Prensip la chofaj nan dra elektrik

Prensip la chofaj nan dra elektrik

1. Efè tèmik kouran elektrik

Lè kouran elektrik pase nan kondiktè metal, kondiktè yo jenere chalè akòz rezistans elektrik, sa ki lakòz tanperati kondiktè a monte. Fenomèn sa a rele efè tèmik kouran elektrik. Dra elektrik la se yon aparèy chofaj ki itilize fil elektrik chofaj pou jenere chalè atravè elektrisite, ki se yon aplikasyon espesifik nan efè tèmik.

2. Rezistans nan kondiktè

Lè elektwon yo koule sou yon kondiktè, yo toujou ap fè kolizyon ak fwote kont atòm, pwodui yon kalite rezistans. Rezistans sa a rele rezistans elektrik. Nan kondiktè diferan, rezistans ki gen eksperyans nan kouran elektrik la se pa konplètman menm bagay la. Menm pou menm materyèl la, rezistans nan kouran elektrik gen rapò tou ak tanperati kondiktè a, longè, ak zòn kwa -seksyonèl. Si seksyon transvèsal -seksyon an se menm bagay la, lè sa a plis kondiktè a pi long, se pi gwo rezistans a. Si longè a se menm jan an, se pi piti zòn nan -seksyon an, se pi gwo rezistans a. Sa a se sa yo di souvan: rezistans elektrik pwopòsyonèl ak longè kondiktè aktyèl la-pote ak envès pwopòsyonèl ak zòn transvèsal-li. Anjeneral li eksprime pa fòmil sa a:

Ki kote
R - rezistans kondiktè, inite: ohm;
L - longè kondiktè, inite: mèt;
ρ - rezistivite (gade Tablo 1 pou rezistivite materyèl souvan itilize);
S - kondiktè kwa-seksyon zòn, inite: mèt kare.

Tablo 1

Materyèl yo itilize pou fil chofaj dra elektrik yo jeneralman nikèl -kwòm fil oswa fil constantan, ak yon ti kantite tou itilize fil alyaj manganin.

3. Pouvwa chofaj elektrik

Pouvwa chofaj elektrik refere a kantite chalè ki lage pa rezistans a pou chak inite tan. Lè kantite chalè ki lage pou chak inite tan se gwo, nou di li gen yon gwo pouvwa chofaj. Lè pouvwa chofaj la piti, kantite chalè ki lage tou piti. Dra elektrik la se aktyèlman yon ti -pouvwa, ba-dèlko chalè tanperati. Pouvwa li ka detèmine selon sifas dra elektrik la. Paske dra elektrik la sèvi ak rezistans entèn nikèl -kwòm fil pou jenere chalè pou chofe, metòd kalkil pouvwa li ka swiv metòd sikui pi bon kalite. Anjeneral, pouvwa a nan yon kous sa yo ka kalkile ak fòmil sa yo:

Ki kote
P - pouvwa dra elektrik la, inite: watt;
U - elektrik dra vòltaj ekipman pou pouvwa, inite: volt;
I - kouran elektrik k ap pase nan kondiktè dra elektrik la, inite: ampè.

Pou egzanp, si yon dra elektrik konekte ak yon ekipman pou pouvwa 220-volt ak aktyèl la pase nan li se 0.45 A, Lè sa a, pouvwa li se 100 Watt.

4. Konvèsyon enèji

Kouvèti elektrik konvèti enèji elektrik an enèji chalè. Lwa Joule a se relasyon pwopòsyonèl fiks ant enèji elektrik ak enèji chalè, ki bay yon baz pou analiz quantitative ant yo. Chalè Q degaje lè kouran elektrik pase nan yon kondiktè pwopòsyonèl ak kare kouran I, rezistans R kondiktè a, ak tan t pandan aktyèl la pase. Sa vle di:

Ki kote
0.24 - koyefisyan;
Q - lage chalè, inite: kalori;
t - tan, inite: dezyèm.

Siyifikasyon fòmil sa a se ke lè kouran pase nan yon kondiktè ki gen rezistans R, nan tan t li ka pwodui chalè I²Rt. Pa egzanp, yon dra elektrik 100-watt ka degaje 86,400 kalori chalè nan yon èdtan, ki kalkile dapre fòmil sa a.

Depi fil chofaj la jenere chalè respire, li sèlman bezwen yo dwe ranje respire andedan twal oswa dra ki gen menm gwosè ak kabann lan. Chalè a ki te pwodwi pa fil chofaj la pral chofe twal sifas la, bay sifas la yon sèten tanperati pou chofaj moun. Sa vle di, fil chofaj la konvèti enèji elektrik nan enèji chalè, fòme yon tanperati sifas atravè kondiksyon chalè, epi gen yon diferans tanperati ant tanperati sifas la ak fil chofaj la. Paske direksyon prensipal la nan transfè chalè se anba nan tèt, li rezonab pou dra elektrik yo dwe itilize kòm dra kabann oswa kousinen matla.