电磁学焦耳热

焦耳热定义

电流在流经电阻时，电能转化为热能的过程称为焦耳热（也称电阻加热或欧姆加热）。

具体来说，当电流通过电导率有限的固体或液体时，其材料中的电阻损耗会使电能转化为热能。当传导电子通过碰撞的方式将能量传递给导体的原子时，便会在微小尺度上产生热量。

焦耳热在设计中的应用

在某些情况下，电气设备的设计需要使用焦耳热效应；但在另一些情况下，我们又希望避免这种效应。

一些依赖于焦耳热的应用包括电热板（直接作用），以及用于流体控制的微型阀（间接作用，通过热膨胀实现）。

负面影响

在设计过程中，我们可以根据需要采取相应的措施，减小焦耳热效应。电气系统元件（如电子产品中的导体、电暖气、电线和保险丝等）的设计尤其如此，这些材料在受热时会老化甚至熔化。为了防止这些元件和设备过热，工程师们常常在设计中采用对流冷却。

下面是以焦耳热方式在加热电路中引发机械应力的一个例子。在电路上施加电压后，玻璃板上的导电层会产生焦耳热；这反过来又会影响电路的结构完整性，并使玻璃板发生弯曲。

发布日期：2014 年 10 月 31 日
上次修改日期：2017 年 2 月 21 日