Tepelně omezující proudová hustota je jednoduše vysvětlena pomocí mědi

instagram viewer

V elektrotechnice závisí na chování různých látek, jako je měď nebo hliník, za různých podmínek. Tepelná mezní proudová hustota je důležitým ukazatelem vhodnosti látky jako elektrického vodiče.

Různé vlastnosti mědi

  • Například pokud jde o to, zda má být kabel vyroben z mědi nebo hliníku, porovnávají se různé vlastnosti látek.
  • Hliník je lehčí než měď, a proto může mít smysl vyrábět trubku z hliníku, pokud jde o hmotnost.
  • Hliník má ale vyšší odpor, z tohoto důvodu musí být zvolen větší průřez, který může hmotnostní výhodu zrušit.
  • Při zahřívání se hliník více roztahuje, což je také třeba vzít v úvahu při rozhodování.
  • Tepelná mezní proudová hustota mědi je 154 A / mm2zatímco hliník 102 A / mm2 činí.
    • Odpor měděného drátu - co byste měli vědět o jeho specifickém odporu

    Protože lidstvo zná elektřinu, známe speciální ...

Zejména posledně uvedená hodnota má velký význam pro výpočet požadovaného průřezu kabelu.

Význam tepelné omezující proudové hustoty

  • Když protáhnete proud vodičem, vodič se zahřeje. Toto zahřívání zvyšuje čím vyšší je proudová síla a tím déle vystavujete vodič tomuto proudu.
  • Pokud neprobíhá žádné chlazení, platí, že P = I2 R a Q = P t. Takže Q = I2 R t. Můžete tedy předpokládat, že teplota závisí lineárně na čase a na druhou na aktuální síle.
  • Pokud necháte určitý proud protékat vodičem přesně jednu sekundu, vodič se zahřeje na určitou teplotu. Náhlý nárůst teploty proto nelze očekávat.
  • Kvůli Brownovu molekulárnímu pohybu, který se zvyšuje se zvyšující se teplotou, je pro elektrony stále obtížnější protékat drátem. Odpor R tedy není konstantní, protože teplý drát má vyšší odpor.
  • Jakmile překročíte určitou intenzitu proudu, dojde k náhlému zvýšení odporu a tím i tepla. To je myšleno tepelně omezující proudovou hustotou.
  • Podle definice je toho dosaženo, když má proud průřez kabelu 1 mm2 způsobí zvýšení teploty o 200 K za jednu sekundu.

Pokud tedy chcete poslat 1 000 A kabelem, aniž by k tomuto zvýšení teploty došlo, musí mít měděný kabel průřez větší než 1 000 A: 154 A / mm2 = 6,5 mm2 mít. Pokud byste například vyrobili linku z hliníku, musela by být 1000 A: 102 A / mm2 = 9,8 mm2 mít.

click fraud protection