Теорема физики (формула) и словесная формулировка математической записи: Q = U·I·t. Закон Джоуля−Ленца, Джоулево тепло. Следствие закона сохранения энергии с учетом электрических и тепловых явлений. Тепловая энергия, выделившаяся на участке цепи, равна напряжению на этом участке, помноженному на силу электрического тока в нем и на время протекания тока.

Доказательство теоремы. Вывод формулы: по закону сохранения энергии энергия не возникает ниоткуда и не исчезает бесследно. Энергия электрического тока в участке цепи ∆W_эл выделяется в виде теплоты Q:

∆W_эл = Q.  (1)

По определению напряжения на участке цепи U = ∆W_эл /q, откуда

∆W_эл = U·q.   (2)

Далее из определения электрического тока  следует, что заряд q = I·t; подставляя значение заряда в (2) и с учетом (1), имеем доказываемое равенство Q = UIt.

Следствия: комбинируя доказанную формулу с законом Ома для участка цепи, имеем 

I = U/R → Q = \(\frac{{{U^2}}}{R}t\). U = I·R → Q = I²R·t.

Условия выполнения: формула Q = UIt выполняется всегда.ФормулыQ =\(\frac{{{U^2}}}{R}t\), Q =I²R·t получены с помощью закона Ома и выполняются, пока выполняется закон Ома, т.е. для проводников (металлов) и полупроводников в интервале температур от превышающих температуры сверхпроводимости до температуры плавления.