Շարժվելով ցանկացած հաղորդիչում՝ էլեկտրական հոսանքը որոշակի էներգիա է փոխանցում նրան, ինչի պատճառով հաղորդիչը տաքանում է։ Էներգիայի փոխանցումն իրականացվում է մոլեկուլների մակարդակով՝ հոսանքի էլեկտրոնների փոխազդեցության արդյունքում հաղորդիչի իոնների կամ ատոմների հետ էներգիայի մի մասը մնում է վերջինիս մոտ։
Հոսանքի ջերմային ազդեցությունը հանգեցնում է հաղորդիչի մասնիկների ավելի արագ շարժմանը: Այնուհետև նրա ներքին էներգիան մեծանում է և վերածվում ջերմության։
Հաշվի բանաձև և դրա տարրերը
Հոսանքի ջերմային ազդեցությունը կարելի է հաստատել տարբեր փորձերի միջոցով, որտեղ հոսանքի աշխատանքը անցնում է ներքին հաղորդիչ էներգիայի։ Միաժամանակ վերջինս ավելանում է։ Այնուհետև հաղորդիչը այն տալիս է շրջակա մարմիններին, այսինքն՝ ջերմափոխանակումն իրականացվում է հաղորդիչի տաքացմամբ։
Այս դեպքում հաշվարկի բանաձևը հետևյալն է. A=UIt.
Ջերմության քանակը կարելի է նշանակել Q-ով: Այնուհետև Q=A կամ Q=UIt: Իմանալով, որ U=IR,ստացվում է Q=I2Rt, որը ձևակերպվել է Ջուլ-Լենցի օրենքում։
Հոսանքի ջերմային գործողության օրենքը - Ջուլ-Լենցի օրենք
Հաղորդավարը, որտեղ հոսում է էլեկտրական հոսանքը, ուսումնասիրվել է բազմաթիվ գիտնականների կողմից: Սակայն ամենաուշագրավ արդյունքները գրանցեցին անգլիացի Ջեյմս Ջուլը և ռուս Էմիլ Խրիստիանովիչ Լենցը։ Երկու գիտնականներն էլ աշխատել են առանձին, և փորձերի արդյունքների հիման վրա եզրակացություններն արվել են միմյանցից անկախ։
Նրանք ստացան օրենք, որը թույլ է տալիս գնահատել հաղորդիչի վրա հոսանքի գործողության արդյունքում ստացված ջերմությունը: Նրանք այն անվանեցին Ջուլ-Լենցի օրենք։
Եկեք գործնականում դիտարկենք հոսանքի ջերմային ազդեցությունը։ Վերցրեք հետևյալ օրինակները՝
- Սովորական լամպ։
- Ջեռուցիչներ.
- Ապահովիչներ բնակարանում.
- Էլեկտրական աղեղ.
շիկացած լամպ
Հոսանքի ջերմային ազդեցությունը և օրենքի բացահայտումը նպաստեցին էլեկտրատեխնիկայի զարգացմանը և էլեկտրաէներգիայի օգտագործման հնարավորությունների ավելացմանը: Ինչպես են կիրառվում հետազոտության արդյունքները, կարելի է տեսնել սովորական շիկացած լամպի օրինակում:
Այն նախագծված է այնպես, որ վոլֆրամի մետաղալարից պատրաստված թելը ներս քաշվի։ Այս մետաղը հրակայուն է բարձր դիմադրողականությամբ: Լամպի միջով անցնելիս իրականացվում է էլեկտրական հոսանքի ջերմային ազդեցություն։
Հաղորդավարի էներգիան փոխակերպվում է ջերմության, պարույրը տաքանում է և սկսում փայլատակել։ Լամպի թերությունը էներգիայի մեծ կորուստների մեջ է, քանի որ միայն դրա պատճառովէներգիայի մի փոքր մասը, այն սկսում է փայլել: Հիմնական մասը պարզապես տաքանում է։
Սա ավելի լավ հասկանալու համար ներդրվում է արդյունավետության գործակիցը, որը ցույց է տալիս շահագործման և էլեկտրաէներգիայի վերածելու արդյունավետությունը։ Հոսանքի արդյունավետությունը և ջերմային ազդեցությունը օգտագործվում են տարբեր ոլորտներում, քանի որ կան բազմաթիվ սարքեր, որոնք պատրաստված են այս սկզբունքի հիման վրա: Ավելի մեծ չափով դրանք ջեռուցման սարքեր են, էլեկտրական վառարաններ, կաթսաներ և նմանատիպ այլ սարքեր։
