焦耳定律中热能全部转化为热能时的公式为：热能没全部转化为热能时的公式为：,为什么说清楚,为什么Q=I*IRT可以适用任何电路而Q=U*U/RT不适于……

Question

焦耳定律中热能全部转化为热能时的公式为：热能没全部转化为热能时的公式为：
,为什么说清楚,为什么Q=I*IRT可以适用任何电路而 Q=U*U/RT不适于……

Answer 1

焦耳定律指电流流过导体做功全部生产的热量,R为导体电阻,其实是导体的直流电阻,即我们可以通过万用表等工具测量的电阻,电流流过直流电阻必然将电能转换为热量,即Q=IIRt,在直流或纯电阻电路中,它是有用功.但在交流电路中,所谓电阻都会含有电抗成分,此时不能再叫电阻,而应该叫阻抗了.阻抗将包含直流电阻和电抗两部分,UI的值将是交流电流做功的能力（即称功率）,它包含有用功和无用功两部分,其中有用功为IIRt,可以将电能转换为热量,而无用功则为IIZt,Z为电抗,则会将电能转换为其它形式的能量,如电场能或磁场能,它们都不是热能.显然,此时的电流I=U/Z将不再等于U/R,因为此时的电压、电抗都是复数,即U和I之间存在一定相位差,只有U和I同相的分量才可以将电能转换为热能.同相的电压分量和电流分量的比值恰好就是直流电阻R（即阻抗的直流分量）,所以,在交流电路中热量同样与直流电路的规律相同,因而说Q=IIRt适用于任何电路,但在交流电路里UU/R×t是不适用的.其实将公式写成Q=UU/R×t本身也是错误的,它仅对直流电路有效.