Физические основы электротехники. Щербаков Е.Ф - 45 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

45
3.7. Закон Джоуля – Ленца
Электрический ток, проходя по проводникам, нагревает их. Проис-
ходит преобразование электрической энергии в тепловую. Как уже отме-
чалось, электрическая энергия может быть преобразована в другие виды.
Электродвигатель преобразует электроэнергию в механическую, осущест-
вляя работу машин и механизмов. При зарядке аккумулятора происходит
преобразование электроэнергии в химическую. Но
без нагрева токоведу-
щих частей не обходится ни один процесс преобразования электрической
энергии.
При протекании тока
I по проводнику с сопротивлением R в течение
времени
t в проводнике выделяется тепло, преобразованное из электриче-
ской энергии.
,RtIPtWQ
2
(3.23)
где
Q – количество тепла, выделенного в проводнике, Дж.
Формула (3.23) является математическим выражением закона Джо-
уля – Ленца. Он гласит:
количество тепла, выделенного током в провод-
ник, пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и вре-
мени протекания тока.
В практических расчетах иногда приходится вести расчет тепловой
энергии в калориях. Для этого выражение (3.23) умножают на переводной
коэффициент 0,24, учитывающий перевод Дж (Вт·с) в кал.
).кал(tRI24,0Q
2
(3.24)
Для преобразования электроэнергии в теплоту существуют электро-
технические устройства – нагреватели, в которых вся затраченная энергия
является полезной. В лампах накаливания электроэнергия одновременно
преобразуется в тепловую и в световую. Нить накала, изготовленная из
тугоплавкого металла (вольфрама) нагревается до температуры близкой к
3000º С, выделяя при этом световой поток энергии. Световая энергия
со-
ставляет порядка 10% общей энергии, излучаемой лампой.
Во многих случаях электрическая энергия превращается в тепловую,
создавая непроизводительные расходы энергии в линиях электропередач,
электрических машинах и аппаратах, снижая при этом их КПД.
При передаче электроэнергии по изолированным проводам и кабе-
лям из-за старения изоляции и ее повреждения возможно соединение двух
проводников, находящихся под разным потенциалом. Такое соединение
называется
коротким замыканием. При коротком замыкании ток в цепи
будет равен

Страницы