Ջեռուցման սարքեր
Սովորաբար ջեռուցման համար նախատեսված բոլոր սարքերի նախագծման մեջ կա մետաղական պարույր, որի գործառույթը տաքացումն է։ Եթե ջուրը տաքացվում է, ապա կծիկը տեղադրվում է առանձին, և նման սարքերում պահպանվում է հավասարակշռություն ցանցից ստացվող էներգիայի և ջերմափոխանակության միջև։
Գիտնականներին անընդհատ մարտահրավեր է նետում՝ նվազեցնել էներգիայի կորուստները և գտնել դրանց իրականացման լավագույն ուղիներն ու ամենաարդյունավետ սխեմաները՝ հոսանքի ջերմային ազդեցությունը նվազեցնելու համար: Օրինակ, օգտագործվում է էլեկտրահաղորդման ժամանակ լարման բարձրացման մեթոդ, դրանով իսկ նվազեցնելով ընթացիկ ուժը: Բայց այս մեթոդը, միևնույն ժամանակ, նվազեցնում է էլեկտրահաղորդման գծերի շահագործման անվտանգությունը։
Հետազոտության մեկ այլ ոլորտ լարերի ընտրությունն է: Ի վերջո, ջերմության կորուստը և այլ ցուցանիշները կախված են դրանց հատկություններից: Բացի այդ, ջեռուցման սարքերի շահագործման ընթացքում մեծ քանակությամբ էներգիա է թողարկվում: Ուստի պարույրները պատրաստված են հատուկ այդ նպատակով ստեղծված նյութերից, որոնք ունակ են դիմակայել բարձր բեռների, նյութերի։
Բնակարանի ապահովիչներ
Հատուկ ապահովիչներ օգտագործվում են էլեկտրական սխեմաների պաշտպանությունն ու անվտանգությունը բարելավելու համար: Հիմնական մասը ցածր հալեցման մետաղից պատրաստված մետաղալար է։ Այն աշխատում է ճենապակյա խցանով, ունի պտուտակային թել և կենտրոնում կոնտակտ: Խցանափայտը տեղադրվում է ճենապակյա տուփի մեջ գտնվող քարթրիջի մեջ։
Կապար մետաղալարը ընդհանուր շղթայի մի մասն է: Եթե էլեկտրական հոսանքի ջերմային ազդեցությունը կտրուկ մեծանա, հաղորդիչի խաչմերուկը չի դիմանա, և այն կսկսի հալվել։ Սրա արդյունքում ցանցը կբացվի, և ընթացիկ ծանրաբեռնվածությունները չեն լինի։
Էլեկտրական աղեղ
Էլեկտրական աղեղը էլեկտրական էներգիայի բավականին արդյունավետ փոխարկիչ է: Այն օգտագործվում է մետաղական կոնստրուկցիաների եռակցման ժամանակ, ինչպես նաև ծառայում է որպես հզոր լույսի աղբյուր։
Սարքը հիմնված է հետևյալի վրա. Վերցրեք երկու ածխածնային ձողեր, միացրեք լարերը և ամրացրեք դրանք մեկուսիչ պահարաններում: Դրանից հետո ձողերը միացվում են հոսանքի աղբյուրին, որը փոքր լարում է տալիս, բայց նախատեսված է մեծ հոսանքի համար։ Միացրեք ռեոստատը: Քաղաքային ցանցում արգելվում է ածուխ միացնել, քանի որ դա կարող է հրդեհի պատճառ դառնալ։ Եթե դուք դիպչում եք մի ածուխին մյուսին, կարող եք տեսնել, թե որքան տաք են դրանք: Այս բոցին ավելի լավ է չնայել, քանի որ այն վնասակար է աչքերի համար։ Էլեկտրական աղեղը օգտագործվում է մետաղաձուլական վառարաններում, ինչպես նաև այնպիսի հզոր լուսավորության սարքերում, ինչպիսիք են լուսարձակները, կինոպրոյեկտորները և այլն:
