विद्युत धारा की तापीय शक्ति और उसका व्यावहारिक अनुप्रयोग

विद्युत धारा की तापीय शक्ति और उसका व्यावहारिक अनुप्रयोग
विद्युत धारा की तापीय शक्ति और उसका व्यावहारिक अनुप्रयोग
Anonim

कंडक्टर को गर्म करने का कारण इस तथ्य में निहित है कि एक धातु के आणविक जाली के आयनों के साथ कणों की क्रमिक टक्कर के दौरान इसमें घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा (दूसरे शब्दों में, वर्तमान की ऊर्जा) तत्व एक गर्म प्रकार की ऊर्जा या क्यू में परिवर्तित हो जाता है, इसलिए "थर्मल पावर" की अवधारणा "" बनती है।

धारा के कार्य को इकाइयों SI की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली का उपयोग करके मापा जाता है, इसमें जूल (J) लगाने से करंट की शक्ति को "वाट" (W) के रूप में परिभाषित किया जाता है। व्यवहार में प्रणाली से विचलन करते हुए, वे ऑफ-सिस्टम इकाइयों का भी उपयोग कर सकते हैं जो वर्तमान के कार्य को मापते हैं। उनमें से वाट-घंटे (W × h), किलोवाट-घंटा (संक्षिप्त kW × h) हैं। उदाहरण के लिए, 1 Wh का अर्थ है 1 वाट की विशिष्ट शक्ति और एक घंटे की समयावधि वाली धारा का कार्य।

ऊष्मा विद्युत
ऊष्मा विद्युत

यदि इलेक्ट्रॉन धातु के बने एक निश्चित चालक के अनुदिश गति करते हैं, तो इस स्थिति में, उत्पन्न धारा के सभी उपयोगी कार्य धातु संरचना को गर्म करने के लिए वितरित किए जाते हैं, और, ऊर्जा संरक्षण के नियम के प्रावधानों के आधार पर, इसे सूत्र Q=A=IUt=I 2Rt=(U2/R)t द्वारा वर्णित किया जा सकता है। इस तरह के अनुपात प्रसिद्ध जूल-लेन्ज़ कानून को सटीक रूप से व्यक्त करते हैं। ऐतिहासिक रूप से, यह पहली बार एक वैज्ञानिक द्वारा अनुभवजन्य रूप से निर्धारित किया गया था19 वीं शताब्दी के मध्य में डी। जूल, और उसी समय स्वतंत्र रूप से एक अन्य वैज्ञानिक - ई। लेनज़ द्वारा। 1873 में रूसी इंजीनियर ए। लेडीगिन द्वारा एक साधारण गरमागरम लैंप के आविष्कार के बाद से थर्मल पावर ने तकनीकी डिजाइन में व्यावहारिक अनुप्रयोग पाया है।

विशिष्ट तापीय शक्ति
विशिष्ट तापीय शक्ति

धारा की तापीय शक्ति का उपयोग कई विद्युत उपकरणों और औद्योगिक प्रतिष्ठानों में किया जाता है, अर्थात् थर्मल मापने वाले उपकरणों में, हीटिंग-प्रकार के इलेक्ट्रिक स्टोव, इलेक्ट्रिक वेल्डिंग और इन्वेंट्री उपकरण, इलेक्ट्रिक हीटिंग प्रभाव पर घरेलू उपकरण हैं। बहुत ही सामान्य - बॉयलर, सोल्डरिंग आयरन, केतली, लोहा।

खाद्य उद्योग में खुद को ऊष्मीय प्रभाव पाता है। उपयोग के एक उच्च हिस्से के साथ, इलेक्ट्रोकॉन्टैक्ट हीटिंग की संभावना का उपयोग किया जाता है, जो थर्मल पावर की गारंटी देता है। यह इस तथ्य के कारण होता है कि खाद्य उत्पाद को प्रभावित करने वाली वर्तमान और इसकी तापीय शक्ति, जिसमें एक निश्चित डिग्री का प्रतिरोध होता है, इसमें एक समान ताप का कारण बनता है। हम एक उदाहरण दे सकते हैं कि सॉसेज कैसे उत्पन्न होते हैं: एक विशेष डिस्पेंसर के माध्यम से, कीमा बनाया हुआ मांस धातु के सांचों में प्रवेश करता है, जिसकी दीवारें एक साथ इलेक्ट्रोड के रूप में काम करती हैं। यहां, पूरे क्षेत्र और उत्पाद की मात्रा में हीटिंग की निरंतर एकरूपता सुनिश्चित की जाती है, निर्धारित तापमान बनाए रखा जाता है, खाद्य उत्पाद का इष्टतम जैविक मूल्य बनाए रखा जाता है, इन कारकों के साथ, तकनीकी कार्य की अवधि और ऊर्जा की खपत बनी रहती है सबसे छोटा।

थर्मल पावर करंट
थर्मल पावर करंट

विशिष्ट गर्मीविद्युत प्रवाह की शक्ति (ω), दूसरे शब्दों में, एक निश्चित इकाई समय के लिए प्रति इकाई आयतन जारी होने वाली ऊष्मा की मात्रा की गणना निम्नानुसार की जाती है। कंडक्टर का एक प्राथमिक बेलनाकार आयतन (dV), कंडक्टर dS के क्रॉस सेक्शन के साथ, वर्तमान दिशा के समानांतर एक लंबाई dl, और एक प्रतिरोध समीकरण R=p(dl/dS), dV=dSdl. बनाता है।

जूल-लेन्ज़ नियम की परिभाषा के अनुसार, हमारे द्वारा लिए गए आयतन में आवंटित समय (dt) के लिए, dQ=I2Rdt के बराबर एक ऊष्मा स्तर=p(dl/dS)(jdS)2dt=pj2dVdt. इस मामले में, ω=(dQ)/(dVdt)=pj2 और, वर्तमान घनत्व j=γE और अनुपात p=1/γ स्थापित करने के लिए यहां ओम के नियम को लागू करते हुए, हम तुरंत व्यंजक ω=jE=E2 प्राप्त करें। यह जूल-लेन्ज़ नियम की अवधारणा को विभेदक रूप में देता है।

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