Bevæger sig en hvilken som helst leder, overfører en elektrisk strøm noget energi til den, hvilket får lederen til at varme op. Energioverførsel udføres på niveau med molekyler: Som et resultat af vekselvirkningen af strømelektroner med ioner eller atomer i lederen, forbliver en del af energien hos sidstnævnte.
Den termiske effekt af strømmen fører til en hurtigere bevægelse af lederens partikler. Derefter øges dens indre energi og omdannes til varme.
Beregningsformel og dens elementer
Den termiske effekt af strømmen kan bekræftes ved forskellige eksperimenter, hvor strømmens arbejde går over i intern lederenergi. Samtidig stiger sidstnævnte. Derefter giver lederen den til de omgivende legemer, det vil sige varmeoverførsel udføres med opvarmning af lederen.
Formlen for beregning i dette tilfælde er som følger: A=UIt.
Mængden af varme kan angives med Q. Derefter Q=A eller Q=UIt. Ved at U=IR,det viser sig Q=I2Rt, som blev formuleret i Joule-Lenz-loven.
Loven om strømmens termiske virkning - Joule-Lenz-loven
Den lederen, hvor den elektriske strøm løber, er blevet undersøgt af mange videnskabsmænd. De mest bemærkelsesværdige resultater blev dog opnået af James Joule fra England og Emil Khristianovich Lenz fra Rusland. Begge videnskabsmænd arbejdede hver for sig, og konklusionerne baseret på resultaterne af eksperimenterne blev lavet uafhængigt af hinanden.
De udledte en lov, der giver dig mulighed for at estimere den varme, der modtages som et resultat af strømmens påvirkning på en leder. De kaldte det Joule-Lenz-loven.
Lad os i praksis overveje den termiske effekt af strømmen. Tag følgende eksempler:
- En almindelig pære.
- Varmeapparater.
- Sikring i lejligheden.
- Elektrisk lysbue.
glødepære
Den termiske effekt af strøm og opdagelsen af loven bidrog til udviklingen af elektroteknik og øgede muligheder for brug af elektricitet. Hvordan forskningsresultaterne anvendes, kan ses i eksemplet med en almindelig glødepære.
Den er designet på en sådan måde, at en tråd lavet af wolframtråd trækkes ind. Dette metal er ildfast med høj resistivitet. Når den passerer gennem en pære, udføres den termiske effekt af en elektrisk strøm.
Lederens energi omdannes til varme, spiralen varmes op og begynder at lyse. Ulempen ved pæren ligger i de store energitab, da kun pgaen lille del af energien, begynder den at gløde. Hoveddelen bliver bare varm.
For bedre at forstå dette, er der indført en effektivitetsfaktor, som demonstrerer effektiviteten af drift og konvertering til elektricitet. Effektiviteten og den termiske effekt af strømmen bruges i forskellige områder, da der er mange enheder lavet på grundlag af dette princip. Disse er i højere grad varmeapparater, elektriske komfurer, kedler og andre lignende enheder.
Enheden til varmeapparater
Norm alt er der i designet af alle enheder til opvarmning en metalspiral, hvis funktion er opvarmning. Hvis vandet opvarmes, installeres spolen isoleret, og i sådanne enheder opretholdes en balance mellem energien fra netværket og varmevekslingen.
Forskere udfordres konstant til at reducere energitab og finde de bedste måder og mest effektive ordninger til deres implementering for at reducere den termiske effekt af strømmen. For eksempel anvendes en metode til at øge spændingen under kraftoverførsel, hvorved strømstyrken reduceres. Men denne metode reducerer samtidig sikkerheden ved driften af elledninger.
Et andet forskningsområde er ledningsvalg. Når alt kommer til alt, afhænger varmetab og andre indikatorer af deres egenskaber. Derudover frigives en stor mængde energi under driften af varmeanordninger. Derfor er spiralerne lavet af materialer, der er specielt designet til dette formål, der er i stand til at modstå høje belastninger, materialer.
Lejlighedssikringer
Specialsikringer bruges til at forbedre beskyttelsen og sikkerheden af elektriske kredsløb. Hoveddelen er en ledning lavet af lavtsmeltende metal. Den kører i en porcelænskork, har et skruegevind og en kontakt i midten. Proppen sættes i patronen i porcelænsæsken.
Tråden er en del af en fælles kæde. Hvis den termiske effekt af den elektriske strøm stiger kraftigt, vil lederens tværsnit ikke modstå, og det vil begynde at smelte. Som et resultat af dette vil netværket åbne, og aktuelle overbelastninger vil ikke ske.
Elektrisk lysbue
Den elektriske lysbue er en ret effektiv omformer af elektrisk energi. Den bruges ved svejsning af metalstrukturer og fungerer også som en kraftig lyskilde.
Enheden er baseret på følgende. Tag to carbonstænger, forbind ledningerne og fastgør dem i isolerende holdere. Derefter forbindes stængerne med en strømkilde, som giver en lille spænding, men er designet til en stor strøm. Tilslut reostaten. Det er forbudt at tænde for kul i bynettet, da det kan forårsage brand. Hvis du rører et kul til et andet, kan du se, hvor varme de er. Det er bedre ikke at se på denne flamme, fordi den er skadelig for øjnene. Den elektriske lysbue bruges i metalsmelteovne såvel som i så kraftige belysningsanordninger som spotlights, filmprojektorer osv.
