AZ ELEKTROMOSSÁG HŐHATÁSA
- Joule-effektus.
- Fajlagos hő.
- Hőátadás.
- A vezetőszakasz kiszámítása.
Joule-effektus
P. James Joule fizikus az energia és a hővé történő teljes átalakulás kapcsolatát tanulmányozta. A kaloriméterrel végzett kísérletekkel arra a következtetésre jutott, hogy 1 Joule energiája 0,24 kalóriának felel meg.
Q = 0,24B E
Q = hő kalóriában
E = energia Joule-ban
E = P.t; ugyanabban az időben P = R.I 2; ha ezeket az értékeket vesszük az első kifejezésbe, akkor:
Megoldás: Az adott időszakban elfogyasztott joule energia:
E = P t = 2000. 300 = 600 000 joule
t = 5. 60 = 300 s
Mivel minden júliusban 0,24 kalóriává alakul, ezért:
Q = 0,24 E = 0,24В 600 000 = 144 000 kalória = 144 Kcal.
2) Számítsa ki a 100 m hosszú és 1,5 mm 2 rézvezeték által leadott hőt, amely egy nap alatt 1500 W teljesítményű lámpacsoportot táplál 230 V feszültséggel.
Megoldás: Először kiszámítják a vezetőn átáramló áram intenzitását:
Számítsuk ki most a vezeték vezetőjének ellenállását:
A vezető által termelt hő, amely megemeli a hőmérsékletét és elveszett energiának számít, a következő:
Ez a magasság számos tényezőtől függ, például az anyagok fajlagos hőjétől, tömegétől, hőmérsékletétől, az átbocsátási együtthatóktól, amelyeken keresztül a hő eloszlik és eloszlik, stb.
Egy perc alatt meg lesz a kályha által felhasznált energia
W = P t = 1500 x 60 = 90 000 J
Ezért a kályha által ez idő alatt termelt hő az lesz
Q = 0,24 W = 0,24 X 90 000 = 21 600 cal = 21,6 kcal
Fajlagos hő
Az anyag fajlagos hője az a hőmennyiség, amely szükséges a hőmérséklet 1 gramm tömegű 1 ° C-os emeléséhez.
Így például egy gramm víz hőmérsékletének egy fokkal történő emeléséhez egy kalóriára van szükség, lényegesen többre, mint amennyi ehhez szükséges egy gramm réz (0,093 kalória) esetén. Az alábbi táblázat a különböző anyagok fajlagos hőjét mutatja kalóriában/grammban kifejezve. ° C.
| Anyag | Fajlagos hő kalóriában/grammban |
| réz | 0,093 |
| acél- | 0,110 |
| PVC | 0,210 |
| alumínium | 0,220 |
| Víz | 1 |
Az anyag fajlagos hőjének és tömegének ismeretében meg lehet számítani azt a hőmennyiséget, amely a hőmérsékletének emeléséhez szükséges. Ehhez a következő kifejezést alkalmazzuk:
4) Határozza meg az 1 liter víz hőmérsékletének 20 ° C és 50 ° C közötti hőmérsékletének emeléséhez szükséges hőt.
Megoldás: Mivel 1 liter víz megegyezik 1000 grammal, a víz fajlagos hője 1 és az elérni kívánt hőmérséklet-emelkedés (50 - 20) = 30 ° C, az alkalmazott hő:
Megjegyzés: A számítások elvégzéséhez ne vegye figyelembe a tartály felmelegedését vagy a fűtési ellenállást.
Megoldás: A hőnek, amelyet a fűtőelemnek biztosítania kell:
Az energia 1 óra (3600 másodperc) alatt történő kifejlesztésére a következő lesz:
6) Mennyibe kerül az energia költsége a fenti 2) példában, ha a KWh ára 17 peso.
Megoldás: Először kiszámoljuk a keletkező hőt.
A lemezre továbbított hő csak a teljes keletkezett 75% -a lesz:
Mivel az acél fajhője 0,11, a hőmérséklet növekedése:
A termelt hő különböző kifejeződései
Az első lehetővé teszi az előállított hő kiszámítását a feszültség, az áramintenzitás és a csatlakozási idő értékeiből kiindulva
Q = 0,24 V I t
A második lehetővé teszi a számítást az áramkör ellenállása, az áram intenzitása és a csatlakozási idő alapján.
Q = 0,24 P I 2 t
Végül a harmadik a megtermelt hő értékét adja meg a feszültség, az áramkör ellenállása és a csatlakozási idő értékeiből
Q = 0,24 (V2/R) t
Az előállított hő mennyisége
Hasznos hő és elveszett hő
A Joule-effektus által termelt hő néha hasznos, néha nemkívánatos, sőt káros is .
Az elveszített hő mindig kisebb-nagyobb mértékben káros. Szélsőséges esetekben fontos meghibásodásokat okoz, mivel a vezetők túlzott felmelegedése határozza meg a szigetelésüket képező anyagok karbonizációját. Ezért nagyon fontos, hogy a Joule-effektus által kifejlesztett hőt a lehető legkisebbre csökkentsük, hogy a vezetők és a szigetelés fűtése ne lépje túl a jelenlegi tesztelési szabványok által megengedett határértékeket. .
Túlterhelések és rövidzárlatok
Bármely áramkörben túlzott fűtés fordulhat elő a rajta keresztül áramló áram intenzitásának rendellenes értéke miatt. A túlzott melegítés akár a közeli éghető anyagok gyulladását is okozhatja .