Основы Электричества

Тепловое Действие Тока Электрического.
Основы Электричества.

Тема — Тепловое Действие Тока Электрического. Основы Электричества.


Тепловое Действие Тока Электрического. Основы Электричества.Электрическая энергия способна вызывать нагрев проводника. Данное явление большинству хорошо известно. Этот эффект можно пояснить тем, что имеющиеся свободные электроны в различных металлах, совершая перемещение под воздействием электрического поля, непосредственно взаимодействуют с атомами либо ионами самого вещества электрического проводника. При своём протекании электроны передают атомам и ионам часть своей энергии. Работа тока электрического повышает скорость внутренних колебаний атомов и ионов, в итоге внутренняя энергия проводника также повышается.


Давайте с Вами подробней рассмотрим тепловое действие тока электрического. На опыте можно увидеть, что в металлических неподвижных проводниках вся совершаемая работа электрического тока тратится на повышение их внутренней энергии. Разогретый электрический проводник сообщает приобретённую энергию соседним телам, но уже посредствам прямой теплопередачи. Следовательно, имеющееся количество теплоты, которое выделяется электрическим проводником, где протекает ток, количественно равно значению работы тока:

 

А (работа) = U (напряжение)•I (ток)•t (время)


Давайте с Вами обозначим меру количества имеющейся теплоты через букву «Q». Опираясь на сказанное Q(количество теплоты) = A(работа), либо Q(количество теплоты) = U•I•t. Для того что бы выразить тепловое действие тока электрического, используя законом Ома и определить количество теплоты. Применим следующую формулу: Q = I•R•I•t, то есть «Q=I2•R•t». Выделяемое проводником количество теплоты равно произведению квадрата тока, электрического сопротивления проводника и затраченному времени.


Есть довольно большое количество различных электронагревательных устройств (электроплиты, самовары, утюги, кипятильники, фены, обогреватели), в которых применяется тепловое действие электрического тока. Главным элементом нагрева является высокоомная спираль из некоторых видов материала, которые имеют высокое удельное сопротивление. Данная спираль устанавливается в специальные керамические диэлектрические изоляторы.


В электроприборах, которые изначально предназначены для подогрева различных жидкостей, изолированная электрическая спираль располагается в трубках из специальной нержавеющей стали. Ее электрические выводы также хорошо изолируются от имеющихся металлических частей электроприборов. Рабочая температура этой спирали остается неизменной. Это объясняется тем, что довольно быстро устанавливается баланс между затраченной электрической энергией и тем количеством теплоты, которое отдаётся через теплообмен.


Кроме электрической спирали, которая проявляет тепловое действие тока электрического, также хорошо преобразует электроэнергию в свет и тепло — электрическая дуга. Ее повсеместно применяют для электрической сварки, а также в качестве интенсивного светового источника. Плазменное тело электрической дуги обладает очень высокой температурой, при которой даже расплавляются наиболее тугоплавкие материалы. По этой причине электрическая дуга широко применяется в дуговых электрических печах для расплавки различных металлов.


Различные электрические цепи изначально рассчитаны на определенную величину силы тока. Если по какой либо причине величина тока в электрической цепи увеличивается и становится больше предельно допустимой, то силовые электрические провода могут сильно нагреться, а имеющаяся покрывающая их диэлектрическая изоляция - сгорит. Основными причинами чрезмерного увеличения значения силы тока в электросети может послужить одновременное подключение мощных потребителей (электрических плиток), либо же короткое замыкание.


Кроме устройств и приборов, которые применяют тепловое действие тока электрического для непосредственного разогрева различных сред, ещё используют защитную функцию этого явления. То есть, мы знаем, что в случае чрезмерного протекания электрического тока по электрической цепи могут происходить неблагоприятные события, как для самого электрооборудования (цепи, проводки), так и для безопасности человека. Для того что бы ограничить силу тока используют некоторые виды защитных устройств. Это всем известные плавкие предохранители и тепловые вставки. Их работа заключается в оперативном срабатывании и последующем отключении электроцепи при возникновении повышенного (относительно нормы) значения тока в электрической цепи.


Узнал что-то Новое?
Поставь Свой Плюс»



 
« Пред.   След. »
обучение электрике