Диэлектриках и полупроводниках

Особенности преобразования электрической энергии в проводниках,

Полупроводников.

Электрический нагрев проводников, диэлектриков и

ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

ЭЛЕКТРОТЕРМИЯ - прикладная наука о процессах преобразования электрической энергии в тепловую; отрасль электротехники, охватывающая проектирование, изготовление и эксплуатацию электротермических установок; отрасль энергетики, занимающаяся потреблением электрической энергии для нагрева, плавки или отопления; совокупность электротехнологических процессов с использованием теплового действия электрической энергии в различных отраслях техники.

Проводники (10^-6…10^-3 Ом×см )– материалы проводящие электрический ток. Нагрев материала за счет поглощения энергии движущихся частиц (молекул+электронов). Количество тепла измеряется в калориях (кал). Одна калория –тепл необходимое для нагрева 1 г. воды на 1°С.

Диэлектрики (изоляторы 10⁸…10²⁰ Ом×см)) - материалы не проводящие электрический ток (фарфор, слюда, стекло, трансформаторное. Кабельное и конденсаторное масло, воздух). Нагрев материала за счет поглощения энергии знакопеременной поляризации частиц (диэлектрических потерь). Важнейшие характеристики: уд. сопротивление, электрическая проницаемость, угол диэлектрических потерь, электрическая прочность.

Полупроводники (10^-3…10⁸ Ом×см) – промежуточное значение между проводниками и диэлектриками (германий, кремний, теллур, углерод, сера, бор, сплавы, сернистые соединения). Нагрев за счет токов дырочной и электронной проводимости.

Количество тепла, выделяемое током при прохождении по проводнику, зависит от сопротивления проводника, тока и времени его прохождения. Этот физический закон впервые был установлен в 1841 г. английским физиком Джоулем, а в 1844 г. - русским академиком Ленцем.

Рис.1. Схема прямого нагрева проводника и эквивалентная схема нагрузки:

1- зажимы; 2 - нагреваемое изделие; 3 - трансформатор

Энергия электрического тока (Закон Джоуля-Ленца)

Э = I² × r× t (Дж)

I – ток, А; r – сопротивление,Ом; t - время, с

r = r× l / S (Ом)

r – сопротивление проводника, Ом

r - удельное сопротивление проводника (Ом ×мм²/ м)

S –сечение провода, мм² ; L – длина проводника, м

Дата добавления: 2014-01-07