Цахилгаан гүйдлийн дулааны чадал ба практик хэрэглээ

Кондукторыг халаах шалтгаан нь металын элементийн молекул сүлжээ дэх молекулын сүлжээтэй ионууд бүхий дараалсан мөргөлдөх явцад үүсэх электронуудын энерги (өөрөөр хэлбэл, гүйдэлийн энерги) -ийг дулаан энерги буюу Q гэж хөрвүүлдэг учраас "дулааны эрчим хүч" гэсэн ойлголтыг бий болгодог.

Өнөөгийн гүйдлийг (SI) joule (J) -ийг ашиглан олон улсын SI системийг ашиглан хэмжинэ, одоогийн урсгал нь "ватт" (W) гэж тодорхойлогдоно. Практикт системээс холдох нь гүйдлийн үйлчлэлийг хэмжих хөндлөнгийн шинэлэг төхөөрөмжүүдийг ашиглана. Тэдгээрийн дотор ватт-цаг (W × h), киловатт-цаг (товчилсон kWh). Жишээлбэл, 1 W × h нь 1 Ваттын тодорхой чадалтай гүйдлийн үйлчлэл ба нэг цагийн хугацаатай байгааг илэрхийлнэ.

Хэрэв электронууд нь тогтмол дамжуулагчийн дамжуулалтыг металлаас авдаг бол энэ тохиолдолд үүсэх одоогийн байгаа бүх ашиглалт нь металлын бүтцийг халаахад хуваарилдаг бөгөөд эрчим хүчний хэмнэлтийн хуулийн заалтууд дээр үндэслэвэл үүнийг томъёогоор Q = A = IUt = I ² Rt = (U ² / R) * t. Иймэрхүү харилцаа нь сайн мэддэг Joule-Lenz-ийн хууль юм. Түүхээс үзвэл, энэ нь 19-р зууны дунд үеийн эрдэмтэн Д.Жуле туршилтаар тодорхойлогдож байсан бөгөөд өөр нэг эрдэмтэн Э.Ленз өөрт нь бие даасан байсан юм. 1853 онд Оросын инженер A. Ladyginym ердийн улайсч гэрлийг техникийн шинэчлэлээс үүдэлтэй дулааны эрчим хүчний практик хэрэглээ.

Гүйдлийн дулааныг олон тооны цахилгаан хэрэгсэл, үйлдвэрлэлийн суурилуулалт, тухайлбал, дулаан хэмжих хэрэгсэл, халаалтын төрөл, цахилгаан зуух, цахилгаан гагнуур, бараа материалын тоног төхөөрөмж, цахилгаан халаагуураар ажилладаг гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэлд хэрэглэдэг. Энэ нь уурын зуух, төмрөөр хийсэн индүү, данх, индүү юм.

Энэ нь хүнсний үйлдвэрлэлд дулааны нөлөө үзүүлдэг. Өндөр зэргийн хэрэглээтэй бол цахилгаан холбоо барих дулааны хэрэглээг ашиглах боломжтой бөгөөд энэ нь дулааны эрчим хүчийг баталгаажуулдаг. Энэ нь хүнсний бүтээгдэхүүнд нөлөөлж байгаа одоогийн болон түүний дулааны хүчин чадал нь тодорхой түвшний эсэргүүцэлтэй байдаг нь нэг жигд халаалт үүсгэдэг. Хиамыг хэрхэн яаж хийдэгийг жишээ болгон өгч болно: тусгай бэлдмэлээр дамжуулан татсан махыг металл хэлбэрт оруулдаг, хана нь электрод зэрэг зэрэг үйлчилдэг. Энэ нь нийт талбайд жигд халаалттай байх ба бүтээгдэхүүний эзэлхүүнийг тогтооно. Тогтсон температурыг хадгалж, хүнсний бүтээгдэхүүний биологийн зохистой хэмжээ нь эдгээр хүчин зүйлсийн хамт технологийн ажил, эрчим хүчний хэрэглээний үргэлжлэх хугацаа нь хамгийн бага хэвээр байна.

Өөрөөр хэлбэл, цахилгаан гүйдлийн тодорхой дулаан багтаамж (ω), өөрөөр хэлбэл нэгж эзэлхүүнд ногдох дулааны хэмжээ тодорхой нэгжийн хугацаанд тооцоологддог. Дамжуулагч (dV) элементийн цилиндр хэмжээ, хөндлөн дамжуулагч хэсгийн dS, одоогийн чиглэлтэй зэрэгцээ урт, эсэргүүцлийн хэлбэр R = p (dl / dS), dV = dSdl.

Joule-Lentz хэмээх нэр томьёоны дагуу бидний авсан эзэлхүүн дэх өгөгдсөн хугацааг (dt) dQ = I ² Rdt = p (dl / dS) (jdS) ² dt = pj ² dVdt -тай тэнцүү байна. Энэ тохиолдолд ω = (dQ) / (dVdt) = pj ² ба Ohm-ийн хууль ашиглан одоогийн нягтрал j = γE ба харьцаа p = 1 / γ -г тогтоохын тулд бид даруй илэрхийлэл ω = jE = γE ^2. Энэ нь дифференциал Материал нь Joule-Lenz-ийн хуулийн талаархи ойлголтыг өгдөг.