Beveger seg i en hvilken som helst leder, overfører en elektrisk strøm noe energi til den, noe som får lederen til å varmes opp. Energioverføring utføres på molekylnivå: som et resultat av samspillet mellom strømelektroner og ioner eller atomer i lederen, forblir en del av energien hos sistnevnte.
Den termiske effekten av strømmen fører til en raskere bevegelse av partiklene i lederen. Deretter øker dens indre energi og forvandles til varme.
Beregningsformel og dens elementer
Den termiske effekten av strømmen kan bekreftes ved forskjellige eksperimenter, der strømmens arbeid går over i indre lederenergi. Samtidig øker sistnevnte. Deretter gir lederen den til de omkringliggende legemene, det vil si at varmeoverføringen utføres med oppvarming av lederen.
Formelen for beregning i dette tilfellet er som følger: A=UIt.
Mengden varme kan angis med Q. Deretter Q=A eller Q=UIt. Å vite at U=IR,det viser seg Q=I2Rt, som ble formulert i Joule-Lenz-loven.
Loven om strømmens termiske virkning - Joule-Lenz-loven
Lederen der den elektriske strømmen flyter er studert av mange forskere. De mest bemerkelsesverdige resultatene ble imidlertid oppnådd av James Joule fra England og Emil Khristianovich Lenz fra Russland. Begge forskerne jobbet hver for seg, og konklusjonene basert på resultatene av eksperimentene ble laget uavhengig av hverandre.
De utledet en lov som lar deg estimere varmen som mottas som et resultat av virkningen av strømmen på en leder. De k alte det Joule-Lenz-loven.
La oss i praksis vurdere den termiske effekten av strømmen. Ta følgende eksempler:
- En vanlig lyspære.
- Varmer.
- Sikring i leiligheten.
- Elektrisk lysbue.
glødepære
Den termiske effekten av strømmen og oppdagelsen av loven bidro til utviklingen av elektroteknikk og økte muligheter for bruk av elektrisitet. Hvordan forskningsresultatene brukes kan sees i eksemplet med en vanlig glødelampe.
Den er utformet på en slik måte at en tråd laget av wolframtråd trekkes inn. Dette metallet er ildfast med høy resistivitet. Når den passerer gjennom en lyspære, utføres den termiske effekten av en elektrisk strøm.
Energien til lederen omdannes til varme, spiralen varmes opp og begynner å lyse. Ulempen med lyspæren ligger i de store energitapene, siden kun pgaen liten del av energien begynner den å lyse. Hoveddelen blir bare varm.
For bedre å forstå dette, innføres en effektivitetsfaktor, som demonstrerer effektiviteten ved drift og omlegging til elektrisitet. Effektiviteten og den termiske effekten av strømmen brukes i forskjellige områder, siden det er mange enheter laget på grunnlag av dette prinsippet. I større grad er dette varmeapparater, elektriske komfyrer, kjeler og andre lignende enheter.
Enheten til varmeapparater
Vanligvis, i utformingen av alle enheter for oppvarming er det en metallspiral, hvis funksjon er oppvarming. Hvis vann varmes opp, installeres spolen isolert, og i slike enheter opprettholdes en balanse mellom energi fra nettverket og varmeveksling.
Forskere blir stadig utfordret til å redusere energitap og finne de beste måtene og mest effektive ordningene for implementering av dem for å redusere den termiske effekten av strømmen. For eksempel brukes en metode for å øke spenningen under kraftoverføring, og dermed redusere strømstyrken. Men denne metoden reduserer samtidig sikkerheten ved drift av kraftledninger.
Et annet forskningsområde er ledningsvalg. Tross alt avhenger varmetap og andre indikatorer av egenskapene deres. I tillegg, under driften av oppvarmingsenheter, frigjøres en stor mengde energi. Derfor er spiralene laget av materialer spesielt designet for dette formålet, i stand til å tåle høye belastninger, materialer.
Leilighetssikringer
Spesielle sikringer brukes for å forbedre beskyttelsen og sikkerheten til elektriske kretser. Hoveddelen er en ledning laget av lavtsmeltende metall. Den går i porselenskork, har skrugjenger og kontakt i midten. Korken settes inn i patronen som ligger i porselensboksen.
Blytråden er en del av en felles kjede. Hvis den termiske effekten av den elektriske strømmen øker kraftig, vil tverrsnittet av lederen ikke motstå, og den vil begynne å smelte. Som et resultat av dette vil nettverket åpne seg, og nåværende overbelastning vil ikke skje.
Elektrisk lysbue
Den elektriske lysbuen er en ganske effektiv omformer av elektrisk energi. Den brukes ved sveising av metallkonstruksjoner, og fungerer også som en kraftig lyskilde.
Enheten er basert på følgende. Ta to karbonstenger, koble ledningene og fest dem i isolerende holdere. Etter det kobles stengene til en strømkilde, som gir liten spenning, men er designet for stor strøm. Koble til reostaten. Det er forbudt å slå på kull i bynettet, da dette kan forårsake brann. Hvis du berører ett kull til et annet, kan du se hvor varme de er. Det er bedre å ikke se på denne flammen, fordi den er skadelig for øynene. Den elektriske lysbuen brukes i metallsmelteovner, så vel som i så kraftige belysningsenheter som spotlights, filmprojektorer osv.
