विद्युत प्रवाहासह गरम तारा

तारेतून वाहताना विद्युतप्रवाहामुळे निर्माण होणाऱ्या उष्णतेचे प्रमाण वेळेच्या प्रमाणात असल्याने, तारेतून विद्युतप्रवाह वाहताना तारेचे तापमान सतत वाढले पाहिजे. किंबहुना, जेव्हा तारेमधून विद्युतप्रवाह सतत जातो तेव्हा एक विशिष्ट स्थिर तापमान स्थापित केले जाते, जरी या वायरमध्ये उष्णता सतत सोडणे चालू असते.

ही घटना या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केली गेली आहे की कोणत्याही शरीराचे तापमान ज्याचे तापमान वातावरणाच्या तापमानापेक्षा जास्त असते ते या वस्तुस्थितीमुळे वातावरणात उष्णता ऊर्जा सोडते:

• प्रथम, शरीर स्वतः आणि त्याच्या संपर्कात असलेल्या शरीरांमध्ये थर्मल चालकता असते;

• दुसरे, शरीराला लागून असलेले हवेचे थर गरम होतात, वर येतात आणि थंड थरांना मार्ग देतात, जे पुन्हा गरम होतात, इत्यादी. (उष्णता संवहन);

• तिसरे म्हणजे, गरम झालेले शरीर आसपासच्या जागेत गडद आणि कधीकधी दृश्यमान किरण उत्सर्जित करते, त्याच्या थर्मल ऊर्जेचा काही भाग यावर (रेडिएशन) खर्च करते.

वरील सर्व उष्णतेचे नुकसान जितके जास्त असेल तितके शरीराचे तापमान आणि वातावरण यांच्यातील फरक जास्त असतो.म्हणून, जेव्हा कंडक्टरचे तापमान इतके जास्त होते की कंडक्टरने आसपासच्या जागेला प्रति युनिट वेळेत दिलेली एकूण उष्णता ही विद्युत प्रवाहाने प्रत्येक सेकंदाला कंडक्टरमध्ये निर्माण होणाऱ्या उष्णतेच्या प्रमाणात असते, तेव्हा तापमान कंडक्टरची वाढ थांबेल आणि कायमस्वरूपी होईल.

प्रवाहाच्या मार्गादरम्यान कंडक्टरमधून उष्णता कमी होणे ही एक अतिशय गुंतागुंतीची घटना आहे ज्यामुळे शरीराच्या थंड होण्याच्या दरावर परिणाम करणाऱ्या सर्व परिस्थितींवर कंडक्टरच्या तापमानाचे अवलंबित्व सैद्धांतिकदृष्ट्या प्राप्त होते.

तथापि, सैद्धांतिक विचारांच्या आधारे काही निष्कर्ष काढले जाऊ शकतात. दरम्यान, नेटवर्कच्या सर्व तांत्रिक गणना, रिओस्टॅट्स, विंडिंग्स इत्यादींसाठी तारांच्या तपमानाचा प्रश्न खूप व्यावहारिक महत्त्व आहे. म्हणून, तंत्रज्ञानामध्ये, ते अनुभवजन्य सूत्रे, नियम आणि तक्ते वापरतात जे तारांचे क्रॉस-सेक्शन आणि तारा ज्या विविध परिस्थितीत आहेत त्या अंतर्गत परवानगीयोग्य वर्तमान शक्ती यांच्यातील संबंध देतात. काही गुणात्मक संबंधांचा अंदाज लावला जाऊ शकतो आणि सहज अनुभवाने स्थापित केला जाऊ शकतो.

अर्थात, शरीर थंड होण्याच्या तीन कारणांपैकी एकाचा प्रभाव कमी करणारी कोणतीही परिस्थिती कंडक्टरचे तापमान वाढवते. यापैकी काही परिस्थितींकडे लक्ष वेधू या.

क्षैतिजरित्या ताणलेल्या अनइन्सुलेटेड सरळ वायरमध्ये उभ्या स्थितीत समान वर्तमान ताकदीच्या समान तारापेक्षा कमी तापमान असते, कारण दुसऱ्या प्रकरणात गरम हवा वायरच्या बाजूने वाढते आणि गरम हवेची जागा थंड हवेने अधिक हळूहळू होते, पहिल्या प्रकरणात पेक्षा.

सर्पिलमधील वायरची जखम एका सरळ रेषेत पसरलेल्या समान अँपेरेजच्या समान वायरपेक्षा जास्त गरम होते.

