Beweeg in enige geleier, 'n elektriese stroom dra 'n mate van energie na dit oor, wat veroorsaak dat die geleier verhit. Energie-oordrag word op die vlak van molekules uitgevoer: as gevolg van die interaksie van stroomelektrone met ione of atome van die geleier, bly 'n deel van die energie by laasgenoemde.
Die termiese effek van die stroom lei tot 'n vinniger beweging van die deeltjies van die geleier. Dan neem sy interne energie toe en verander in hitte.
Berekeningsformule en sy elemente
Die termiese effek van die stroom kan bevestig word deur verskeie eksperimente, waar die werk van die stroom oorgaan in interne geleierenergie. Terselfdertyd neem laasgenoemde toe. Dan gee die geleier dit aan die omliggende liggame, dit wil sê hitte-oordrag word uitgevoer met verhitting van die geleier.
Die formule vir berekening in hierdie geval is soos volg: A=UIt.
Die hoeveelheid hitte kan met Q aangedui word. Dan Q=A of Q=UIt. Met die wete dat U=IR,dit blyk Q=I2Rt, wat in die Joule-Lenz-wet geformuleer is.
Die wet van die termiese werking van die stroom - die Joule-Lenz-wet
Die geleier waar die elektriese stroom vloei, is deur baie wetenskaplikes bestudeer. Die mees noemenswaardige resultate is egter behaal deur James Joule van Engeland en Emil Khristianovich Lenz van Rusland. Albei wetenskaplikes het afsonderlik gewerk en die gevolgtrekkings gebaseer op die resultate van die eksperimente is onafhanklik van mekaar gemaak.
Hulle het 'n wet afgelei wat jou toelaat om die hitte wat ontvang word as gevolg van die werking van stroom op 'n geleier te skat. Hulle het dit die Joule-Lenz-wet genoem.
Kom ons kyk in die praktyk na die termiese effek van die stroom. Neem die volgende voorbeelde:
- 'n Gewone gloeilamp.
- Verwarmers.
- Fuse in die woonstel.
- Elektriese boog.
gloeilamp
Die termiese effek van stroom en die ontdekking van die wet het bygedra tot die ontwikkeling van elektriese ingenieurswese en verhoogde geleenthede vir die gebruik van elektrisiteit. Hoe die navorsingsresultate toegepas word, kan gesien word in die voorbeeld van 'n gewone gloeilamp.
Dit is so ontwerp dat 'n draad gemaak van wolframdraad na binne getrek word. Hierdie metaal is vuurvast met hoë weerstand. Wanneer dit deur 'n gloeilamp gaan, word die termiese effek van 'n elektriese stroom uitgevoer.
Die energie van die geleier word in hitte omgeskakel, die spiraal word warm en begin gloei. Die nadeel van die gloeilamp lê in die groot energieverliese, aangesien slegs a.g.v'n klein deel van die energie, dit begin gloei. Die hoofgedeelte word net warm.
Om dit beter te verstaan, word 'n doeltreffendheidsfaktor ingestel wat die doeltreffendheid van bedryf en omskakeling in elektrisiteit demonstreer. Die doeltreffendheid en termiese effek van die stroom word in verskillende gebiede gebruik, aangesien daar baie toestelle op grond van hierdie beginsel gemaak word. In 'n groter mate is dit verwarmingstoestelle, elektriese stowe, ketels en ander soortgelyke toestelle.
Die toestel van verwarmingstoestelle
Gewoonlik, in die ontwerp van alle toestelle vir verhitting is daar 'n metaalspiraal waarvan die funksie verhitting is. As water verhit word, dan word die spoel in isolasie geïnstalleer, en in sulke toestelle word 'n balans gehandhaaf tussen energie van die netwerk en hitte-uitruiling.
Wetenskaplikes word voortdurend uitgedaag om energieverliese te verminder en die beste maniere en doeltreffendste skemas vir die implementering daarvan te vind om die termiese effek van die stroom te verminder. Byvoorbeeld, 'n metode om die spanning tydens kragoordrag te verhoog, word gebruik om sodoende die stroomsterkte te verminder. Maar hierdie metode verminder terselfdertyd die veiligheid van die werking van kraglyne.
Nog 'n gebied van navorsing is draadkeuse. Hitteverlies en ander aanwysers hang immers af van hul eienskappe. Daarbenewens word 'n groot hoeveelheid energie vrygestel tydens die werking van verwarmingstoestelle. Daarom word die spirale gemaak van materiale wat spesiaal vir hierdie doel ontwerp is, wat in staat is om hoë vragte, materiale te weerstaan.
Woonstel fuses
Spesiale sekerings word gebruik om die beskerming en veiligheid van elektriese stroombane te verbeter. Die hoofdeel is 'n draad gemaak van laagsmeltende metaal. Dit loop in 'n porseleinkurk, het 'n skroefdraad en 'n kontak in die middel. Die kurkprop word in die patroon in die porseleinboks geplaas.
Die looddraad is deel van 'n gemeenskaplike ketting. As die termiese effek van die elektriese stroom skerp toeneem, sal die deursnee van die geleier nie weerstaan nie, en dit sal begin smelt. As gevolg hiervan sal die netwerk oopmaak, en huidige oorladings sal nie plaasvind nie.
Elektriese boog
Die elektriese boog is 'n redelik doeltreffende omskakelaar van elektriese energie. Dit word gebruik wanneer metaalstrukture gesweis word, en dien ook as 'n kragtige ligbron.
Die toestel is gebaseer op die volgende. Neem twee koolstofstawe, verbind die drade en heg dit in isolerende houers. Daarna word die stawe aan 'n stroombron gekoppel, wat 'n klein spanning gee, maar ontwerp is vir 'n groot stroom. Koppel die reostaat aan. Dit is verbode om kole in die stadsnetwerk aan te skakel, aangesien dit 'n brand kan veroorsaak. As jy een steenkool aan die ander raak, kan jy sien hoe warm hulle is. Dit is beter om nie na hierdie vlam te kyk nie, want dit is skadelik vir die oë. Die elektriese boog word gebruik in metaalsmeltoonde, sowel as in sulke kragtige beligtingstoestelle soos kolligte, filmprojektors, ens.
