Elektr tokining issiqlik quvvati va uning amaliy qoʻllanilishi

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 05:45

O'tkazgichni qizdirishning sababi shundaki, zarrachalarning metallning molekulyar panjarasining ionlari bilan ketma-ket to'qnashuvi paytida uning ichida harakatlanadigan elektronlarning energiyasi (boshqacha aytganda, oqim energiyasi). element energiyaning issiq turiga yoki Q ga aylanadi, shuning uchun "issiqlik quvvati" tushunchasi "" shakllanadi.

Tokning ishi xalqaro SI birliklari tizimi yordamida o'lchanadi, unga joul (J) qo'llaniladi, oqim kuchi "vatt" (Vt) sifatida aniqlanadi. Amalda tizimdan chetga chiqib, ular oqim ishini o'lchaydigan tizimdan tashqari birliklardan ham foydalanishlari mumkin. Ular orasida vatt-soat (Vt × h), kilovatt-soat (qisqartirilgan kVt × h). Masalan, 1 Vt ma'lum quvvati 1 vatt bo'lgan va bir soatlik vaqtga ega bo'lgan tokning ishini anglatadi.

Agar elektronlar metalldan yasalgan qoʻzgʻalmas oʻtkazgich boʻylab harakatlansa, bu holda hosil boʻlgan tokning barcha foydali ishi metall konstruksiyani isitish uchun taqsimlanadi va energiyaning saqlanish qonuni qoidalariga asoslanib, buni Q=A=IUt=I 2^Rt=(U2^{/R)t formulasi bilan tasvirlash mumkin. Bunday nisbatlar taniqli Joule-Lenz qonunini aniq ifodalaydi. Tarixiy jihatdan u birinchi marta olim tomonidan empirik tarzda aniqlangan19-asrning o'rtalarida D. Joule va ayni paytda undan mustaqil ravishda boshqa olim - E. Lenz tomonidan. Issiqlik energiyasi 1873 yilda rus muhandisi A. Ladygin tomonidan oddiy cho'g'lanma lampani ixtiro qilganidan beri texnik dizaynda amaliy qo'llanilishini topdi.}

Tokning issiqlik quvvati bir qator elektr jihozlari va sanoat inshootlarida, xususan, issiqlik o'lchash asboblarida, isitish tipidagi elektr pechkalarda, elektr payvandlash va inventar uskunalarida, elektr isitish effekti bo'yicha maishiy texnikada qo'llaniladi. juda keng tarqalgan - qozonlar, lehim dazmollari, choynaklar, dazmollar.

Oziq-ovqat sanoatida issiqlik effektini topadi. Foydalanishning yuqori ulushi bilan elektrokontaktli isitish imkoniyati qo'llaniladi, bu esa issiqlik quvvatini kafolatlaydi. Bu ma'lum darajada qarshilikka ega bo'lgan oziq-ovqat mahsulotiga ta'sir qiluvchi oqim va uning issiqlik quvvati undagi bir xil isitishni keltirib chiqarishi bilan bog'liq. Kolbasa qanday ishlab chiqarilganiga misol keltirishimiz mumkin: maxsus dispenser orqali qiyma go'sht metall qoliplarga kiradi, ularning devorlari bir vaqtning o'zida elektrod bo'lib xizmat qiladi. Bu erda mahsulotning butun maydoni va hajmi bo'yicha doimiy isitishning bir xilligi ta'minlanadi, belgilangan harorat saqlanadi, oziq-ovqat mahsulotining optimal biologik qiymati saqlanadi, bu omillar bilan birga texnologik ishlarning davomiyligi va energiya sarfi saqlanib qoladi. eng kichik.

Maxsus issiqlikelektr tokining quvvati (ō), boshqacha aytganda, ma'lum vaqt birligi uchun hajm birligiga ajratilgan issiqlik miqdori quyidagicha hisoblanadi. Supero'tkazuvchilarning elementar silindrsimon hajmi (dV), o'tkazgichning ko'ndalang kesimi dS, uzunligi dl tok yo'nalishiga parallel va qarshilik R=p(dl/dS), dV=dSdl tenglamalarni hosil qiladi.

Joule-Lenz qonunining ta'riflariga ko'ra, biz olgan hajmdagi ajratilgan vaqt (dt) uchun dQ=I²Rdt ga teng issiqlik darajasi=p(dl/dS)(jdS)²dt=pj²dVdt. Bu holda, ō=(dQ)/(dVdt)=pj² va bu erda Ohm qonunini qo'llagan holda j=gE oqim zichligi va p=1/g nisbatini o'rnatamiz. darhol ō=jE=gE^{2 ifodasini oling.} Bu differensial shaklda Joul-Lenz qonuni tushunchasini beradi.