Kategori: Artikel Pilihan » Novice juruelektrik
Bilangan pandangan: 1681
Komen pada artikel: 0

Tindakan haba semasa, kepadatan arus dan pengaruh mereka terhadap pemanasan konduktor

 

Dengan tindakan termal arus elektrik difahami pelepasan tenaga haba semasa laluan arus melalui konduktor. Apabila arus melewati konduktor, elektron-elektron bebas membentuk barisan semasa dengan ion-ion dan atom konduktor, memanaskannya.

Jumlah haba yang dikeluarkan dalam kes ini boleh ditentukan menggunakan Joule-Lenz Law, yang dirumuskan seperti berikut: jumlah haba yang dikeluarkan semasa laluan arus elektrik melalui konduktor adalah sama dengan produk segiempat semasa, rintangan konduktor ini dan masa yang diperlukan untuk mengalirkan arus konduktor.

Joule-Lenz Law

Mengambil arus dalam amperes, rintangan dalam ohm, dan masa dalam beberapa saat, kita mendapat jumlah haba dalam joules. Dan mengingat bahawa produk semasa dan rintangan adalah voltan, dan produk voltan dan arus adalah kuasa, ternyata bahawa jumlah haba yang dilepaskan dalam kes ini adalah sama dengan jumlah tenaga elektrik yang dipindahkan ke konduktor ini semasa laluan arus melaluinya. Maksudnya, tenaga elektrik ditukar kepada haba.

Penerimaan tenaga haba dari tenaga elektrik telah digunakan secara meluas sejak zaman purba dalam pelbagai teknik. Pemanas elektrik, seperti pemanas, pemanas air, dapur elektrik, besi pematerian, relau elektrik, dll, serta kimpalan elektrik, lampu pijar dan banyak lagi, gunakan prinsip ini untuk menghasilkan haba.

Jubin elektrik

Tetapi dalam sebilangan besar peranti elektrik, pemanasan yang disebabkan oleh arus berbahaya: motor elektrik, transformer, wayar, elektromagnet, dan lain-lain - dalam peranti ini yang tidak direka bentuk untuk menerima haba, pemanasan mengurangkan kecekapan mereka, mengganggu operasi yang cekap, dan bahkan boleh membawa kepada situasi kecemasan.

Untuk mana-mana konduktor, bergantung pada parameter persekitaran, nilai yang boleh diterima nilai semasa adalah ciri di mana konduktor tidak menyejukkan.

Jadi, sebagai contoh, untuk mencari beban semasa yang dibenarkan pada wayar, gunakan parameter tersebut "Ketumpatan semasa", mencirikan arus per 1 meter persegi kawasan keratan rentas konduktor ini.

Ketumpatan semasa yang dibenarkan untuk setiap bahan konduktif di bawah keadaan tertentu adalah berbeza, bergantung kepada banyak faktor: pada jenis penebat, kadar penyejukan, suhu ambien, kawasan keratan rentas, dan lain-lain.

Ketumpatan semasa

Sebagai contoh, untuk mesin elektrik, di mana lilitan dibuat, sebagai peraturan, tembaga, ketumpatan arus maksimum yang dibenarkan tidak boleh melebihi 3-6 ampere per mm persegi. Untuk lampu pijar, dan lebih tepat untuk filamen tungsten, tidak lebih daripada 15 amper per persegi Mm.

Untuk wayar lampu dan rangkaian kuasa, ketumpatan arus maksimum yang dibenarkan diambil berdasarkan jenis penebat dan kawasan keratan rentas.

Jika bahan konduktor adalah tembaga, dan penebat adalah getah, maka dengan luas keratan rentetan, sebagai contoh, 4 mm mm, ketumpatan arus tidak lebih daripada 10.2 ampere per mm persegi dibenarkan, dan jika sekatan salib adalah 50 mm persegi, ketumpatan arus yang dibenarkan hanya akan 4.3 amperes setiap mm persegi Jika konduktor kawasan yang dinyatakan tidak mempunyai penebat, maka kepadatan semasa yang dibenarkan akan masing-masing 12.5 dan 5.6 ampere setiap persegi persegi.

