Электр тогунун жылуулук күчү жана анын практикалык колдонулушу

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 05:34

Өткөргүчтүн ысытылышынын себеби, бөлүкчөлөрдүн металлдын молекулярдык торунун иондору менен ырааттуу кагылышуусу учурунда анда кыймылдаган электрондордун энергиясы (башкача айтканда токтун энергиясы) болуп саналат. элемент энергиянын жылуу түрүнө же Qга айланат, ошондуктан "жылуулук энергиясы" түшүнүгү "" түзүлөт.

Токтун иши SI бирдиктеринин эл аралык системасы менен ченелет, ага джоуль (Дж) колдонуу менен, токтун күчү "ватт" (Вт) менен аныкталат. Иш жүзүндө системадан четтеп, алар токтун ишин өлчөөчү системадан тышкаркы бирдиктерди да колдоно алышат. Алардын арасында ватт-саат (Вт × ч), киловатт-саат (кыскартылган кВт × ч) бар. Мисалы, 1 Вт өзгөчө кубаттуулугу 1 Вт болгон токтун ишин жана бир сааттык убакытты билдирет.

Эгер электрондор металлдан жасалган туруктуу өткөргүч боюнча кыймылдаса, бул учурда пайда болгон токтун бардык пайдалуу иштери металл конструкциясын жылытуу үчүн бөлүштүрүлөт жана энергиянын сакталуу мыйзамынын жоболоруна таянып, муну Q=A=IUt=I 2^Rt=(U2^{/R)t формуласы менен сыпаттаса болот. Мындай катыштар белгилүү Джоуль-Ленц мыйзамын так чагылдырат. Тарыхый жактан ал биринчи жолу окумуштуу тарабынан эмпирикалык түрдө аныкталганД. Джоуль 19-кылымдын орто ченинде жана ошол эле учурда андан көз карандысыз башка окумуштуу – Э. Ленц тарабынан. Жылуулук энергиясы 1873-жылы орус инженери А. Ладыгиндин кадимки ысытуу лампасын ойлоп тапкандан бери техникалык долбоордо практикалык колдонулушун тапты.}

Токтун жылуулук күчү бир катар электр приборлорунда жана өнөр жай установкаларында, тактап айтканда, жылуулук өлчөөчү приборлордо, жылытуучу типтеги электр плиталарында, электр ширетүү жана инвентарлык жабдууларда, электр жылытуу эффектиси боюнча тиричилик приборлорунда колдонулат. абдан кеңири таралган - казандар, паяльниктер, чайнектер, үтүктөр.

Тамак-аш өнөр жайында термикалык эффект табат. Колдонуунун жогорку үлүшү менен жылуулук энергиясын кепилдеген электроконтакттуу жылытуу мүмкүнчүлүгү колдонулат. Белгилүү деңгээлдеги каршылыкка ээ болгон тамак-аш продуктусуна таасир этүүчү ток жана анын жылуулук күчү андагы бир калыпта ысытууну пайда кылгандыктан келип чыгат. Колбасанын кантип чыгарылаарына мисал келтирсек болот: атайын диспенсер аркылуу фарш металл калыптарга кирет, анын дубалдары бир эле учурда электроддун милдетин аткарат. Мында продукциянын бардык аянты жана көлөмү боюнча дайыма жылытуунун бирдейлиги камсыз кылынат, белгиленген температура сакталат, тамак-аш продуктусунун оптималдуу биологиялык баалуулугу сакталат, бул факторлор менен бирге технологиялык иштердин узактыгы жана энергияны керектөө эң кичине.

Өзгөчө жылуулукэлектр тогунун күчү (ω), башкача айтканда белгилүү бир убакыт бирдигинде көлөм бирдигине бөлүнүп чыккан жылуулуктун өлчөмү төмөнкүчө эсептелет. Өткөргүчтүн кесилиши dS, узундугу dl токтун багытына параллелдүү жана каршылыгы R=p(dl/dS), dV=dSdl теңдемелерин түзүүчү өткөргүчтүн элементардык цилиндрдик көлөмү (dV).

Джоуль-Ленц мыйзамынын аныктамаларына ылайык, биз алган көлөмдө бөлүнгөн убакыт үчүн (dt) жылуулук деңгээли dQ=I²Rdt=p(dl/dS)(jdS)²dt=pj²dVdt. Бул учурда, ω=(dQ)/(dVdt)=pj² жана бул жерде Ом мыйзамын колдонуу менен j=γE токтун тыгыздыгын жана p=1/γ катышын түзөбүз. дароо ω=jE=γE^{2 туюнтмасын алыңыз.} Ал дифференциалдык формада Джоуль-Ленц мыйзамынын түшүнүгүн берет.