Кез келген өткізгіште қозғалған кезде электр тогы оған белгілі бір энергияны тасымалдайды, бұл өткізгіштің қызуын тудырады. Энергияның берілуі молекулалар деңгейінде жүзеге асады: ток электрондарының өткізгіштің иондарымен немесе атомдарымен әрекеттесуі нәтижесінде энергияның бір бөлігі соңғысында қалады.
Токтың жылу эффектісі өткізгіш бөлшектерінің жылдамырақ қозғалуына әкеледі. Сонда оның ішкі энергиясы артып, жылуға айналады.
Есептеу формуласы және оның элементтері
Токтың жылу эффектісін әртүрлі тәжірибелер арқылы дәлелдеуге болады, мұнда токтың жұмысы ішкі өткізгіштің энергиясына өтеді. Сонымен қатар, соңғысы артады. Содан кейін өткізгіш оны қоршаған денелерге береді, яғни жылу беру өткізгішті қыздыру арқылы жүзеге асырылады.
Бұл жағдайда есептеу формуласы келесідей: A=UIt.
Жылу мөлшерін Q арқылы белгілеуге болады. Сонда Q=A немесе Q=UIt. U=IR екенін біле отырып,Джоуль-Ленц заңында тұжырымдалған Q=I2Rt болып шықты.
Токтың жылулық әрекетінің заңы - Джоуль-Ленц заңы
Электр тогы өтетін өткізгішті көптеген ғалымдар зерттеген. Дегенмен, ең көрнекті нәтижелерге Англиядан келген Джеймс Джоуль мен ресейлік Эмиль Христианович Ленц қол жеткізді. Екі ғалым да бөлек жұмыс істеді және эксперимент нәтижелеріне негізделген қорытындылар бір-бірінен тәуелсіз жасалды.
Олар өткізгішке ток әрекетінің нәтижесінде алынған жылуды бағалауға мүмкіндік беретін заң шығарды. Олар оны Джоуль-Ленц заңы деп атады.
Токтың жылу эффектісін іс жүзінде қарастырайық. Келесі мысалдарды алыңыз:
- Кәдімгі шам.
- Жылытқыштар.
- Пәтердегі сақтандырғыш.
- Электр доғасы.
Қызу шамы
Токтың жылу эффектісі және заңның ашылуы электротехниканың дамуына және электр энергиясын пайдалану мүмкіндіктерінің артуына ықпал етті. Зерттеу нәтижелерінің қалай қолданылатынын кәдімгі қыздыру шамының мысалында көруге болады.
Ол ішіне вольфрам сымынан жасалған жіп тартылатын етіп жасалған. Бұл металл жоғары кедергісі бар отқа төзімді. Шам арқылы өткенде электр тогының жылу эффектісі жүзеге асады.
Өткізгіштің энергиясы жылуға айналады, спираль қызып, жарқырай бастайды. Шамның кемшілігі үлкен энергия жоғалтуында жатыр, өйткені тек осыған байланыстыэнергияның кішкене бөлігі, ол жарқырай бастайды. Негізгі бөлік қызады.
Мұны жақсырақ түсіну үшін пайдалану және электр энергиясына түрлендіру тиімділігін көрсететін тиімділік коэффициенті енгізілген. Токтың тиімділігі мен жылу эффектісі әртүрлі салаларда қолданылады, өйткені осы принцип негізінде жасалған көптеген құрылғылар бар. Көбінесе бұл жылыту құрылғылары, электр плиталары, қазандықтар және басқа ұқсас құрылғылар.
Жылу құрылғыларының құрылғысы
Әдетте, қыздыруға арналған барлық құрылғылардың конструкциясында металл спираль болады, оның қызметі қыздыру. Егер су қыздырылса, онда катушкалар оқшауланған күйде орнатылады және мұндай құрылғыларда желі энергиясы мен жылу алмасу арасындағы тепе-теңдік сақталады.
Ғалымдардан токтың жылу әсерін азайту үшін энергия шығынын азайту және оларды жүзеге асырудың ең жақсы жолдары мен тиімді схемаларын табу үнемі талап етіледі. Мысалы, электр қуатын беру кезінде кернеуді арттыру әдісі қолданылады, осылайша ток күші төмендейді. Бірақ бұл әдіс, сонымен бірге, электр желілерін пайдалану қауіпсіздігін төмендетеді.
Зерттеудің тағы бір саласы - сымды таңдау. Өйткені, жылу жоғалту және басқа да көрсеткіштер олардың қасиеттеріне байланысты. Сонымен қатар, жылыту құрылғыларының жұмысы кезінде көп мөлшерде энергия бөлінеді. Сондықтан спиральдар осы мақсат үшін арнайы жасалған, жоғары жүктемелерге, материалдарға төтеп бере алатын материалдардан жасалған.
Пәтер сақтандырғыштары
Арнайы сақтандырғыштар электр тізбектерінің қорғанысы мен қауіпсіздігін жақсарту үшін қолданылады. Негізгі бөлігі - төмен балқитын металдан жасалған сым. Ол фарфордан жасалған тығында жүреді, бұрандалы жіп және ортасында контакті бар. Тығын фарфор қорабында орналасқан картриджге салынған.
Қорғасын сым жалпы тізбектің бөлігі болып табылады. Егер электр тогының жылулық әсері күрт өссе, өткізгіштің көлденең қимасы шыдамайды, ол ери бастайды. Нәтижесінде желі ашылады және ағымдағы шамадан тыс жүктемелер болмайды.
Электр доғасы
Электр доғасы электр энергиясын тиімді түрлендіргіш болып табылады. Ол металл конструкцияларды дәнекерлеу кезінде қолданылады, сонымен қатар қуатты жарық көзі ретінде қызмет етеді.
Құрылғы келесіге негізделген. Екі көміртекті таяқшаны алыңыз, сымдарды қосыңыз және оларды оқшаулағыш ұстағыштарға бекітіңіз. Осыдан кейін штангалар ток көзіне қосылады, ол шағын кернеу береді, бірақ үлкен ток үшін арналған. Реостатты қосыңыз. Қалалық желіде көмірді жағуға тыйым салынады, себебі бұл өртке әкелуі мүмкін. Бір көмірді екіншісіне тигізсеңіз, олардың қаншалықты ыстық екенін көруге болады. Бұл жалынға қарамау жақсы, өйткені ол көзге зиян келтіреді. Электр доғасы металл балқыту пештерінде, сондай-ақ прожекторлар, кинопроекторлар және т.б. сияқты қуатты жарықтандыру құрылғыларында қолданылады.
