Mișcându-se în orice conductor, un curent electric îi transferă o parte de energie, datorită căreia conductorul se încălzește. Transferul de energie se realizează la nivelul moleculelor: ca urmare a interacțiunii electronilor curenți cu ionii sau atomii conductorului, o parte din energie rămâne cu acesta din urmă.
Efectul termic al curentului duce la o mișcare mai rapidă a particulelor conductorului. Apoi crește și se transformă în căldură.
Formula de calcul și elementele acesteia
Efectul termic al curentului poate fi confirmat prin diferite experimente, unde munca curentului este convertită în energie conductorului intern. În același timp, acesta din urmă crește. Apoi conductorul îl dă corpurilor înconjurătoare, adică transferul de căldură se realizează cu încălzirea conductorului.
Formula de calcul în acest caz este următoarea: A=U*I*t.
Cantitatea de căldură poate fi notată cu Q. Atunci Q=A sau Q=U*I*t. Știind că U=IR, rezultă Q=I*R*t, care a fost formulat în legea Joule-Lenz.
Legea acțiunii termice a curentului este legea Joule-Lenz
Conductorul unde fluxurile au fost studiate de mulți oameni de știință. Cu toate acestea, cele mai notabile rezultate au fost obținute din Anglia și Emil Khristianovici Lenz din Rusia. Ambii oameni de știință au lucrat separat, iar concluziile bazate pe rezultatele experimentelor au fost făcute independent unul de celălalt.
Ei au derivat o lege care face posibilă estimarea căldurii obținute ca urmare a acțiunii curentului asupra unui conductor. Se numește legea Joule-Lenz.
Luați în considerare în practică efectul termic al curentului. Să luăm următoarele exemple:
- Bec obișnuit.
- Aparate de incalzire.
- siguranța în apartament.
- Arc electric.
Bec cu incandescenta
Efectul termic al curentului și descoperirea legii au contribuit la dezvoltarea ingineriei electrice și la creșterea posibilităților de utilizare a energiei electrice. Modul în care sunt aplicate rezultatele cercetării poate fi văzut în exemplul unui bec convențional cu incandescență.
Este proiectat în așa fel încât un fir din sârmă de wolfram să fie tras înăuntru. Acest metal este refractar cu rezistivitate mare. La trecerea printr-un bec, se realizează efectul termic al unui curent electric.
Energia conductorului se transformă în căldură, spirala se încălzește și începe să strălucească. Dezavantajul becului constă în pierderile mari de energie, deoarece începe să strălucească doar datorită unei mici părți din energie. Partea principală pur și simplu se încălzește.
Pentru a înțelege mai bine acest lucru, este introdus care demonstrează eficiența funcționării și conversiei în energie electrică. Eficiența și efectul termic al curentului sunt utilizate în diferite zone, deoarece există multe dispozitive realizate pe baza acestui principiu. Într-o măsură mai mare, acestea sunt dispozitive de încălzire, sobe electrice, cazane și alte dispozitive similare.
Dispozitivul dispozitivelor de încălzire
De obicei, în proiectarea tuturor dispozitivelor de încălzire există o spirală metalică, a cărei funcție este încălzirea. Dacă apa este încălzită, spirala este instalată izolat, iar astfel de dispozitive asigură un echilibru între energia din rețea și schimbul de căldură.
Oamenii de știință se confruntă în mod constant cu sarcina de a reduce pierderile de energie și de a găsi cele mai bune căi și cele mai eficiente scheme de implementare a acestora pentru a reduce efectul termic al curentului. De exemplu, se folosește o metodă de creștere a tensiunii în timp, datorită căreia puterea curentului este redusă. Dar această metodă, în același timp, reduce siguranța funcționării liniilor electrice.
Un alt domeniu de cercetare este selecția firelor. La urma urmei, pierderile de căldură și alți indicatori depind de proprietățile lor. În plus, în timpul funcționării dispozitivelor de încălzire, se eliberează o cantitate mare de energie. Prin urmare, spiralele sunt realizate din materiale special concepute în acest scop, capabile să reziste la sarcini mari.
Siguranțe de uz casnic
Pentru a îmbunătăți protecția și securizarea circuitelor electrice, sunt utilizate siguranțe speciale. Partea principală este un fir din metal cu punct de topire scăzut. Merge intr-un dop de portelan, are filet si contact in centru. Pluta se introduce intr-un cartus aflat intr-o cutie de portelan.
Sârma de plumb face parte dintr-un lanț comun. Dacă efectul termic al curentului electric crește brusc, secțiunea transversală a conductorului nu va rezista și acesta va începe să se topească. Ca urmare a acestui fapt, rețeaua se va deschide și nu vor exista supraîncărcări curente.
Arc electric
Arcul electric este un convertor destul de eficient de energie electrică. Este folosit la sudarea structurilor metalice și servește și ca sursă de lumină puternică.
Dispozitivul se bazează pe următoarele. Luați două tije de carbon, conectați firele și atașați-le în suporturi izolatoare. După aceea, tijele sunt conectate la o sursă de curent, care dă o tensiune mică, dar este proiectată pentru un curent mare. Conectați reostatul. Este interzisă aprinderea cărbunilor în rețeaua orașului, deoarece aceasta poate provoca incendiu. Dacă atingeți un cărbune cu altul, puteți vedea cât de fierbinți sunt. Este mai bine să nu priviți această flacără, deoarece este dăunătoare ochilor. Un arc electric este utilizat în cuptoarele de topire a metalelor, precum și în dispozitive de iluminat atât de puternice, cum ar fi proiectoarele, proiectoarele de film și așa mai departe.
