Thermal na pagkilos ng kasalukuyang, kasalukuyang density at ang kanilang impluwensya sa pagpainit ng mga conductor

Sa pamamagitan ng thermal na pagkilos ng isang electric current ay nauunawaan ang pagpapakawala ng thermal energy sa panahon ng pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan ng isang conductor. Kapag ang isang kasalukuyang dumaan sa conductor, ang mga libreng elektron na bumubuo sa kasalukuyang pagbangga sa mga ions at atoms ng conductor, pinainit ito.

Ang dami ng init na inilabas sa kasong ito ay maaaring matukoy gamit Joule-Lenz Law, na nabalangkas tulad ng sumusunod: ang dami ng init na inilabas sa pagpasa ng electric current sa pamamagitan ng conductor ay katumbas ng produkto ng parisukat ng kasalukuyang, ang resistensya ng conductor na ito at ang oras na kinakailangan para sa kasalukuyang dumaan sa conductor.

Ang pagkuha ng kasalukuyang sa amperes, ang paglaban sa ohms, at ang oras sa ilang segundo, nakakakuha kami ng dami ng init sa mga joules. At isinasaalang-alang na ang produkto ng kasalukuyang at ang pagtutol ay boltahe, at ang produkto ng boltahe at ang kasalukuyang ay ang kapangyarihan, lumiliko na ang dami ng init na inilabas sa kasong ito ay katumbas ng dami ng elektrikal na enerhiya na inilipat sa konduktor na ito sa panahon ng pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan nito. Iyon ay, ang de-koryenteng enerhiya ay nai-convert sa init.

Ang resibo ng thermal energy mula sa elektrikal na enerhiya ay malawakang ginamit mula noong sinaunang beses sa iba't ibang mga pamamaraan. Ang mga electric heaters, tulad ng mga heaters, water heater, electric stoves, paghihinang iron, electric furnaces, atbp, pati na rin ang electric welding, incandescent lamp at marami pa, gamitin ang prinsipyong ito upang makabuo ng init.

Ngunit sa isang malaking bilang ng mga de-koryenteng aparato, ang pag-init na dulot ng kasalukuyang ay nakakapinsala: mga de-koryenteng motor, mga transformer, wires, electromagnets, atbp - sa mga aparatong ito na hindi idinisenyo upang makatanggap ng init, pagpainit binabawasan ang kanilang kahusayan, nakakasagabal sa mahusay na operasyon, at maaari ring humantong sa mga sitwasyong pang-emergency.

Para sa anumang konduktor, depende sa mga parameter ng kapaligiran, ang isang tiyak na katanggap-tanggap na halaga ng kasalukuyang halaga ay katangian kung saan ang konduktor ay hindi kapansin-pansin na init.

Kaya, halimbawa, upang mahanap ang pinapayagan na kasalukuyang pag-load sa mga wire, gamitin ang parameter "Kasalukuyang density", characterizing ang kasalukuyang bawat 1 sq. mm ng cross-sectional area ng conductor na ito.

Ang pinapayagan na kasalukuyang density para sa bawat materyal na kondaktibo sa ilalim ng ilang mga kondisyon ay naiiba, nakasalalay ito sa maraming mga kadahilanan: sa uri ng pagkakabukod, rate ng paglamig, ambient temperatura, cross-sectional area, atbp.

Halimbawa, para sa mga de-koryenteng makina, kung saan ang mga windings ay ginawa, bilang panuntunan, ng tanso, ang maximum na pinapayagan na kasalukuyang density ay hindi dapat lumampas sa 3-6 amperes bawat square mm. Para sa isang maliwanag na maliwanag na lampara, at mas tiyak para sa tungsten filament nito, hindi hihigit sa 15 amperes bawat sq Mm.

Para sa mga wire ng ilaw at mga network ng kuryente, ang maximum na pinapayagan na kasalukuyang density ay kinuha batay sa uri ng pagkakabukod at cross-sectional area.

Kung ang materyal ng conductor ay tanso, at ang pagkakabukod ay goma, pagkatapos ay may isang cross-sectional area ng, halimbawa, 4 square mm, isang kasalukuyang density na hindi hihigit sa 10.2 amperes bawat square mm ay pinahihintulutan, at kung ang cross-section ay 50 square mm, ang pinapayagan na kasalukuyang density ay magiging 4.3 amperes bawat square mm Kung ang mga conductor ng ipinahiwatig na lugar ay walang pagkakabukod, kung gayon ang pinapayagan na kasalukuyang mga density ay magiging 12.5 at 5.6 amperes bawat square mm, ayon sa pagkakabanggit.

