Legea transformarii energiei elecromagnetice in conductoare parcurse de curenti (Legea Joule-Lenz)
Experimental se constata ca un conductor parcurs de curent electric se incalzeste, prin urmare in procesul de conductie electrica apare o transformare a energiei electrice in energie termica. Puterea p cedata de campul electromagnetic unitatii de volum dintr-un material conductor este egala cu produsul dintre intensitatea campului electric E si densitatea de curent J, adica:
Aceasta relatie, cu enuntul susmentionat reprezinta forma locala a legii transformarii energiei campului electrocinetic in medii parcurse de curenti, sau legea Joule-Lenz in forma locala.
In medii conductoare omogene, izotrope si lipsite de campuri imprimate relatia anterioara se poate scrie:
In astfel de medii transformarea energiei electrice in energie termica este inversibila. Integrand expresia pentru o portiune oarecare de circuit (lipsita de campuri imprimate) se obtine:
unde U12 este caderea de tensiune determinata de curentul de intensitate i in lungul portiunii 1-2 de curent.
Se observa ca P > 0, transformarea energetica fiind ireversibila.
Unitatea de
masura pentru puterea P se numeste watt [w]. Energia
consumata in rezistor intr-un interval de timp se poate calcula: 
Daca puterea este constanta in timp atunci energia este W = P t. Unitatea de masura a energiei in SI este Joule = 1 watt x 1s. Se utilizeaza frecvent in electrotehnica unitatea kilowattora: 1kWh = 3,6 x 106 J.
In cazul in care in portiunea 1-2 exista si camp electric imprimat, expresia generala a puterii cedate de campul electromagnetic unitatii de volum a mediului conductor devine:
(1.71)
Primul termen al
expresiei (1.71) 
reprezinta
puterea corespunzatoare efectului Joule-Lenz transformata in
caldura in interiorul conductorului. Termenul al doilea
reprezinta densitatea de volum a puterii aferente conversiei de energie
electromagnetica corespunzatoare campului electric imprimat.
Scriind relatia (1.71) in forma:
(1.72)
si daca toti termenii relatiei sunt pozitivi, atunci se observa ca suma dintre puterea cedata de campul electromagnetic si puterea corespunzatoare campului electric imprimat se transforma in caldura prin efect Joule-Lenz in interiorul conductorului.
Forma integrala a legii transformarii energiei electromagnetice in medii conductoare se obtine prin integrarea expresiei (1.71) in lungul portiunii 1-1. Se obtine:
(1.73)
|
