Joule - Lenz
Dzheyms Preskott Dzhoul (balra) és Emiliy Hristianovich Lents (jobbra)
Villamos melegítők minden lehetséges típusú használt emberiség évszázadok óta, mivel az ingatlan az elektromos áram a hőt, amikor áthalad a karmester. Ez a jelenség negatív tényező, és - túlmelegedett vezetékek miatt túl nagy áram gyakran volt az oka a rövidzárlat és tűz. A hő működik az elektromos áram vizsgálták egy iskolában természetesen a fizika, de sokan elfelejtették, hogy a tudás.
Ez az első alkalom a függőség hőkibocsájtás a hálózati elektromos áram lett kifejlesztve, és matematikailag meghatározott James Joule 1841-ben, majd később, 1842-ben, függetlenül attól, hogy őt, Emilem Lentsem. Tiszteletére ezek fizikusok, és nevezték a Joule-Lenz kiszámításához használt elektromos fűtőberendezések és az áramkimaradás a hőtermelés a távvezetékek.
Meghatározása Joule - Lenz
A verbális definíció szerint Joule-törvény és a Lenz kutatásai a következő:
A felszabaduló hőmennyiség egy bizonyos mértékig, amikor a karmester áram egyenesen arányos a szorzás a villamos áram sűrűségét és a villamos térerősség
Egy formula ez a törvény a következő:
Kifejezése a törvény Joule - Lenz
A fentiekben leírtak szerint a lehetőségek ritkán használják a mindennapi életben, és tekintettel arra, hogy szinte minden háztartásban számítások hőleadás a működése az elektromos áram kapcsolatos vékony huzalok (kábelek, vezetékek, szálak, kábelek, vezetőképes a fedélzeten, és így tovább. P.), alkalmazásával Joule fűtés képlettel meghatározott szerves formában:
Az integrált formában a törvény
A verbális meghatározása Joule fűtés:
Szóbeli meghatározását a törvény Joule - Lenz
Ha feltételezzük, hogy a jelenlegi erőt és ellenállást a vezető nem változik az idő múlásával, a Joule - Lenz törvénye felírható egyszerűsített formában:
Az Ohm-törvény és algebrai átalakításokat, megkapjuk a megfelelő a képlet az alábbiak szerint:
Ekvivalens kifejezések hő szerint Ohm-törvény
Az alkalmazás és gyakorlati jelentősége a törvény Joule - Lenz
Tanulmányok a Joule hő és a munka által Lenz elektromos áram jelentősen fejlett tudományos megértése a fizikai folyamatok és az azokból származó alapvető képleteket nem változtak, és még ma is használják különböző területeken a tudomány és a technológia. A villamosmérnöki területen számos technikai probléma, ahol a felszabaduló hőmennyiség által az áram kritikus jelentőségű a számítás ilyen paraméterekkel:
- hőveszteség távvezetékek;
- Műszaki adatok vezetékek bekötési hálózatokat;
- hőteljesítmény (hőmennyiség) elektromos fűtőberendezések;
- Hőmérséklet kapcsoló megszakítók;
- Olvadási hőmérséklet biztosíték;
- hő különböző elektromos készülékek és rádiós elemekkel.
Az elektromos készülékek, amelyek a termikus teljesítménye a jelenlegi
A termikus hatása az elektromos áram az elektromos hálózati vezetékek (ETL) nem kívánatos, mert a jelentős veszteségek villamos energia hővé.
Szerint a különböző jelentések a távvezetékek elvész akár 40% -a az összes termelt villamos energia a világon. Ahhoz, hogy csökkenti az átviteli veszteség a villamos energia nagy távolságokra, hogy növelje a feszültséget távvezetékek, becsléseket lehet az általános képletű Joule-törvény - Lenz.
