Elektrik akımının termal gücü ve pratik uygulaması

2024 Yazar: Angel Austin | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 05:44

İletkeni ısıtmanın nedeni, bir metalin moleküler kafesinin iyonlarıyla parçacıkların ardışık çarpışması sırasında içinde hareket eden elektronların enerjisinin (başka bir deyişle akımın enerjisinin) olmasıdır. element, sıcak bir enerji türüne veya Q'ya dönüştürülür, bu nedenle "termal güç" kavramı "" oluşur.

Akımın işi, uluslararası SI birim sistemi kullanılarak, buna joule (J) uygulanarak ölçülür, akımın gücü "watt" (W) olarak tanımlanır. Pratikte sistemden saparak, akımın işini ölçen sistem dışı birimleri de kullanabilirler. Bunlar arasında watt-saat (W × h), kilowatt-saat (kıs altılmış kW × h) vardır. Örneğin 1 Wh, belirli gücü 1 watt ve süresi bir saat olan bir akımın çalışması anlamına gelir.

Elektronlar metalden yapılmış sabit bir iletken boyunca hareket ederse, bu durumda, üretilen akımın tüm yararlı işi metal yapıyı ısıtmak için dağıtılır ve enerjinin korunumu yasasının hükümlerine dayanarak, bu, Q=A=IUt=I 2^Rt=(U2^{/R)t formülüyle açıklanabilir. Bu tür oranlar, iyi bilinen Joule-Lenz yasasını doğru bir şekilde ifade eder. Tarihsel olarak, ilk olarak bir bilim adamı tarafından ampirik olarak belirlendi. D. Joule 19. yüzyılın ortalarında ve aynı zamanda ondan bağımsız olarak başka bir bilim adamı - E. Lenz tarafından. Termal güç, 1873'te Rus mühendis A. Ladygin tarafından sıradan bir akkor lambanın icadından bu yana teknik tasarımda pratik uygulama bulmuştur.}

Akımın ısıl gücü, bir dizi elektrikli cihaz ve endüstriyel tesisatta, yani termal ölçüm cihazlarında, ısıtma tipi elektrikli sobalarda, elektrikli kaynak ve envanter ekipmanlarında, elektrikli ısıtma etkisi üzerindeki ev aletlerinde kullanılır. çok yaygın - kazanlar, havyalar, su ısıtıcılar, ütüler.

Gıda sektöründe kendine termal bir etki bulur. Yüksek kullanım payı ile, termal gücü garanti eden elektrokontak ısıtma imkanı kullanılır. Belirli bir dirence sahip olan gıda ürününü etkileyen akımın ve ısıl gücünün, içinde homojen bir ısınmaya neden olmasından kaynaklanır. Sosislerin nasıl üretildiğine bir örnek verebiliriz: özel bir dağıtıcı aracılığıyla kıyma, duvarları aynı anda elektrot görevi gören metal kalıplara girer. Burada, ürünün tüm alanı ve hacmi üzerinde sabit ısıtma homojenliği sağlanır, ayarlanan sıcaklık korunur, gıda ürününün optimal biyolojik değeri korunur, bu faktörlerle birlikte teknolojik çalışma süresi ve enerji tüketimi korunur. en küçük.

Özgül ısıelektrik akımının gücü (ω), diğer bir deyişle birim hacim başına belirli bir süre boyunca açığa çıkan ısı miktarı aşağıdaki gibi hesaplanır. İletkenin dS kesiti, akım yönüne paralel bir uzunluk dl ve direnci olan bir iletkenin (dV) temel silindirik hacmi, R=p(dl/dS), dV=dSdl. denklemlerini oluşturur.

Joule-Lenz yasasının tanımlarına göre, tarafımızca alınan hacimde ayrılan süre (dt) için, dQ=I²Rdt'ye eşit bir ısı seviyesi=p(dl/dS)(jdS)²dt=pj²dVdt. Bu durumda, ω=(dQ)/(dVdt)=pj² ve burada Ohm yasasını uygulayarak j=γE akım yoğunluğunu ve p=1/γ oranını oluştururuz, hemen ω=jE=γE^2. ifadesini elde edin. Joule-Lenz yasasının kavramını diferansiyel formda verir.