Elektros srovės šiluminė galia ir praktinis jos pritaikymas

Elektros srovės šiluminė galia ir praktinis jos pritaikymas
Elektros srovės šiluminė galia ir praktinis jos pritaikymas
Anonim

Laidžio šildymo priežastis slypi tame, kad jame judančių elektronų energija (kitaip tariant, srovės energija) dalelėms nuosekliai susidūrus su metalo molekulinės gardelės jonais. elementas paverčiamas šiltu energijos tipu arba Q, todėl „šilumos galios“sąvoka susidaro „“.

Srovės darbas matuojamas naudojant tarptautinę vienetų sistemą SI, taikant jai džaulius (J), srovės galia apibrėžiama kaip "vatas" (W). Praktikoje nukrypdami nuo sistemos, jie taip pat gali naudoti nesisteminius vienetus, kurie matuoja srovės darbą. Tarp jų yra vatvalandė (W × h), kilovatvalandė (sutrumpintai kW × h). Pavyzdžiui, 1 Wh reiškia srovės, kurios specifinė galia yra 1 vatas ir kurios trukmė yra viena valanda, darbą.

šiluminė galia
šiluminė galia

Jei elektronai juda fiksuotu metaliniu laidininku, tokiu atveju visas generuojamos srovės naudingas darbas paskirstomas metalinei konstrukcijai šildyti ir, remiantis energijos tvermės dėsnio nuostatomis, tai galima apibūdinti formule Q=A=IUt=I 2Rt=(U2/R)t. Tokie santykiai tiksliai išreiškia gerai žinomą Džaulio-Lenco dėsnį. Istoriškai jį pirmą kartą empiriškai nustatė mokslininkasviduryje D. Joule, o kartu ir nepriklausomai nuo jo kito mokslininko – E. Lenco. Šiluminė energija buvo praktiškai pritaikyta techniniame projekte nuo tada, kai 1873 m. rusų inžinierius A. Ladyginas išrado įprastą kaitrinę lempą.

specifinė šiluminė galia
specifinė šiluminė galia

Šiluminė srovės galia naudojama daugelyje elektros prietaisų ir pramoninių įrenginių, būtent šiluminių matavimo prietaisų, šildymo tipo elektrinėse viryklėse, elektrinio suvirinimo ir inventoriaus įrangoje, buitiniuose prietaisuose, kuriuose veikia elektrinis šildymo efektas. labai dažni - katilai, lituokliai, virduliai, lygintuvai.

Maisto pramonėje pastebimas šiluminis efektas. Esant didelei naudojimo daliai, naudojama elektrokontaktinio šildymo galimybė, kuri garantuoja šiluminę galią. Taip yra dėl to, kad srovė ir jos šiluminė galia, įtakojanti tam tikrą atsparumo laipsnį turintį maisto produktą, sukelia vienodą jo kaitinimą. Galime pateikti pavyzdį, kaip gaminamos dešrelės: per specialų dozatorių m alta mėsa patenka į metalines formas, kurių sienelės kartu atlieka elektrodų funkciją. Čia užtikrinamas pastovus kaitinimo vienodumas visame gaminio plote ir tūryje, palaikoma nustatyta temperatūra, išlaikoma optimali maisto produkto biologinė vertė, kartu su šiais veiksniais išlieka technologinio darbo trukmė ir energijos sąnaudos. mažiausias.

šiluminės galios srovė
šiluminės galios srovė

Ypatingas karštiselektros srovės galia (ω), kitaip tariant, šilumos kiekis, išsiskiriantis tūrio vienetui per tam tikrą laiko vienetą, apskaičiuojamas taip. Elementarus cilindrinis laidininko tūris (dV), kurio skerspjūvis dS, ilgis dl lygiagretus srovės krypčiai ir varža sudaro lygtis R=p(dl/dS), dV=dSdl.

Pagal Džaulio-Lenco dėsnio apibrėžimus, paskirstytam laikui (dt) mūsų paimtame tūryje šilumos lygis, lygus dQ=I2Rdt=p(dl/dS)(jdS)2dt=pj2dVdt. Šiuo atveju ω=(dQ)/(dVdt)=pj2 ir, taikant Ohmo dėsnį, kad būtų nustatytas srovės tankis j=γE ir santykis p=1/γ, mes iš karto gaukite išraišką ω=jE=γE2. Ji pateikia Džaulio-Lenco dėsnio sampratą diferencine forma.

Rekomenduojamas: