Рюкзак со светящимся экраном, на который можно закачать свою картинкуПочему нагревается проводник с током: разберем подробности
Почему при прохождении электрического тока проводник нагревается? Ответ на этот вопрос крайне важен при выборе материалов и сечения проводников, а также в контексте борьбы с последствиями токов короткого замыкания.
Поэтому в нашей статье мы постараемся максимально подробно, но при этом на доступном языке, разобраться с причинами нагрева, его этапами и использовании этого свойства проводников на пpaктике.
Содержание
- Причины нагрева проводников и их этапы
- Выбор проводников
- Использование нагрева материалов при прохождении тока на пpaктике
- Вывод
Причины нагрева проводников и их этапы
Так почему при прохождении тока проводник нагревается? Ответ на этот вопрос независимо друг от друга дали Джеймс Джоуль в 1841 году, и Эмиль Ленц в 1842 году. В связи с этим. открытый ими закон получил название Джоуля-Ленца.
Закон Джоуля-Ленца
Джеймс Джоуль Эмиль ЛенцЗвучит этот закон, как: мощность тепла, выделяемого в единице объема проводника, равна произведению напряженности электрического тока к его плотности. Если из этого определения вам сразу все стало понятно, то наша статья не для вас. Мы поговорим с теми, кто, как и я, когда услышал первый раз это определение, удивленно хлопал глазами.
Поэтому мы будем по минимуму использовать формулы, а постараемся на пальцах объяснить, что значит этот закон:
Соответственно, чем большее количество времени протекает ток по проводнику, чем большее сопротивление проводника, чем больший ток протекает по проводнику, тем быстрее и больше он нагревается. Вот так хаpaктеризует нагревание проводников электрическим током закон Джоуля-Ленца.
Обратите внимание! Электрическая проводимость, а соответственно и сопротивление проводника, напрямую зависит от его температуры. Чем она выше, тем больше сопротивление проводника. Поэтому получается лавинообразный процесс. Проводник греется, его сопротивление растет, и он греется еще больше. В связи с этим, процессу отвода тепла от проводника следует уделять самое пристальное внимание.
Отвод тепла от проводника и этапы нагрева
В связи с приведенным выше свойством, с нагревом проводников нужно бороться. Достигается это за счет выбора оптимального сечения провода, а также материала. То есть, сечение провода должно соответствовать максимально допустимому току, который может протекать в нем, а также нормально выдерживать кратковременные перегрузки.
- Дабы все это правильно рассчитать, мы должны знать не только как закон Джоуля-Ленца нагревание проводников электрическим током рассчитывает, но и как посчитать отдачу тепла проводником. Ведь наш проводник находится не в вакууме, и отдает тепло окружающей среде.
- Сразу давайте определимся, какие параметры влияют на теплоотдачу проводника. Прежде всего, это сечение проводника, ведь вполне логично, что чем большая площадь проводника соприкасается с окружающим воздухом, тем быстрее он ее отдает.
- Следующим важным критерием является так называемый коэффициент теплоотдачи материала, из которого выполнен проводник. Или как этот параметр еще называют — теплопроводность материала. Ведь ни для кого не секрет, что теплопроводность у материалов разная.
- Ну и последним параметром, является разность между температурой окружающей среды и материалом проводника. Ведь как говорит инструкция: чем больше этот перепад, тем быстрее материал отдает тепло.
- Исходя из этих всех параметров, влияющих на теплоотдачу, можно предположить, что для любого проводника и любого тока имеется, так называемая, установившаяся температура. То есть, температура, при которой существует равенство получаемой энергии от протекания тока и отводимого тепла.
- Такую температуру называют установившимся режимом. И она должна быть в пределах рабочей температуры провода. Рабочая температура провода обычно ограничена типом используемой изоляции.
Например, для ПВХ-изоляции она не должна превышать 70⁰С, а разнообразные материалы с пропиткой лаком способны выдерживать температуры до 120⁰С и выше.
