) tokom sekvencijalnog sudara čestica sa jonima molekularne rešetke metala element se pretvara u toplu vrstu energije, ili Q, tako da se formira koncept "toplotne energije".
Rad struje se meri korišćenjem međunarodnog sistema jedinica SI, primenom džula (J) na njega, snaga struje je definisana kao "vat" (W). Odstupajući od sistema u praksi, mogu koristiti i vansistemske jedinice koje mjere rad struje. Među njima su vat-sat (W × h), kilovat-sat (skraćeno kW × h). Na primjer, 1 Wh znači rad struje sa specifičnom snagom od 1 vata i vremenskim trajanjem od jednog sata.
Ako se elektroni kreću duž fiksnog provodnika napravljenog od metala, u ovom slučaju, sav korisni rad generisane struje raspoređuje se na zagrevanje metalne konstrukcije i, na osnovu odredbi zakona održanja energije, ovo se može opisati formulom Q=A=IUt=I 2Rt=(U2/R)t. Takvi omjeri precizno izražavaju dobro poznati Joule-Lenzov zakon. Istorijski gledano, prvi ga je empirijski utvrdio naučnikD. Joule sredinom 19. vijeka, a u isto vrijeme nezavisno od njega još jedan naučnik - E. Lenz. Toplotna energija je našla praktičnu primenu u tehničkom dizajnu od pronalaska obične žarulje sa žarnom niti od strane ruskog inženjera A. Ladygina 1873. godine.
Toplotna snaga struje koristi se u brojnim električnim aparatima i industrijskim instalacijama i to u termo mjernim instrumentima, električnim pećima za grijanje, opremi za elektro zavarivanje i inventar, kućanskim aparatima na efektu električnog grijanja vrlo često - bojleri, lemilice, kotlovi, pegle.
Pronalazi termalni efekat u prehrambenoj industriji. Uz veliki udio u upotrebi, koristi se mogućnost elektrokontaktnog grijanja, što garantuje toplotnu snagu. To je uzrokovano činjenicom da struja i njena toplinska snaga, utječući na prehrambeni proizvod, koji ima određeni stupanj otpora, uzrokuje ravnomjerno zagrijavanje u njemu. Možemo dati primjer kako se proizvode kobasice: kroz poseban dozator mljeveno meso ulazi u metalne kalupe, čiji zidovi istovremeno služe kao elektrode. Ovde je obezbeđena stalna ujednačenost zagrevanja po celoj površini i zapremini proizvoda, održava se zadata temperatura, održava optimalna biološka vrednost prehrambenog proizvoda, zajedno sa ovim faktorima ostaje trajanje tehnološkog rada i potrošnja energije. najmanji.
Specifična toplotasnaga električne struje (ω), drugim riječima, količina topline koja se oslobađa po jedinici volumena za određenu jedinicu vremena, izračunava se na sljedeći način. Elementarni cilindrični volumen vodiča (dV), poprečnog presjeka vodiča dS, dužine dl paralelne sa smjerom struje i otpora čine jednačine R=p(dl/dS), dV=dSdl.
Prema definicijama Joule-Lenz zakona, za dodijeljeno vrijeme (dt) u zapremini koju smo uzeli, nivo topline jednak dQ=I2Rdt=p(dl/dS)(jdS)2dt=pj2dVdt. U ovom slučaju, ω=(dQ)/(dVdt)=pj2 i, primjenjujući ovdje Ohmov zakon za utvrđivanje gustine struje j=γE i omjera p=1/γ, odmah dobiti izraz ω=jE=γE2. On daje koncept Joule-Lenzovog zakona u diferencijalnom obliku.
