Англичанин Джеймс Джоуль страстно любил две вещи в жизни: варить пиво и ставить научные опыты. Причем, казалось бы, судя по его профессии пивовара, опыты он должен бы ставить в области химии причем органической, но нет его интересовала физика.
В середине 19-го века все научное сообщество фанатело от электричества и связанных с ним эффектов. А эффектов было много, вот например: почему, когда по проводнику идет ток, проводник нагревается? Этим же вопросом задался и Джоуль.
В 1840-41 гг. он провел серию экспериментов, в которых погружал в воду различные проводники и пропускал через них ток разной силы. Джоуль обнаружил, что нагрев воды зависит и от силы тока, и от материала проводника.
Важной эмпирической закономерностью, которую он обнаружил, он поделился в своей статье в 1841 г. Для данного проводника увеличение силы тока в два раза приводит к четырехкратному росту выделения тепла проводником в воду. Так наметилась квадратичная зависимость между силой тока и температурой нагрева проводника.
Практически одновременно с Джоулем к тем же выводам пришел русский физик немецкого происхождения Эмилий Ленц. В 1842-43 гг., работая в Петербургской Академии наук, он поставил серию похожих опытов. Однако Ленц использовал более точные измерения, и именно ему удалось установить математически точную зависимость между силой тока и теплом, выделяемым проводником.
Сегодня этот закон носит имя обоих ученых Джоуля-Ленца и отражает превращение электрической энергии в тепловую:
Количество выделяемого тепла пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.