Раздел: Документация
0 ... 73 74 75 76 77 78 79 ... 106 Таблица 7.1. Характеристика некоторых токопроводящих материалов
Если норма нагрузки А = 2 А/мм2, то формула принимает вид </ = 0,6Ч/7. Ток плавления для тонких проволочек с диаметром до 0,2 мм подсчитывается по формуле . d- 0,005 1пл--- где d - диаметр провода, мм; k - постоянный коэффициент, составляющий для меди 0,034, для никеля - 0,07, для железа - 0,127. Диаметр провода отсюда будет d = klnjI +0,005. 7.1.2. Электрические расчеты нагревательных элементов Электронагреватели широко используются в таких электроприборах, как чайник, утюг, камин, плитка, паяльник и т.д. Радиолюбителю довольно часто приходится сталкиваться с проблемой их расчета. При прохождении тока через неподвижные металлические проводники единственным результатом работы тока является нагревание этих проводников, и, следовательно, по закону сохранения энергии вся работа, совершенная током, превращается в тепло. Работа (в джоулях), совершаемая током при прохождении через участок цепи, вычисляется по формуле A = UIty где U - напряжение, В; / - сила тока, A; t - время, с. Количество теплоты (в джоулях), выделенное в проводнике при прохождении электрического тока, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока и вычисляется по закону Джоуля-Ленца: Q = I2Rt, где R - сопротивление проводника, Ом. В качестве примера произведем расчет количества теплоты, требуемой для того, чтобы вскипятить воду в двухлитровом чайнике. Напряжение сети U- 220 В. Ток, потребляемый электрочайником, J = 4 А. Необходимо определить время закипания воды, если КПД чайника 80%, начальная температура воды 20 вС, удельная теплоемкость воды С - 4200. Определим количество теплоты, необходимое для нагрева воды до температуры кипения: Q = Cm{tmn ~г0)=4200х 2(100-20)=672000 Дж. Затем найдем общее количество теплоты, которое должен выделить нагревательный элемент электрочайника, с учетом потерь на нагрев керамики, корпуса и внешней среды: = й = 672000 =840000Дж. КПД 0,8 Вычислим время закипания воды в чайнике, используя закон Джоуля-Ленца: ОоБЩ=А = ип. Отсюда находим время t . Ообш 840000 Q-. 4- t = =-=954с = 15мин54с. VI 220-4 Мощность электрического тока. Зная работу, совершаемую током за некоторый промежуток времени, можно рассчитать и его мощность, под которой, как и в механике, понимают работу, выполняемую за единицу времени. Из формулы, определяющей работу постоянного тока, следует, что мощность его равна Р = - = Ш. t Нередко говорят о мощности тока, потребляемого от сети, имея в виду, что при помощи электрического тока нагреваются утюги, электроплитки и т.д. В соответствии с этим на приборах нередко обозначается их мощность, то есть мощность тока, необходимая для их нормального функционирования. Так, например, для нормальной работы электроплитки на 220 В мощностью 500 Вт требуется ток около 2,3 А при напряжении 220 Вт. На практике применяют более крупные единицы мощности: •1 гВт (гектоватт) = 100 Вт; •1 кВт (киловатт) = 1000 Вт. Таким образом, 1 Вт есть мощность, выделяемая током 1 А в проводнике, между концами которого поддерживается напряжение 1 В. Единица работы, совершаемая электрическим током в течение 1 с при помощи 1 Вт, называется ватт-секундой, или джоулем. Применяют более крупные единицы работы: 1 Вт/ч (ватт/ час) или 1 кВт/ч (киловатт/час), который равен работе, совершаемой электрическим током в течение 1 ч при мощности 1 кВт. Длину и диаметр проволоки нагревательного элемента рассчитывают исходя из величины напряжения сети и его заданной мощности. Основные данные для расчета нагревательных элементов приведены в табл. 7.2. Сила тока при данном напряжении и мощности определяется по формуле  Омическое сопротивление проводника всегда вычисляется по формуле 0 ... 73 74 75 76 77 78 79 ... 106
|