Выбор проводников
Как вы можете понять из всего выше написанного, проводники следует выбирать из условий нагрева. Дабы при определённом токе их температура не превышала максимально допустимую. Сделать это можно своими руками, благодаря таблицам в ПУЭ. Но и в этом вопросе сначала необходимо разобраться.
- В ПУЭ приведены таблицы, по которым можно осуществить выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока, способу прокладки и другим параметрам. Но для начала мы точно должны знать условия монтажа и работы провода. Давайте разберем, зачем это нужно.
- Но прежде разберемся с током. Ни для кого не секрет, что в течение времени ток в проводнике будет меняться. И какой из них следует рассматривать в качестве результирующего для выбора сечения проводника, непонятно. На этот вопрос нам отвечает п. 1.3.2 ПУЭ, который гласит, что для выбора следует применять средний ток в течении получаса, наиболее нагруженного в течении суток.
- Теперь давайте определимся с температурой. В разных местах монтажа она может достаточно сильно отличаться от рабочей температуры. Это следует учитывать. Поэтому в табл. 1.3.3 ПУЭ приведены поправочные коэффициенты для различной кабельно-проводниковой продукции, если температуры в которых будет работать кабель, отличается от рабочей.
- Выбор проводников по нагреву, плотности тока, обязательно учитывает способ прокладки проводника. Это может быть одиночная прокладка по воздуху, а может быть монтаж в земле или в трубах. Согласитесь, теплоотведение у таких проводников будет существенно отличаться. И это обязательно стоит учитывать.
- Так же следует учитывать количество жил проводника. То ли у нас охлаждается одна жила, то ли три, которые соприкасаются.
Обратите внимание! В табл. 1.3.12 ПУЭ имеется отдельный поправочный коэффициент при монтаже проводников пучками. Ведь если у нас рядом проложено сразу несколько проводников, то они вполне могут нагревать друг друга и заметно хуже остывать. И это так же должно учитываться.
Выбор сечения проводников в резиновой и ПВХ изоляции- В итоге мы сможем воспользоваться таблицами 1.3.4. – 1.3.11 ПУЭ, которые предписывают, проводники какого сечения использовать для различных токов, и при использовании проводников с различными типами изоляции.
Обратите внимание! Если вы выбираете проводник для жилого помещения, то сразу должны исключить провода и кабели, выполненные из алюминия. Ведь согласно новых норм ПУЭ от 2001 года, такой материал в электропроводках жилых зданий запрещен.
Таблица экономической плотности тока- Но эти таблицы можно применять для не самых мощных линий. При расчётах межсистемных высоковольтных линий с напряжением в 330к В и выше, опираться на эти таблицы нельзя. В этом случае используют таблицу 1.3.36 ПУЭ, которая позволяет выбрать сечение проводников, исходя из экономической плотности тока.
Из этого видео Вы узнаете о требованиях к проводникам.
Использование нагрева материалов при прохождении тока на пpaктике
Но далеко не всегда нагрев проводников электрическим током является негативным фактором. Люди научились применять этот закон и себе на пользу. И примеров такого применения масса. Мы приведем лишь некоторые из них.
- Самым первым и самым распространенным, является применение закона Джоуля-Ленца в электрических печах, нагревателях и фенах. Для этого, в качестве проводника, сознательно устанавливается материал с большим сопротивлением. При протекании через него тока выделяется большое количество тепла, которое потом соответствующим образом используется человеком.
- Еще одним способом применения этого закона, являются теплые полы в вашем доме или греющие кабели, которые применяют в строительстве и канализационных системах. Для них так же сознательно применяется проводник с высоким сопротивлением.
- И даже лампочка «Ильича» отчасти использует этот закон. Только тут материал подбирается не только исходя из сопротивления, но и из яркости свечения в нагретом состоянии.
- Но нагревание электрическим током проводников нашло свое применение и в электроэнергетике. Все вы наверняка сталкивались с пpeдoxpaнителями. Суть данного защитного устройства сводится к тому, что в емкость с условно неизменными параметрами помещают проводник определенного сечения. При протекании через этот проводник тока больше допустимого, он перегорает, и тем самым обесточивает защищаемую сеть.
