При протекании тока по однородному участку цепи электрическое поле совершает работу. За время Δt по цепи протекает заряд Δq = IΔt. Электрическое поле на выделенном учестке совершает работ:
ΔA = (φ1 – φ2)Δq = Δφ12IΔt = UIΔt,
где U = Δφ12 – напряжение. Эту работу называют работой электрического тока.
Если обе части формулы RI = U, выражающие закон Ома для однородного участка цепи с сопротивлением R, умножить на IΔt, то получится соотношение:
RI2Δt = UIΔt = ΔA.
Это соотношение выражает закон сохранения энергии для однородного участка цепи.
Работа ΔA электрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в тепло ΔQ, выделяющееся на проводнике:
ΔQ = ΔA = RI2Δt.
Закон преобразования работы тока в тепло был экспериментально установлен независимо друг от друга Дж. Джоулем и Э. Ленцем и носит название закона Джоуля–Ленца.
Мощность электрического тока равна отношению работы тока ΔA к интервалу времени Δt, за которое эта работа была совершена:
Работа электрического тока в СИ выражается в джоулях (Дж), мощность – в ваттах (Вт).
