Η θερμική περιοριστική πυκνότητα ρεύματος εξηγείται απλά χρησιμοποιώντας χαλκό
Στην ηλεκτρολογία, εξαρτάται από τη συμπεριφορά διαφορετικών ουσιών, όπως χαλκού ή αλουμινίου, υπό διαφορετικές συνθήκες. Η θερμική οριακή πυκνότητα ρεύματος είναι ένας σημαντικός δείκτης για την καταλληλότητα μιας ουσίας ως ηλεκτρικού αγωγού.
Διαφορετικές ιδιότητες χαλκού
- Για παράδειγμα, όταν πρόκειται για ένα καλώδιο από χαλκό ή αλουμίνιο, συγκρίνονται διάφορες ιδιότητες των ουσιών.
- Το αλουμίνιο είναι ελαφρύτερο από το χαλκό, οπότε μπορεί να έχει νόημα να φτιάξετε ένα σωλήνα από αλουμίνιο εάν το βάρος σας απασχολεί.
- Αλλά το αλουμίνιο έχει υψηλότερη αντίσταση, για το λόγο αυτό πρέπει να επιλεγεί μεγαλύτερη διατομή, η οποία μπορεί να ακυρώσει το πλεονέκτημα βάρους.
- Όταν θερμαίνεται, το αλουμίνιο διαστέλλεται περισσότερο, το οποίο πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη κατά τη λήψη μιας απόφασης.
- Η θερμική περιοριστική πυκνότητα ρεύματος του χαλκού είναι 154 A / mm2, ενώ αυτό του αλουμινίου 102 A / mm2 ανέρχεται σε.
Αντοχή του σύρματος χαλκού - τι πρέπει να γνωρίζετε για τη συγκεκριμένη αντίστασή του
Δεδομένου ότι ο ηλεκτρισμός είναι γνωστός στην ανθρωπότητα, γνωρίζουμε την ειδική ...
Η τελευταία τιμή είναι ιδιαίτερα σημαντική όταν πρόκειται για τον υπολογισμό της απαιτούμενης διατομής καλωδίου.
Σημασία της θερμικής περιοριστικής πυκνότητας ρεύματος
- Όταν περνάτε ρεύμα από ένα καλώδιο, το καλώδιο θα θερμανθεί. Αυτή η θέρμανση αυξάνει όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του ρεύματος και όσο περισσότερο εκθέτετε το καλώδιο σε αυτό το ρεύμα.
- Εάν δεν πραγματοποιηθεί ψύξη, ισχύει ότι P = I2 R και Q = P t. Άρα Q = I2 R t Μπορείτε λοιπόν να υποθέσετε ότι η θερμοκρασία εξαρτάται γραμμικά από το χρόνο και τετραγωνισμένη από την τρέχουσα ισχύ.
- Εάν αφήσετε ένα συγκεκριμένο ρεύμα να ρέει μέσα από το σύρμα για ακριβώς ένα δευτερόλεπτο, το σύρμα θα θερμανθεί σε μια ορισμένη θερμοκρασία. Επομένως, δεν πρέπει να αναμένεται ξαφνική αύξηση της θερμοκρασίας.
- Λόγω της μοριακής κίνησης Brown, η οποία αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, γίνεται όλο και πιο δύσκολο για τα ηλεκτρόνια να ρέουν μέσω του σύρματος. Άρα η αντίσταση R δεν είναι σταθερή γιατί ένα θερμό σύρμα έχει μεγαλύτερη αντίσταση.
- Μόλις υπερβείτε ένα συγκεκριμένο ρεύμα, θα υπάρξει ξαφνική αύξηση της αντίστασης και συνεπώς της θερμότητας. Αυτό εννοείται με τον περιορισμό της θερμικής πυκνότητας του ρεύματος.
- Σύμφωνα με τον ορισμό, αυτό επιτυγχάνεται όταν το ρεύμα έχει διατομή καλωδίου 1 mm2 προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας 200 K σε ένα δευτερόλεπτο.
Έτσι, εάν θέλετε να στείλετε 1.000 A μέσω καλωδίου χωρίς να συμβεί αυτή η αύξηση της θερμοκρασίας, το καλώδιο χαλκού πρέπει να έχει διατομή μεγαλύτερη από 1000 A: 154 A / mm2 = 6,5 mm2 να έχω. Για παράδειγμα, αν φτιάξατε τη γραμμή από αλουμίνιο, θα πρέπει να είναι 1000 A: 102 A / mm2 = 9,8 χλστ2 να έχω.