И это только несколько примеров на скорую руку. На самом деле их на порядок больше. Поэтому нагрев проводников при протекании по ним электрического тока это далеко не всегда «зло».
Вывод
Мы очень надеемся, что теперь вы знаете, как можно объяснить нагревание проводника электрическим током, и понимаете сам процесс. Так же вы должны понимать, с чем связаны определенные ограничения при выборе сечения проводников, и не будет ли слишком велика цена игнорирования этих правил.
Ведь все из них основаны на реальных пpaктических и научных обоснованиях, а электротехника очень жестоко наказывает тех, кто их игнорирует.
Комментарии:
Причины того, почему перегорают лампочки разного вида. Как выявить, почему лампы постоянно перегорают в квартире. Как увеличить срок службы ламп накаливания....
19 11 2024 23:11:35
Хаpaктеристики кабелей и проводов Провод СИП Провод ПВ и АПВ Провод ПВС Провод ПУНП Кабель ВВГ и ВВГНГ Электрический провод (провод) — кабельное изделие,...
18 11 2024 11:16:18
Читайте здесь, как выбрать и установить водонепроницаемую светодиодную ленту для освещения аквариума. Какую влагозащитную модель предпочесть для подсветки водоема с растениями....
17 11 2024 17:29:43
Ремонт электрических полотенцесушителей в домашних условиях вполне возможен. Поэтому если ваша сушилка для полотенец вдруг перестала работать, не спешите вызывать специалиста. Вполне возможно вы сможете самостоятельно определить и устранить неисправность. А наша статья постарается вам в этом помочь....
16 11 2024 9:49:44
Сегодня нам с читателем предстоит выяснить, может ли использоваться светодиодная лента как основное освещение. Мы ознакомимся с классификацией этих осветительных приборов, с правилами выбора ленты и с особенностями ее монтажа....
15 11 2024 16:45:20
Сегодня мы бы хотели поговорить с вами про освещение декоративное как внутри здания, так и снаружи....
14 11 2024 11:29:57
Если в доме провода скрыты в толще стены, то иногда приходится искать их местоположение. Рассмотрим, как это можно сделать. В нашей статье постараемся избежать сложных научных и технических терминов. Постараемся написать так, чтобы было понятно каждому. Не только приведем принципиальные схемы искателей скрытой проводки, вместе с названиями и марками деталей для сборки, но и покажем, как располагаются выводы (цоколевка) у элементов....
13 11 2024 19:34:46
Читайте, почему моргает светодиодная лампа в выключенном и включенном состоянии, как найти причину и устранить ее. Узнайте, какие проблемы можно решить самостоятельно. Как поступить, если напряжение в сети низкое или постоянно меняется. Какое влияние на работу светодиодов оказывает диммер....
12 11 2024 19:35:53
Как выбрать блок питания для светодиодной ленты 12в: расчет мощности, рекомендации специалистов, критерии выбора....
11 11 2024 6:28:53
Оформление интерьера светодиодными светильниками считается популярным решением, поскольку именно так обеспечивается красота, пpaктичность, надежность и прочие...
10 11 2024 23:46:57
Светодиодная подсветка в интерьере: причины популярности, способы монтажа, область применения. Как сделать подсветку самому....
09 11 2024 19:11:20
Узнайте, в чем заключаются особенности и преимущества линейных светодиодных светильников накладного типа. Выясните, каковы области использования подобных приборов, в чем их универсальность и эффективность. Читайте, как происходит монтаж светильников....
08 11 2024 10:25:30
Читайте, как провести ремонт светильников с люминесцентными лампами с различными пусковыми устройствами. Узнайте, как продлить срок службы лампочек, подключить сгоревший осветительный элемент. Когда ремонтировать люминесцентный светильник не выгодно....
07 11 2024 1:44:18
Правильная распиновка COB для подключения. Разновидности диодов. Сколько времени служит COB подсветка? Как управлять COB светодиодом?...
