Количество тепла, выделенное, постоянным током в проводнике, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока

Отношение работы А к промежутку времени t, в течение которого она выполняется называется мощностью.

Разность Э.Д.С. е генератора и напряжения U на его зажимах называется внутренним падением напряжения.

Uв = е – U

или

е = U + Uв

Таким образом, Э.Д.С. генератора равна сумме напряжения на его зажимах и внутреннего падения напряжения в нём.

Внутреннее падение напряжения увеличивается с ростом тока в цепи.

Uв = RвI,

где Rв внутреннее сопротивление генератора.

Если цепь разомкнута, т.е. генератор работает без нагрузки, вхолостую, то ток в цепи отсутствует, и потерь энергии на нагрев генератора нет. Поэтому внутреннее падение напряжения Uв = 0, и Э.Д.С. е = U. Т.е. Э.Д.С. генератора можно измерить при его работе вхолостую.

P=A/t

Скорость, с которой какая либо энергия преобразуется в источнике в электрическую, называется мощностью генератора (источника)

Pг = Аг/t = еIt/t = еI

Скорость, с которой электрическая энергия преобразуется во внешнем участке цепи в другие виды энергии, называется мощностью потребителей.

P=A/t=UIt/t=UI

Мощность, определяющая непроизводительный расход энергии, например на тепловые потери в генераторе называется мощностью потерь.

Pв = Ав/t = UвIt/t = UвI

Таким образом мощность генератора равна сумме мощностей потребителя и потерь.

Pг = Р + Рв

Это выражение называется баланс мощности электрической цепи.

Единица измерения мощности Ватт (Вт). 1 Вт=1 Дж/1 с.=1 В∙1А.

Электрическая энергия измеряется в ватт-часах (Вт∙ч) или киловатт-часах (кВт∙ч). Один киловатт- час это работа, совершаемая в течении одного часа при мощности один киловатт. 1кВт∙ч=1000 Вт∙ч, 1 Вт∙ч=3600 Дж.

Коэффициентом полезного действия (КПД) источника называется отношение полезной мощности к полной мощности источника. Полезная мощность это мощность потребителя, а полная мощность - мощность генератора.

КПД = Р∙100% / Рг = IU∙100% / Iе = U∙100% /е

Преобразование электрической энергии в тепловую. Электрический ток представляет собой направленное движение электрически заряженных частиц. При столкновении движущихся частиц с ионами или молекулами вещества кинетическая энергия движущихся частиц передаётся ионам или молекулам, вследствие чего происходит нагревание проводника. Электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Q= I²Rt

Это закон Джоуля-Ленца.

Количество тепла измеряют в Дж (иногда в калориях 1Дж= 0,24 кал.)

При прохождении тока по проводу провод нагревается. В начале нагревания температура провода и среды одинакова. С ростом температуры провода, увеличивается количество тепла, отдаваемого проводом в среду. И рост температуры провода замедляется. Наконец при некоторой температуре провода устанавливается тепловое равновесие, когда количество тепла выделяемого проводом, равно теплу, отдаваемому проводом в окружающую среду. Время от начала нагрева до теплового равновесия называется временем нагрева провода.

Нагрев проводов допускается до определённого значения (65-80 ⁰С). У изолированных проводов, допустимый нагрев определяется свойствами изоляции, у голых, изменением их механических свойств. Ток, при котором, нагревание достигает предельно допустимой температуры, называется наибольшим допустимым или номинальным током провода. Эта величина табличное значение, например для медных изолированных проводов.

Таблица

Поперечное сечение в мм^2	0.5	0.75	1.0	1.5	2.5
Номинальный ток в А

Коротким замыканием (к.з.) называется непосредственное соединение двух проводов или участков цепи с разными потенциалами. Токи к.з. могут достигать очень больших значений, превышающих допустимые, что может привести к повреждению и разрушению установок. Электрические цепи защищаются от теплового действия токов перегрузки и токов короткого замыкания плавкими предохранителями или релейными устройствами. Основной частью плавкого предохранителя является вставка - короткий кусок провода из легкоплавкого материала, который нагреваясь, током перегрузки, расплавляется и разрывает цепь.

2.3 Расчёт электрических цепей постоянного тока.

Дата добавления: 2014-01-06