Il-Prinċipju tat-Tisħin tal-Kutri elettriċi

Il-Prinċipju tat-Tisħin tal-Kutri elettriċi

1. Effett Termali tal-Kurrent Elettriku

Meta l-kurrent elettriku jgħaddi minn kondutturi tal-metall, il-kondutturi jiġġeneraw is-sħana minħabba r-reżistenza elettrika, u jikkawżaw li t-temperatura tal-konduttur tiżdied. Dan il-fenomenu jissejjaħ l-effett termali tal-kurrent elettriku. Il-kutra elettrika hija apparat tat-tisħin li juża wajers ta 'tisħin elettriku biex jiġġenera s-sħana permezz tal-elettriku, li hija applikazzjoni speċifika tal-effett termali.

2. Reżistenza tal-Kondutturi

Meta l-elettroni jiċċirkolaw tul konduttur, huma kontinwament jaħbtu u togħrok kontra l-atomi, u jipproduċu tip ta 'reżistenza. Din ir-reżistenza tissejjaħ reżistenza elettrika. F'kondutturi differenti, ir-reżistenza esperjenzata mill-kurrent elettriku mhix kompletament l-istess. Anke għall-istess materjal, ir-reżistenza għall-kurrent elettriku tirrelata wkoll mat-temperatura, it-tul u l-erja tas-sezzjoni trasversali tal-konduttur. Jekk il--erja tas-sezzjoni trasversali hija l-istess, allura iktar ma jkun itwal il-konduttur, akbar tkun ir-reżistenza. Jekk it-tul ikun l-istess, iktar ma tkun żgħira l--erja tas-sezzjoni trasversali, akbar tkun ir-reżistenza. Dan huwa dak li jingħad b'mod komuni: ir-reżistenza elettrika hija proporzjonali għat-tul tal-konduttur li jġorr il-kurrent-u inversament proporzjonali għall-erja tas-sezzjoni-transversali tiegħu. Normalment jiġi espress bil-formula li ġejja:

Fejn
R - reżistenza tal-konduttur, unità: ohm;
L - tul tal-konduttur, unità: metru;
ρ - resistività (ara Tabella 1 għar-reżistività ta' materjali użati b'mod komuni);
S - konduttur -erja tas-sezzjoni trasversali, unità: metru kwadru.

Tabella 1

Il-materjali użati għat-tisħin tal-wajers tal-kutri elettriċi huma ġeneralment wajers tan-nikil-kromju jew wajers constantan, u numru żgħir juża wkoll wajers ta 'liga tal-manganin.

3. Qawwa tat-Tisħin Elettriku

Il-qawwa elettrika tat-tisħin tirreferi għall-ammont ta 'sħana rilaxxata mir-reżistenza għal kull unità ta' ħin. Meta l-ammont ta 'sħana rilaxxata għal kull unità ta' ħin huwa kbir, ngħidu li għandu qawwa ta 'tisħin għolja. Meta l-qawwa tat-tisħin hija żgħira, l-ammont ta 'sħana rilaxxata huwa wkoll żgħir. Il-kutra elettrika hija fil-fatt ġeneratur tas-sħana-żgħir, b'temperatura baxxa-. Il-qawwa tagħha tista 'tiġi ddeterminata skont l-erja tal-wiċċ tal-kutra elettrika. Minħabba li l-kutra elettrika tuża r-reżistenza interna tan-nikil-wajers tal-kromju biex tiġġenera s-sħana għat-tisħin, il-metodu ta 'kalkolu tal-qawwa tagħha jista' jsegwi l-metodu ta 'ċirkwiti resistivi pur. Normalment, il-qawwa ta 'ċirkwit bħal dan tista' tiġi kkalkulata bil-formuli li ġejjin:

Fejn
P - qawwa tal-kutra elettrika, unità: watt;
U - vultaġġ tal-provvista tal-enerġija tal-kutra elettrika, unità: volt;
I - kurrent elettriku li jgħaddi mill-konduttur tal-kutra elettrika, unità: ampere.

Pereżempju, jekk kutra elettrika tkun imqabbda ma 'provvista ta' enerġija ta '220 volt u l-kurrent li jgħaddi minnha huwa 0.45 A, allura l-qawwa tagħha hija 100 watts.

4. Konverżjoni tal-Enerġija

Kutri elettriċi jikkonvertu l-enerġija elettrika f'enerġija tas-sħana. Il-liġi ta' Joule hija r-relazzjoni proporzjonali fissa bejn l-enerġija elettrika u l-enerġija tas-sħana, li tipprovdi bażi għal analiżi kwantitattiva bejniethom. Is-sħana Q rilaxxata meta l-kurrent elettriku jgħaddi minn konduttur hija proporzjonali għall-kwadru tal-kurrent I, ir-reżistenza R tal-konduttur, u l-ħin t li matulu jgħaddi l-kurrent. Jiġifieri:

Fejn
0.24 - koeffiċjent;
Q - sħana rilaxxata, unità: kaloriji;
t - ħin, unità: it-tieni.

It-tifsira ta 'din il-formula hija li meta l-kurrent jgħaddi minn konduttur b'reżistenza R, fi żmien t jista' jipproduċi sħana I²Rt. Pereżempju, kutra elettrika ta '100 watt tista' tirrilaxxa 86,400 kaloriji ta 'sħana f'siegħa, li hija kkalkulata skond din il-formula.

Peress li l-wajer tat-tisħin jiġġenera s-sħana b'mod uniformi, jeħtieġ biss li jiġi rranġat indaqs ġewwa drapp jew kutri ta 'daqs simili għas-sodda. Is-sħana ġġenerata mill-wajer li jsaħħan issaħħan id-drapp tal-wiċċ, u tagħti lill-wiċċ ċerta temperatura għat-tisħin tal-bniedem. Jiġifieri, il-wajer tat-tisħin jikkonverti l-enerġija elettrika f'enerġija tas-sħana, jifforma temperatura tal-wiċċ permezz tal-konduzzjoni tas-sħana, u hemm differenza fit-temperatura bejn it-temperatura tal-wiċċ u l-wajer tat-tisħin. Minħabba li d-direzzjoni ewlenija tat-trasferiment tas-sħana hija minn isfel għal fuq, huwa raġonevoli li l-kutri elettriċi jintużaw bħala underblankets tas-sodda jew pads tas-saqqijiet