06 11 2024 13:58:50
Узнайте, как можно использовать понижающий трaнcформатор в качестве источника питания для светодиодных ламп. Читайте, какими особенностями он обладает, выясните для себя достоинства и недостатки такого варианта конструкции....
05 11 2024 1:48:58
Основные причины свечение лампы в пол накала при выключенном выключателе. Влияние подсветки выключателя на свечение лампочки после выключения....
04 11 2024 7:11:29
Технология монтажа растровых светильников, схема разводки электропроводки. Что такое растровый светильник — особенности, преимущества и недостатки использования. Разновидности и конструктивные особенности, какой выбрать, встраиваемый или накладной....
03 11 2024 1:45:52
Способы проверки светодиода на работоспособность (тестером или батарейкой). Как можно прозвонить smd светодиод в фонарике не выпаивая....
02 11 2024 19:29:49
Варианты освещения кухни с натяжным потолком — общие рекомендации и требования. Виды светильников, критерии выбора. Основные правила размещения источников, правила зонирования кухни с помощью света....
01 11 2024 16:57:15
Хаpaктеристика и виды фонарей. Преимущества и недостатки. Зачем нужен ультрафиолетовый фонарик? Правила выбора фонарика. Можно ли сделать своими руками?...
31 10 2024 6:28:19
Рассмотрим как правильно резать разные типы светодиодных лент: обычную, цветную и влагозащищенную. Подробные инструкции с картинками....
30 10 2024 11:55:34
Сверхяркие светодиоды — это новое поколение LED элементов, демонстрирующих увеличенную яркость свечения и повышенный уровень мощности. Они не имеют принципиальных отличий от обычных приборов, выделяясь лишь повышенными хаpaктеристиками и требованиями к условиям эксплуатации....
29 10 2024 6:51:23
Основы диагностики и ремонта светодиодных прожекторов своими руками. Основные причины неисправностей. Устранение мигания Led-прожектора и замена деталей. Как разбирать прожекторы....
28 10 2024 8:41:50
В наше время светодиоды используются если не во всех, то в очень многих сферах деятельности. И несмотря на это, многие потребители едва ли понимают...
27 10 2024 8:31:31
Статья подскажет, какие и как использовать розетки для кухни выдвижные....
26 10 2024 15:31:27
Светодиодные лампы h4 — led-автолампы для ближнего света автомобилей. Правильная установка светодиодных ламп h4 в фары. Цоколи ламп h4. Как работают светодиодные лампочки....
25 10 2024 19:45:17
При ремонте и перепланировке квартиры достаточно часто возникает вопрос: «Как из выключателя сделать розетку и наоборот?». Как известно нечего невозможного нет и если вы хотите выполнить такую рокировку, то мы вам с удовольствием в этом поможем. Ведь в этом нет нечего сложного, главное в точности следовать нашим рекомендациям....
24 10 2024 19:28:50
Какой электрический полотенцесушитель лучше? Такой вопрос неизбежно возникает накануне покупки этого отопительного агрегата....
23 10 2024 5:57:17
Спальня – это достаточно иHTиMная и личная комната, в неё не заходят посторонние, в ней мы отдыхаем и расслабляемся. Поэтому правильное освещение играет большую роль, от этого будет зависеть, насколько комфортно нам будет. Разберём в этой статье, как подобрать освещение спальни, чтобы в ней было уютно....
22 10 2024 7:40:34
В чем основное отличие ксенона от биксенона. Что из себя представляют биксеноновые фары и лампочки. Виды и внешний вид оптики....
20 10 2024 13:29:27
Читайте здесь, как сделать уличный светодиодный прожектор своими руками. Что нужно для мощного самодельного осветительного прибора на светодиодах. Особенности переносного варианта....
19 10 2024 14:33:55
Читайте и смотрите, как правильно подключить патрон под лампочку к проводам на потолке. Способы установить деталь и подсоединить проводку. Как сделать все своими руками....
