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电流的热效应

2020-8-23 19:40| 发布者: admin| 查看: 317| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 电流经过电阻所消耗的功全部转为热能。实验证明,导体中每消耗1焦耳电功,可以产生1焦耳的热量,这种现象和转换关系称为电流的热效应。  习惯上常用Q表示热量,热量单位为“焦耳”。电流热效率公式为:      ...
电流经过电阻所消耗的功全部转为热能。实验证明,导体中每消耗1焦耳电功,可以产生1焦耳的热量,这种现象和转换关系称为电流的热效应。
  习惯上常用Q表示热量,热量单位为“焦耳”。电流热效率公式为:
            
  上式中功的单位为瓦,电流单位为安,电压单位为伏,电阻单位为欧,时间单位为秒,则热量单位为焦耳。此式说明,电路产生的热量与电流的平方、电路电阻R、通过电流的时间t成正比。上式也称为楞次—焦耳定律。
  〔例1〕某电炉工作时电流为4.54安,电压为220伏,试求此电炉功率和工作1小时所产生的热量。
  [解]电炉功率P=IU=4.54×220=1000瓦
  1小时所产生热量: Q=Pt=1000×3600=3600000焦耳。
  电器元件的额定值及保险丝
  白炽灯、电烙铁和电炉等电热器都是利用电流热效应来工作的,但是也有很多元件如发电机、导线管不需要发热的地方,如果电流过大,时间过长,电器元件会因温度过高而损坏。因此,在一定的散热条件下,为保证电器元件正常工作,允许它的最高温度要有一定限度;也就是电器元件所消耗的功率要有一定限制;对各电器元件消耗的功率、外加电压或通过的电流,都要限制在一定值以下,这个值称为元件的额定值(额定功率、额定电压或额定电流)。电器元件使用时的实际功率、电压或电流,都不应超过其额定值。
  在偶然情况下,电路可能会发生短路,当短路电流比额定值大很多倍时,会使电器设备因温度过高而损坏。为防止这种损坏,可在电路中串接保险装置,其中最简单是熔断保险器,又称保险丝,采用低熔点的材料(例如锡铅合金,其熔点只有60~70℃)制成。当电流超过一定数值时,此熔断保险器被烧断而将电路断开,起到保护电器设备的作用。

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