Konduktor dipanaskan elektrik

Apakah sebabnya untuk menurunkan kepadatan semasa yang dibenarkan bagi konduktor bagi seksyen salib yang lebih besar? Hakikatnya adalah bahawa konduktor dengan luas keratan rentas yang besar, tidak seperti konduktor seksyen kecil, mempunyai jumlah bahan konduktif yang lebih besar yang terletak di dalamnya, dan ternyata bahawa lapisan dalam konduktor itu sendiri dikelilingi oleh lapisan pemanasan yang mengganggu pemindahan haba dari dalam.

Semakin luas permukaan konduktor berkenaan dengan jumlahnya, semakin besar ketumpatan arus konduktor dapat menahan tanpa terlalu panas. Konduktor yang tidak bersubsidi membenarkan pemanasan kepada suhu yang lebih tinggi, memandangkan haba dipindahkan terus dari mereka ke persekitaran, penebat tidak menghalangnya, dan penyejukan adalah lebih cepat, oleh itu kepadatan arus yang lebih tinggi dibenarkan untuk mereka daripada untuk konduktor dalam penebat.

Jika melebihi semasa yang dibenarkan untuk konduktor, ia akan mula terlampau panas, dan pada suatu ketika suhunya akan berlebihan. Penebat motor penggulungan, penjana, atau pendawaian hanya, boleh menjadi hangus atau menyala di bawah syarat-syarat ini, yang akan membawa kepada litar pintas dan kebakaran. Jika kita bercakap tentang dawai yang tidak terinspirasi, maka pada suhu yang tinggi ia hanya dapat mencairkan dan memecahkan litar di mana ia berfungsi sebagai konduktor.

Motor pada skrin imager haba

Melebihi arus yang dibenarkan biasanya dihalang. Oleh itu, dalam pemasangan elektrik, langkah-langkah khas biasanya diambil untuk secara automatik memutuskan sambungan dari sumber kuasa yang sebahagian daripada litar atau penerima elektrik di mana ia berlaku lebih semasa atau litar pintas. Untuk melakukan ini, gunakan pemutus litar, fius dan peranti lain yang membawa fungsi yang serupa - untuk memecahkan litar semasa beban.

Ini berikutan dari undang-undang Joule-Lenz yang terlalu panas konduktor boleh berlaku bukan sahaja disebabkan oleh kelebihan semasa melalui keratan rentasnya, tetapi juga kerana rintangan konduktor yang lebih tinggi. Atas sebab ini, untuk operasi penuh dan boleh dipercayai dari mana-mana pemasangan elektrik, rintangan sangat penting, terutama di tempat-tempat di mana konduktor individu disambungkan ke satu sama lain.

Sambungan elektrik teras kabel dengan blok terminal

Jika konduktor tidak terhubung rapat, jika hubungan mereka antara satu sama lain tidak berkualiti tinggi, maka rintangan di simpang (apa yang dipanggil rintangan hubungan) akan lebih tinggi daripada bahagian konduktor konduktor yang sama panjangnya.

Sebagai hasil daripada laluan semasa melalui kualiti yang kurang baik, tidak cukup sambungan yang padat, tempat sambungan ini akan menjadi terlalu panas, yang penuh dengan api, terbakar konduktor atau api.

Untuk mengelakkan ini, hujung konduktor yang disambungkan dikupas dengan baik, disalut timah dan dilengkapi dengan kabel lugs (solder atau ditekan) atau lengan yang memberikan margin untuk rintangan peralihan di titik hubungan. Petua ini boleh dipasang dengan tegas ke terminal mesin elektrik menggunakan bolt.

Untuk peranti elektrik yang direka untuk menghidupkan dan mematikan semasa, langkah-langkah juga diambil untuk mengurangkan rintangan peralihan antara kenalan.

Lihat juga topik ini:

Bagaimana untuk melindungi pendawaian daripada beban dan litar pintas

Kawasan keratan rentas kabel dan kabel, bergantung kepada kekuatan semasa, pengiraan keratan rentas kabel yang diperlukan

Lihat juga di i.electricianexp.com:

  • Apa yang menentukan aliran kabel jangka panjang yang dibenarkan
  • Kawasan rentas keratan wayar dan kabel, bergantung pada kekuatan semasa, pengiraan diperlukan ...
  • Apakah rintangan elektrik dan bagaimana ia bergantung kepada suhu
  • Tembaga atau aluminium - yang lebih menguntungkan?
  • Bagaimana mengira kabel untuk kabel sambungan

  •