Теплова дія електричного струму

Практичне використання електрики базується на трьох основних діях, які з’являються при роботі електричного струму: тепловому, електромагнітному і хімічному. Кожному цьому явищу властиві свої певні принципи. Давайте з Вами зупинимося на одному з них і розберемо його більш докладніше, і це буде теплове дію електричного струму.

Негативним заряджених частинок, які прийнято називати електронами, протікаючи через певну речовину, постійно доводиться стикатися з атомами, іонами або молекулами. Після зіткнення електрони гальмуються, передаючи наявну енергію елементарних частинок того речовини, по якому протікає електричний струм. Отримана енергія сприяє збільшенню швидкості руху частинок, речовина гріється.

Чим більше протидії надають атоми і молекули токопроводімость речовини поточного електричного струму, тим більше своєї енергії вони при цьому втрачають (негативні заряджені частинки), і тим більше набирає температуру провідник, оскільки вся втрачена енергія (електронами) перетворюється в тепло. Тепер можна легко здогадатися, чому нагрівальна спіраль електропечкі зроблена з ніхрому, а електричний шнур, живиться її, – з міді. При подібному підборі використовуваних матеріалів електричний струм досить сильно нагріває спіраль, яка має великий опір, і практично не нагріває живлять грубку дроти.

Давайте подивимося на звичайну електричну лампочку розжарювання. Її внутрішня шляхом утворення має велике електричний опір. Протікаючи по даній нитки (спіральки), негативні заряджені частинки передають іонів вольфраму велика кількість енергії. Шляхом утворення лампи розігрівається до білого – електрична лампочка світить. Якщо сила струму буде надмірною, енергія, яка передається іонам вольфраму, буде занадто великий, що наявні іони речовини просто не зможуть утримуватися на своїх колишніх місцях. В результаті шляхом утворення розплавиться.

Чим буде довшим електричний провідник, тим більша кількість перешкод і зіткнень відчувають електрони, проходячи по ньому, тим більше своєї енергії вони витратять. Тобто, чим довше електричне провідник, тим більше його опір.

Крім цього, опір провідника також залежить і від його товщини. Чим більше поперечне його перетин (товщина) дроти, тим краще його провідність, і менше електричний опір. Для того щоб зрозуміти це, виконаємо такий досвід. До шматку дроту з малою товщиною припаяти шматок дроту з більшою товщиною і з’єднаємо їх з джерелом живлення. Величина струму і в тонкому і в товстому дроті буде однакова (через обидва провідника за одну секунду проходить однакову кількість електронів).

При цьому в більш тонкому дроті швидкість руху (упорядкованого) електронів буде вище, в порівнянні з товстим проводом. Слід зауважити, що чим швидше йдуть електрони в провіднику, тим більша кількість енергії вони віддають в результаті зіткнення з атомами і молекулами провідника. З цієї причини, і електричний опір більш тонкого дроту буде більше, ніж товстого.

Що ще слід сказати про виділення тепла (теплове дію електричного струму). Якщо ми включаємо будь-якої електричний прилад – плитку, праска, лампочку розжарювання, то сила струму в наявній електропроводці будинку визначається чинним напругою в електромережі, опором електроприладу і його проводів. Наприклад, включений праска. Основну роль в даному випадку відіграє електричний опір праски, оскільки опір підвідних проводів мало, а напруга електричної мережі стандартно (для побуту застосовується змінна напруга 220 вольт).

Посилання на основну публікацію