Potència tèrmica del corrent elèctric i la seva aplicació pràctica

Potència tèrmica del corrent elèctric i la seva aplicació pràctica
Potència tèrmica del corrent elèctric i la seva aplicació pràctica
Anonim

La raó per escalfar el conductor rau en el fet que l'energia dels electrons que es mouen en ell (és a dir, l'energia del corrent) durant la col·lisió seqüencial de partícules amb ions de la xarxa molecular d'un metall L'element es converteix en un tipus d'energia càlida, o Q, de manera que el concepte de "potència tèrmica" es forma "".

El treball del corrent es mesura utilitzant el sistema internacional d'unitats SI, aplicant-li joules (J), la potència del corrent es defineix com a "watt" (W). Desviant-se del sistema a la pràctica, també poden utilitzar unitats fora del sistema que mesuren el treball del corrent. Entre ells hi ha watt-hora (W × h), quilowatt-hora (abreujat kW × h). Per exemple, 1 Wh significa el treball d'un corrent amb una potència específica d'1 watt i una durada d'una hora.

potència tèrmica
potència tèrmica

Si els electrons es mouen al llarg d'un conductor fix fet de metall, en aquest cas, tot el treball útil del corrent generat es distribueix per escalfar l'estructura metàl·lica i, d'acord amb les disposicions de la llei de conservació de l'energia, això es pot descriure amb la fórmula Q=A=IUt=I 2Rt=(U2/R)t. Aquestes proporcions expressen amb precisió la coneguda llei de Joule-Lenz. Històricament, primer va ser determinat empíricament per un científicD. Joule a mitjans del segle XIX, i alhora independentment d'ell per un altre científic - E. Lenz. L'energia tèrmica ha trobat una aplicació pràctica en el disseny tècnic des de la invenció el 1873 per l'enginyer rus A. Ladygin d'una làmpada incandescent normal.

potència tèrmica específica
potència tèrmica específica

La potència tèrmica del corrent s'utilitza en diversos aparells elèctrics i instal·lacions industrials, és a dir, en instruments de mesura tèrmica, estufes elèctriques de tipus calefacció, equips elèctrics de soldadura i inventari, electrodomèstics amb efecte de calefacció elèctrica. molt comú: calderes, soldadors, bullidors, planxes.

Es troba un efecte tèrmic a la indústria alimentària. Amb una alta quota d'ús, s'utilitza la possibilitat d'escalfament per electrocontacte, que garanteix la potència tèrmica. És causada pel fet que el corrent i la seva potència tèrmica, que influeixen en el producte alimentari, que té un cert grau de resistència, provoca un escalfament uniforme en ell. Podem posar un exemple de com es produeixen les salsitxes: mitjançant un dispensador especial, la carn picada entra en motlles metàl·lics, les parets dels quals serveixen simultàniament d'elèctrodes. Aquí s'assegura una uniformitat constant de la calefacció en tota l'àrea i el volum del producte, es manté la temperatura establerta, es manté el valor biològic òptim del producte alimentari, juntament amb aquests factors, la durada del treball tecnològic i el consum d'energia segueixen sent els més petit.

corrent de potència tèrmica
corrent de potència tèrmica

Calor específicala potència del corrent elèctric (ω), és a dir, la quantitat de calor que s'allibera per unitat de volum durant una determinada unitat de temps, es calcula de la següent manera. Un volum cilíndric elemental d'un conductor (dV), amb una secció transversal del conductor dS, una longitud dl paral·lela a la direcció del corrent i una resistència formen les equacions R=p(dl/dS), dV=dSdl.

Segons les definicions de la llei de Joule-Lenz, per al temps assignat (dt) en el volum pres per nos altres, un nivell de calor igual a dQ=I2Rdt=p(dl/dS)(jdS)2dt=pj2dVdt. En aquest cas, ω=(dQ)/(dVdt)=pj2 i, aplicant aquí la llei d'Ohm per establir la densitat de corrent j=γE i la relació p=1/γ, obteniu immediatament l'expressió ω=jE=γE2. Dóna el concepte de la llei de Joule-Lenz en forma diferencial.

Recomanat: