Эффект Джоуля-Ленца при нагревании металлов током работает благодаря превращению энергии электрического поля во внутреннюю энергию проводника. 1

Процесс происходит так: под действием электрического поля в металлическом проводнике возникает электрический ток. 1 Свободные электроны начинают двигаться упорядоченно, при этом сохраняется и хаотичность их движения. 1

Электроны взаимодействуют с ионами, находящимися в узлах кристаллической решётки проводника. 1 В ходе этого взаимодействия свободные электроны передают ионам свою кинетическую энергию. 1

Чем выше скорость заряженных частиц, тем чаще происходят такие столкновения и больше выделяется кинетической энергии. 3 Часть этой энергии трансформируется в тепло, поэтому проводник нагревается. 3

Количество теплоты, выделяемой при протекании тока, зависит от следующих параметров: 5

• Величины силы тока. 5 Чем больше сила тока в цепи, тем большее количество свободных электронов столкнётся со связанными частицами и тем большее количество теплоты выделится. 5
• Напряжения в цепи. 5 Чем больше напряжение, тем большую работу совершило поле и тем большую кинетическую энергию получили свободные электроны, а значит, и выделяемое количество теплоты будет больше. 5
• Сопротивления проводника. 5 Чем большим сопротивлением обладает проводник, тем большая работа затрачивается на перемещение зарядов, при этом количество выделенной теплоты увеличится. 5
• Времени. 5 Количество произошедших ударов свободных и связанных электронов будет расти с увеличением времени, как и количество теплоты. 5

Закон Джоуля-Ленца гласит, что количество теплоты, выделяемой при протекании тока через проводник, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению и времени прохождения тока. 5