يتحرك في أي موصل تيار كهربائي ينقل بعض الطاقة إليه ، مما يؤدي إلى تسخين الموصل. يتم نقل الطاقة على مستوى الجزيئات: نتيجة تفاعل الإلكترونات الحالية مع أيونات أو ذرات الموصل ، يبقى جزء من الطاقة مع الأخير.
يؤدي التأثير الحراري للتيار إلى حركة أسرع لجزيئات الموصل. ثم تزداد طاقته الداخلية وتتحول إلى حرارة
صيغة الحساب وعناصرها
يمكن تأكيد التأثير الحراري للتيار من خلال تجارب مختلفة ، حيث يمر عمل التيار إلى طاقة الموصل الداخلي. في نفس الوقت ، يزيد هذا الأخير. ثم يعطيها الموصل للأجسام المحيطة ، أي أن نقل الحرارة يتم بتسخين الموصل.
معادلة الحساب في هذه الحالة هي كما يلي: A=UIt.
يمكن الإشارة إلى مقدار الحرارة بواسطة Q. ثم Q=A أو Q=UIt. مع العلم أن U=IR ،اتضح Q=I2 Rt ، والتي تمت صياغتها في قانون Joule-Lenz.
قانون العمل الحراري للتيار - قانون جول لينز
الموصل حيث تم دراسة تدفق التيار الكهربائي من قبل العديد من العلماء. ومع ذلك ، فإن أبرز النتائج حققها جيمس جول من إنجلترا وإميل خريستيانوفيتش لينز من روسيا. عمل كلا العالمين بشكل منفصل وتم إجراء الاستنتاجات المبنية على نتائج التجارب بشكل مستقل عن بعضها البعض.
لقد استنبطوا قانونًا يسمح لك بتقدير الحرارة المتلقاة نتيجة لعمل التيار على الموصل. أطلقوا عليه قانون جول لينز.
دعونا نفكر عمليًا في التأثير الحراري للتيار. خذ الأمثلة التالية:
- مصباح عادي.
- سخانات.
- فتيل في الشقه
- قوس كهربائي.
لمبة متوهجة
ساهم التأثير الحراري للتيار واكتشاف القانون في تطوير الهندسة الكهربائية وزيادة فرص استخدام الكهرباء. يمكن رؤية كيفية تطبيق نتائج البحث في مثال المصباح المتوهج العادي.
إنه مصمم بحيث يتم سحب خيط مصنوع من سلك التنجستن من الداخل. هذا المعدن مقاوم للصهر مع مقاومة عالية. عند المرور عبر المصباح الكهربائي ، يتم تنفيذ التأثير الحراري للتيار الكهربائي.
تتحول طاقة الموصل إلى حرارة ، وتسخن اللولب ويبدأ في التوهج. يكمن عيب المصباح الكهربائي في فقد الطاقة الكبير ، لأنه يرجع فقط إلىجزء صغير من الطاقة ، يبدأ في التوهج. الجزء الرئيسي مع ارتفاع درجات الحرارة فقط.
من أجل فهم هذا الأمر بشكل أفضل ، تم تقديم عامل كفاءة يوضح كفاءة التشغيل والتحويل إلى كهرباء. يتم استخدام الكفاءة والتأثير الحراري للتيار في مناطق مختلفة ، حيث توجد العديد من الأجهزة المصنوعة على أساس هذا المبدأ. إلى حد كبير ، هذه هي أجهزة التدفئة والمواقد الكهربائية والمراجل وغيرها من الأجهزة المماثلة.
جهاز التدفئة
عادة ، في تصميم جميع أجهزة التدفئة ، يوجد حلزوني معدني ، وظيفته هي التدفئة. إذا تم تسخين الماء ، يتم تثبيت الملف بشكل منفصل ، وفي مثل هذه الأجهزة يتم الحفاظ على التوازن بين الطاقة من الشبكة والتبادل الحراري.
يواجه العلماء تحديًا دائمًا لتقليل فقد الطاقة وإيجاد أفضل السبل والمخططات الأكثر كفاءة لتنفيذها من أجل تقليل التأثير الحراري للتيار. على سبيل المثال ، يتم استخدام طريقة لزيادة الجهد أثناء نقل الطاقة ، وبالتالي تقليل قوة التيار. لكن هذه الطريقة في نفس الوقت تقلل من سلامة تشغيل خطوط الكهرباء.
مجال آخر للبحث هو اختيار الأسلاك. بعد كل شيء ، يعتمد فقدان الحرارة والمؤشرات الأخرى على خصائصها. بالإضافة إلى ذلك ، أثناء تشغيل أجهزة التدفئة ، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة. لذلك ، اللوالب مصنوعة من مواد مصممة خصيصًا لهذا الغرض ، قادرة على تحمل الأحمال العالية والمواد.
شقة الصمامات
الصمامات الخاصة تستخدم لتحسين حماية وسلامة الدوائر الكهربائية. الجزء الرئيسي هو سلك مصنوع من معدن منخفض الذوبان. يتم تشغيله في الفلين الخزفي ، وله خيط لولبي وملامس في المنتصف. يتم إدخال الفلين في الخرطوشة الموجودة في صندوق الخزف.
السلك الرئيسي هو جزء من سلسلة مشتركة. إذا زاد التأثير الحراري للتيار الكهربائي بشكل حاد ، فلن يتحمل المقطع العرضي للموصل وسيبدأ في الذوبان. نتيجة لذلك ، سيتم فتح الشبكة ، ولن يحدث التحميل الزائد الحالي.
قوس كهربائي
القوس الكهربائي هو محول فعال إلى حد ما للطاقة الكهربائية. يتم استخدامه عند لحام الهياكل المعدنية ، ويعمل أيضًا كمصدر قوي للضوء.
يعتمد الجهاز على التالي. خذ قضيبين من الكربون ، وقم بتوصيل الأسلاك وإرفاقها في حوامل عازلة. بعد ذلك ، يتم توصيل القضبان بمصدر تيار ، مما يعطي جهدًا صغيرًا ، ولكنه مصمم لتيار كبير. قم بتوصيل المتغير المتغير. يحظر تشغيل الفحم في شبكة المدينة لأن ذلك قد يتسبب في نشوب حريق. إذا لمست فحمًا بآخر ، يمكنك أن ترى مدى سخونتها. والأفضل عدم النظر إلى هذا اللهب ، لأنه يضر بالعيون. يستخدم القوس الكهربائي في أفران صهر المعادن ، وكذلك في أجهزة الإضاءة القوية مثل الأضواء الكاشفة وأجهزة عرض الأفلام وما إلى ذلك.
