Kuasa haba arus elektrik dan aplikasi praktikalnya

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 05:36

Sebab pemanasan konduktor terletak pada fakta bahawa tenaga elektron yang bergerak di dalamnya (dengan kata lain, tenaga arus) semasa perlanggaran berurutan zarah dengan ion kekisi molekul logam unsur ditukarkan kepada jenis tenaga hangat, atau Q, jadi konsep "kuasa terma" terbentuk "".

Kerja arus diukur menggunakan sistem antarabangsa unit SI, menggunakan joule (J) padanya, kuasa arus ditakrifkan sebagai "watt" (W). Menyimpang daripada sistem dalam amalan, mereka juga boleh menggunakan unit luar sistem yang mengukur kerja arus. Antaranya ialah watt-hour (W × h), kilowatt-hour (disingkat kW × h). Contohnya, 1 Wh bermaksud kerja arus dengan kuasa khusus 1 watt dan tempoh masa selama satu jam.

Jika elektron bergerak di sepanjang konduktor tetap yang diperbuat daripada logam, dalam kes ini, semua kerja berguna arus yang dihasilkan diagihkan untuk memanaskan struktur logam, dan, berdasarkan peruntukan undang-undang pemuliharaan tenaga, ini boleh diterangkan dengan formula Q=A=IUt=I 2^Rt=(U2^{/R)t. Nisbah sedemikian dengan tepat menyatakan undang-undang Joule-Lenz yang terkenal. Dari segi sejarah, ia pertama kali ditentukan secara empirik oleh seorang saintisD. Joule pada pertengahan abad ke-19, dan pada masa yang sama secara bebas daripadanya oleh saintis lain - E. Lenz. Kuasa terma telah menemui aplikasi praktikal dalam reka bentuk teknikal sejak ciptaan pada tahun 1873 oleh jurutera Rusia A. Ladygin pada lampu pijar biasa.}

Kuasa haba arus digunakan dalam beberapa peralatan elektrik dan pemasangan industri, iaitu, dalam alat pengukur haba, dapur elektrik jenis pemanasan, peralatan kimpalan dan inventori elektrik, perkakas rumah pada kesan pemanasan elektrik adalah sangat biasa - dandang, seterika pematerian, cerek, seterika.

Mendapati sendiri kesan haba dalam industri makanan. Dengan bahagian penggunaan yang tinggi, kemungkinan pemanasan electrocontact digunakan, yang menjamin kuasa haba. Ia disebabkan oleh fakta bahawa arus dan kuasa habanya, mempengaruhi produk makanan, yang mempunyai tahap rintangan tertentu, menyebabkan pemanasan seragam di dalamnya. Kita boleh memberi contoh bagaimana sosej dihasilkan: melalui dispenser khas, daging cincang memasuki acuan logam, dindingnya pada masa yang sama berfungsi sebagai elektrod. Di sini, keseragaman berterusan pemanasan dipastikan di seluruh kawasan dan isipadu produk, suhu yang ditetapkan dikekalkan, nilai biologi optimum produk makanan dikekalkan, bersama-sama dengan faktor-faktor ini, tempoh kerja teknologi dan penggunaan tenaga kekal sebagai terkecil.

Haba khususkuasa arus elektrik (ω), dengan kata lain, jumlah haba yang dibebaskan per unit isipadu untuk unit masa tertentu, dikira seperti berikut. Isipadu silinder asas bagi konduktor (dV), dengan keratan rentas konduktor dS, panjang dl selari dengan arah semasa, dan rintangan membentuk persamaan R=p(dl/dS), dV=dSdl.

Menurut takrifan hukum Joule-Lenz, untuk masa yang diperuntukkan (dt) dalam isipadu yang diambil oleh kami, tahap haba bersamaan dengan dQ=I²Rdt=p(dl/dS)(jdS)²dt=pj²dVdt. Dalam kes ini, ω=(dQ)/(dVdt)=pj² dan, menggunakan hukum Ohm di sini untuk mewujudkan ketumpatan semasa j=γE dan nisbah p=1/γ, kita segera dapatkan ungkapan ω=jE=γE^2. Ia memberikan konsep hukum Joule-Lenz dalam bentuk pembezaan.