18 10 2024 17:12:49
Читайте, что такое ультрафиолетовые светодиоды, чем они отличаются от обычных конструкций. Узнайте, каков принцип их действия, параметры и особенности использования. Уточните для себя специфику использования и наиболее известных производителей УФ светодиодов....
16 10 2024 5:15:58
Освещение в салоне красоты — какую роль играет, требования, нормы и рекомендации. Профессиональное освещение салона красоты по зонам, виды применяемых ламп. Типичные ошибки, допускаемые при организации освещения....
15 10 2024 14:57:55
Особенности светодиодного прожектора. Разновидности. Как правильно выбрать прожектор? Рейтинг лучших прожекторов. Какой срок службы у прожектора....
14 10 2024 16:20:55
Читайте, можно ли ставить ксенон в прортивотуманные фары. Как правильно их установить. Какое будет наказание за незаконное использование ксенона....
12 10 2024 5:57:40
Подробности о создании двухуровневевого потолка из гипсокартона со светодоиодной или неоновой подсветкой по периметру. Способы и порядок монтажа многоуровневых натяжных конструкций. Как сделать потолок на два уровня с помощью гипсокартона своими руками....
11 10 2024 20:28:47
ПГВА провод нашел широкое применение в первую очередь в автомобильной промышленности. Его используют для прокладки проводки в автомобилях, тpaкторах, мопедах, а также других механизмах и устройствах....
10 10 2024 18:54:29
Правильный выбор лучшей лед лампы для автомобиля. Плюсы и минусы ламп. Рейтинг лучших лед ламп....
09 10 2024 12:53:36
Смотрите здесь, кто изобрел лампочку накаливания. Читайте, как эволюционировал осветительный прибор, и когда он появился в России. Узнайте, кто на самом деле является отцом лампочки с нитью накала...
08 10 2024 3:17:24
Читайте, из каких частей состоит лампа КЛЛ, какие колбы и цоколи используют производители. Узнайте, какая мощность требуется для жилых помещений. Как расшифровать маркировку и подобрать оптимальные показатели светопередачи и температуры цвета. Почему не стоит экономить при покупке КЛЛ....
07 10 2024 9:19:45
Поможем правильно спланировать расположение светильников на натяжном потолке. Смотрите варианты, как лучше разместить точечные, люстры и другие варианты освещения. Как выбрать подходящие лампочки и красиво разместить по комнате....
06 10 2024 12:26:29
Читайте, какие бывают индикаторы напряжения на светодиодах. Узнайте, как они устроены, по какому принципу работают. Какие виды можно сделать самостоятельно, какие придется купить. Выберите лучшую схему для изготовления индикатора на светодиодах своими руками....
05 10 2024 2:46:38
Подключение розетки с заземлением может вызвать определенные трудности у людей, мало знакомых с электротехникой....
04 10 2024 4:52:23
Для небольшой квартиры освещение является очень важным аргументом. Ведь благодаря использованию освещения вы можете визуально сделать ваши квадратные метры значительно больше. Кроме того, при помощи освещения можно выделить разные зоны квартиры, а также придать ей более многогранный вид. Именно поэтому для однокомнатных или квартир студий вопрос правильного монтажа освещения стоит несколько острее чем для помещений с большой квадратурой....
03 10 2024 22:11:20
Читайте, от каких параметров зависит яркость светодиода, как определить этот параметр при покупке. Узнайте, как выгодно использовать функцию диммирования. Какой способ изменения интенсивности свечения выгоднее в автомобиле и жилых помещениях. Как пользоваться таблицами, позволяющими определить яркость светодиодов по току, световому потоку и размерам кристалла....
02 10 2024 11:43:36
Еще:
товары -1 :: товары -2 :: товары -3 :: товары -4 :: товары -5 ::
Как избавиться от таpaканов в квартире
Сколько люменов нужно на 1м2 для освещения разных помещений – от комнаты в квартире до склада, нормы освещенности и как рассчитать необходимый световой поток и количество ламп
"Как выглядят говорушки съедобные и несъедобные, как готовить говорушки