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.