Tenaga panas dari arus listrik dan aplikasi praktis

Alasan untuk pemanasan konduktor terletak pada kenyataan bahwa energi dari elektron yang bergerak di dalamnya (dengan kata lain, energi saat ini) di tabrakan beruntun partikel dengan ion dari molekul kisi logam elemen diubah menjadi tipe hangat dari energi atau Q, seperti yang dibentuk oleh istilah "thermal masukan".

pekerjaan saat diukur menggunakan sistem internasional unit, dengan menerapkan tambahan joule (J), kapasitas saat ini ditentukan sebagai "watt" (W). Berangkat dari sistem dalam praktek, dapat digunakan termasuk unit non-SI yang mengukur pekerjaan saat ini. Di antara mereka Wh (W × h) kilowatt-hour (disingkat kW × h). Sebagai contoh, 1 × W h menunjukkan pekerjaan saat ini dengan kekuatan tertentu dari 1 watt dan durasi waktu selama satu jam.

Jika elektron bergerak sepanjang konduktor stasioner dari logam, dalam hal ini seluruh pekerjaan yang berguna saat dihasilkan didistribusikan untuk memanaskan struktur logam, dan, berdasarkan ketentuan hukum kekekalan energi, dapat dijelaskan dengan rumus Q = A = IUT = I ^I2 Rt = (U ² / R) * t. hubungan tersebut dengan presisi menyatakan hukum yang dikenal dari Joule. Secara historis, pertama kali ditentukan secara empiris ilmuwan D. Joel di pertengahan abad ke-19, dan pada saat yang sama, secara independen, oleh ilmuwan lain - E.Lentsem. aplikasi praktis dari tenaga panas ditemukan dalam kinerja teknis dari penemuan ini dengan tahun 1873 oleh insinyur Rusia A. Ladygin lampu pijar biasa.

output daya termal dioperasikan di sejumlah peralatan listrik dan instalasi industri, yaitu di termal instrumentasi, pemanas, seperti oven listrik, persediaan listrik peralatan las dan adalah peralatan sangat umum rumah tangga pada efek pemanasan listrik - boiler, solder, ceret, setrika.

Menemukan dirinya dan efek termal dalam industri makanan. Dengan proporsi tinggi diterapkan listrik pemanas kemungkinan yang menjamin kapasitas termal. Hal ini karena arus dan tenaga panas yang mempengaruhi produk makanan, yang memiliki tingkat tertentu resistensi, menyebabkan memanaskan merata. Satu dapat menyebutkan sebagai contoh bagaimana sosis yang dihasilkan: melalui daging dispenser khusus cincang memasuki cetakan logam, dinding yang juga berfungsi sebagai elektroda. Diberikan suatu pemanasan seragam konstan di seluruh wilayah dan volume produk, suhu yang diinginkan dipertahankan nilai biologis optimal dari produk makanan, bersama dengan faktor-faktor ini durasi operasi teknologi dan konsumsi daya adalah yang terendah.

Panas spesifik kapasitas listrik saat ini (ω), dengan kata lain - jumlah panas yang dilepaskan per satuan volume dalam satuan waktu tertentu dihitung sebagai berikut. Elemental Volume silinder konduktor (dV), dengan penampang kabel dS, panjang dl, sejajar dengan arah arus, dan resistansi adalah persamaan R = p (dl / dS) , dV = dSdl.

Menurut definisi hukum Joule, untuk waktu yang diberikan (dt) dalam volume kontak diambil berevolusi tingkat panas yang sama dQ = I ² Rdt = p (dl / dS) (JDS) ² dt = pj ² dVdt. Dalam hal ini, ω = (dQ) / (dVdt ) = pj ^2, dan di sini menerapkan hukum Ohm untuk membangun kepadatan arus j = rasio γE dan p = 1 / γ, kami segera mendapatkan ekspresi ω = je = γE ^2. Hal ini dalam diferensial bentuk memberikan konsep hukum Joule.