इन्सुलेशनच्या थराने झाकलेला कंडक्टर अनइन्सुलेटेडपेक्षा जास्त गरम करतो, कारण इन्सुलेशन हा नेहमी उष्णतेचा कमकुवत वाहक असतो आणि इन्सुलेशनच्या पृष्ठभागाचे तापमान कंडक्टरच्या तापमानापेक्षा खूपच कमी असते, त्यामुळे थंड होते. वायू प्रवाह आणि किरणोत्सर्गामुळे ही पृष्ठभाग खूपच लहान आहे.

जर हायड्रोजन किंवा ग्लोइंग गॅसमध्ये वायर ठेवली असेल, ज्याची थर्मल चालकता हवेपेक्षा जास्त असेल, तर त्याच वर्तमान शक्तीसाठी वायरचे तापमान हवेपेक्षा कमी असेल. याउलट, कार्बन डाय ऑक्साईडसह, ज्याची थर्मल चालकता हवेपेक्षा कमी असते, वायर अधिक गरम होते.

जर कंडक्टर एखाद्या पोकळीत (व्हॅक्यूम) ठेवला असेल, तर उष्णतेचे संवहन पूर्णपणे थांबेल आणि कंडक्टरचे गरम हवेपेक्षा खूप जास्त असेल. इनॅन्डेन्सेंट बल्ब स्थापित करताना याचा वापर केला जातो.

सर्वसाधारणपणे, इतर थंड घटकांमध्ये तारांच्या हवेच्या प्रवाहांचे थंड होणे हे प्राथमिक महत्त्व आहे. थंड पृष्ठभागाच्या क्षेत्रामध्ये कोणतीही वाढ कंडक्टरचे तापमान कमी करते. त्यामुळे, एकमेकांच्या संपर्कात नसलेल्या पातळ समांतर तारांचे बंडल समान प्रतिकाराच्या जाड वायरपेक्षा अधिक चांगले थंड केले जाते, ज्याचा क्रॉस-सेक्शन बंडलमधील सर्व तारांच्या क्रॉस-सेक्शनच्या बेरजेइतका असतो. .

तुलनेने कमी वजनाचे रियोस्टॅट्स बनवण्यासाठी, अत्यंत पातळ धातूच्या पट्ट्या कंडक्टर म्हणून वापरल्या जातात, ज्याची लांबी कमी करण्यासाठी क्रिम केले जाते.

कंडक्टरमधील विद्युत् प्रवाहाने दिलेली उष्णतेचे प्रमाण त्याच्या प्रतिरोधकतेच्या प्रमाणात असल्याने, समान आकाराचे परंतु भिन्न पदार्थ असलेल्या दोन वाहकांच्या बाबतीत, ज्या वाहकाची प्रतिरोधक क्षमता जास्त असते ते उच्च तापमानाला गरम केले जाते.

वायरचा क्रॉस-सेक्शन कमी करून, आपण त्याचा प्रतिकार इतका वाढवू शकता की त्याचे तापमान त्याच्या वितळण्याच्या बिंदूपर्यंत पोहोचेल. हे नेटवर्क आणि डिव्हाइसेसना डिझाईन केलेल्या डिव्हाइसेस आणि नेटवर्कपेक्षा जास्त शक्तीच्या प्रवाहामुळे नुकसान होण्यापासून संरक्षित करण्यासाठी वापरले जाते.

या तथाकथित साठी फ्यूज, जे कमी वितळणाऱ्या धातूपासून बनवलेल्या लहान तारा आहेत (चांदी किंवा शिसे). या वायरच्या क्रॉस-सेक्शनची गणना केली जाते जेणेकरून विशिष्ट निर्दिष्ट वर्तमान शक्तीवर ही वायर वितळते.

विविध प्रवाहांसाठी फ्यूजचा क्रॉस-सेक्शन शोधण्यासाठी टेबलमध्ये दिलेला डेटा कमीतकमी ठराविक परिमाणांच्या लांबीसह फ्यूजचा संदर्भ देतो.

कॉपर क्लॅम्प्सच्या चांगल्या थर्मल कंडॅक्टिव्हिटीमुळे एक अतिशय लहान फ्यूज लांबपेक्षा चांगला थंड होतो आणि त्यामुळे थोडा जास्त प्रवाहाने वितळतो. याव्यतिरिक्त, फ्यूजची लांबी अशी असावी की जेव्हा ते वितळते तेव्हा तारांच्या टोकांमध्ये विद्युत चाप तयार होऊ शकत नाही. अशा प्रकारे, मुख्य व्होल्टेजवर अवलंबून फ्यूजची सर्वात लहान लांबी निर्धारित केली जाते.

हे देखील पहा:

सूत्रांमध्ये विस्तारित वर्तमान प्रवाहासह थेट भाग गरम करणे