Diagram az összes lehetséges teljesítmény veszteség, melyek közül a hőveszteséget a légi vonalak alkotják a oroszlánrészét (64%)
Számítások a energiaveszteséget távvezetékek
Példaként vehetünk egy hipotetikus telek a távvezeték a transzformátor alállomás. Mivel a távvezeték vezetékek és a fogyasztó villamos (transzformátor állomás) sorba kötve. rajtuk keresztül áramlik ugyanaz az áram I. Az itt vizsgált Joule - Lenz elkülönített összeg a vezetékek hő Qw (hőveszteség) a következőképpen számítjuk ki:
Készült teljesítményű elektromos áram (QC) a teher alapján számítják ki Ohm-törvény:
Így, azonos áramok az első általános képletű lehet beilleszteni helyett I expresszió Qc / Uc. mióta = QC / Uc:
Ha figyelmen kívül hagyja a függőség az ellenálláshuzal a hőmérséklet-változás, akkor feltételezhető, Rw változatlan (állandó). Így, egy állandó energiafogyasztása a fogyasztó (transzformátor állomás), a hő vezetékek egy távvezeték fordítottan arányos a tér a feszültséget a végpontot. Más szóval, a magasabb feszültségű, annál kevesebb energiaveszteséget.
Átvitelére magas feszültségű áramot igényel nagy villamosenergia-pilon
Munkajog Joule - Lenz az otthoni
Ezek a számítások is érvényesek az otthoni villamos energia szállítására rövid távolságokon - mint például a szélturbina az inverter. Amikor az autonóm energiaellátó értékelik per watt generált kisfeszültségű szélmalom energia és lehet előnyösebb emelni a feszültségváltó közvetlenül a szélturbina, mint költenek a nagy részét a kábel csökkenti erőátviteli veszteség.
Jelentős távolságra szélturbina kisfeszültségű váltakozó áram csökkentése teljesítmény veszteség lesz nyereséges keresztül csatlakoznak feltranszformátor
rendkívül kis belföldi hálózatokba távolság vezetékeket, a hőveszteség csökkentése érdekében, hogy növelje a feszültséget, így a számítás a vezetékek tartják termikus teljesítményének jelenlegi szerinti Joule törvénye - Lenz, amikor kiválasztják a keresztmetszet vezetékeket termikus fűtés nem hozott az olvadás és a tűz szigetelés és a környező anyagok. A választás a kábel erő és végzett számítások szerint a vezetékek részén asztalok és SAE előírások, és részletesen egyéb oldalain az erőforrás.
Aránya áramerősség és a keresztmetszet-vezetékek
Kiszámításánál a fűtési hőmérséklet rádió elemek, a bimetál szalag a megszakító vagy biztosíték használt Joule - Lenz szerves formában, ahogy a hőmérséklet megnöveli az ellenállást változások ezen anyagok. Ezekben a komplex számításokat is figyelembe kell venni a hőleadás, a hőt egyéb hőforrások hőkapacitása a saját, és sok más tényező.
Számítógépes szimuláció a félvezető eszköz hő
Hasznos hőteljesítmény villamos áram
Az üzemanyag működése az elektromos áram széles körben használják az elektromos fűtőtestek, amelyek használata egy sor kapcsolat vezetékek különböző ellenállás. Ezt az elvet a következőképpen működik: a karmester sorosan azonos áram folyik, így a Joule - Lenz, hő nagyobb mértékben emelkednek ki a vezető anyag egy nagy ellenállás.
Spirál fokozott ellenállás melegszik, de a vezetékek hideg
Így a hálózati kábelt és az elektromos vezetékeket is viszonylag hideg, míg a fűtőelem hőmérsékletre melegítjük vörös emisszió. Mint anyag a vezetékek a fűtőelemek használt ötvözetek magas a (relatív a réz és alumínium vezetékek) fajlagos ellenállása - nikróm, konstantán, volfrám és mások.
Az izzószálas izzólámpák készülnek tűzálló volfrám ötvözetek
A párhuzamos kapcsolás több lesz hővezetők a fűtőelem kisebb ellenállással, mivel ez csökkenti a pillanatnyi relatív szomszédos áramköri komponens növekszik. Példaként két nyilvánvaló példa izzás izzó változó teljesítmény - a nagyobb teljesítményű hősugárzó lámpa fényáram tovább.
Légörvény. Légörvény és alkalmazásuk