Joule’s law
简介
表达物体中通过的电流与由此而产生的热量之间关系的法则。1841年英国物理学家J.P.焦耳(James Prescott Joule)通过实验测量总结得出。电流流过金属时，内部的自由电子与正离子晶格不断相互作用，运动的自由电子所带的动能传递给离子晶格使之作无规则的振动而发热。这一过程实质上是电能量转换为导体内能的过程。对一段导体，焦耳定律可写成
P=I2R
式中R为导体的电阻，Ω;I为导体中通过的电流，A;P为导体通过电流时转换成热量的功率，W。由此产生的热量叫焦耳热。功率P与电流平方成正比。焦耳热量的产生是不可逆的。通常电能转变成热能后，通过周围的媒质散失。焦耳定律的适用范围不仅限于金属导体，只要有传导电流存在，均伴随有热量转换的现象。
在导体中，J=γE，J为导体中的电流密度;E为电场强度;γ为导体的电导率。导体单位体积的功率即功率密度p=E·J=γE2＝J2/γ，这一公式是焦耳定律的微分形式。