Тема 1. Електричні кола постійного струму
7. . Теплова дія струму
7. Теплова дія струму
Кожний провідник при проходженні струму нагрівається.
Електрони, що
рухаються в провіднику, зустрічаючись із молекулами
провідника, передають
їм частина своєї енергії й змушують рухатися швидше.
Більш швидкий рух
молекул приводить до підвищення температури. Таким чином,
для проведення струму через провідник джерело струму затрачає деяку енергію,
яка перетворюється в теплоту. Перехід електричної енергії в теплову описує
закон Джоуля-Ленца, або закон теплової дії струму.
У 1844 р. незалежно один від одного Дж.Джоуль і Е.Ленц
установили, що
при проходженні електричного струму по провідникові
кількість теплоти Q,
виділюване провідником, прямо пропорційно квадрату струму
I,
опору
провідника R і часу t,
протягом якого електричний струм протікав по
провідникові:
Теплова дія струму має велике значення. У лампах
розжарювання
розігріта до білого розжарення (температура 2500 –
2700°С) вольфрамова нитка
служить джерелом світла. Теплова дія струму
використовується в
електронагрівальних приладах (електричний камін, праска,
плита, чайник і
т.д.). У плавких запобіжниках тонка вставка розплавляється
при коротких
замиканнях у ланцюзі й захищає від аварійних ситуацій.
Однак електричне нагрівання провідників не завжди
знаходить корисне
застосування. Так, у проводах лінії електропередач
нагрівання приводить до
втрати електроенергії й при великих струмах може
створювати небезпеку
виникнення пожеж.
Струм, при якім установлюється найбільша припустима
температура
проводу, називається припустимим. Найбільша припустима
температура
залежить від ізоляції проводу й способу його прокладки.
На практиці
припустимий для даного струму перетин проводу (таб. 2)
визначається по
таблицях допустимих тривалих струмових навантажень на
проводи й кабелі, наведеним у Правилах устрою електроустановок (ПУЕ).
Таб. 2. Допустимі струмові навантаження для ізольованих проводів
Провідник вибирається такого перетину, щоб припустимий
струм був
рівний або більше заданого (розрахункового) струму.