Ano ang dahilan ng pagbaba ng pinahihintulutang kasalukuyang density para sa mga conductor ng isang mas malaking seksyon ng krus? Ang katotohanan ay ang mga conductor na may isang makabuluhang cross-sectional area, hindi tulad ng mga maliit na seksyon na conductor, ay may isang mas malaking dami ng conductive material na matatagpuan sa loob, at lumiliko na ang mga panloob na layer ng conductor ay kanilang sarili na napapalibutan ng mga layer ng pag-init na nakakaabala sa pag-alis ng init mula sa loob.

Ang mas malaki ang lugar ng ibabaw ng conductor na may paggalang sa dami nito, mas mataas ang kasalukuyang density ng conductor ay maaaring makatiis nang walang sobrang pag-iinit. Ang mga konduktor na hindi insulated ay nagpapahintulot sa pagpainit sa isang mas mataas na temperatura, dahil ang init ay inililipat nang direkta mula sa kanila sa kapaligiran, ang pagkakabukod ay hindi hadlangan ito, at ang paglamig ay mas mabilis, samakatuwid ang isang mas mataas na kasalukuyang density ay pinapayagan para sa kanila kaysa sa mga conductors sa pagkakabukod.

Kung lumampas kasalukuyang pinapayagan para sa conductor, magsisimula itong mag-init, at sa ilang oras ang temperatura ay magiging labis. Ang pagkakabukod ng paikot-ikot na de-koryenteng motor, generator, o mga kable lamang, ay maaaring maging charred o mag-apoy sa ilalim ng mga naturang kondisyon, na hahantong sa isang maikling circuit at sunog. Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang uninsulated wire, pagkatapos ay sa mataas na temperatura maaari itong matunaw at masira ang circuit kung saan ito nagsisilbing conductor.

Ang paglabas ng pinahihintulutang kasalukuyang ay karaniwang pinipigilan. Samakatuwid, sa mga pag-install ng elektrikal, ang mga espesyal na hakbang ay kadalasang kinukuha upang awtomatikong idiskonekta mula sa pinagmulan ng kuryente na bahagi ng circuit o ang de-koryenteng tagatanggap kung saan nangyari ito sa kasalukuyan o maikling circuit. Upang gawin ito, gumamit ng mga circuit breaker, piyus at iba pang mga aparato na nagdadala ng isang katulad na pag-andar - upang masira ang circuit sa panahon ng labis na karga.

Sumusunod ito mula sa batas na Joule-Lenz na ang sobrang pag-init ng isang conductor ay maaaring mangyari hindi lamang dahil sa labis na kasalukuyang sa pamamagitan ng cross section nito, kundi pati na rin dahil sa isang mas mataas na pagtutol ng conductor. Para sa kadahilanang ito, para sa buong at maaasahang operasyon ng anumang pag-install ng elektrikal, ang paglaban ay napakahalaga, lalo na sa mga lugar kung saan ang mga indibidwal na conductor ay konektado sa bawat isa.

Kung ang mga conductor ay hindi nakakonekta ng mahigpit, kung ang kanilang pakikipag-ugnay sa bawat isa ay hindi mataas ang kalidad, kung gayon ang paglaban sa kantong (ang tinatawag na paglaban ng contact) ay mas mataas kaysa sa para sa isang mahalagang bahagi ng isang conductor ng parehong haba.

Bilang isang resulta ng pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan ng tulad ng isang hindi magandang kalidad, hindi sapat na siksik na koneksyon, ang lugar ng koneksyon na ito ay overheat, na puno ng apoy, burnout ng conductors o kahit na isang sunog.

Upang maiwasan ito, ang mga dulo ng nakakonektang conductor ay maaasahan na peeled, tin-plated at nilagyan ng mga cable lugs (soldered o pinindot) o mga manggas na nagbibigay ng isang margin para sa paglaban ng paglipat sa point ng contact. Ang mga tip na ito ay maaaring mahigpit na naayos sa mga terminal ng isang de-koryenteng makina gamit ang mga bolts.

Sa mga de-koryenteng aparato na idinisenyo upang i-on at i-off ang kasalukuyang, din ang mga hakbang upang mabawasan ang paglaban ng paglipat sa pagitan ng mga contact.

Tingnan din sa paksang ito:

Paano maprotektahan ang mga kable mula sa labis na karga at maikling circuit

Ang cross-sectional area ng mga wire at cable, depende sa kasalukuyang lakas, pagkalkula ng kinakailangang cable cross-section