Wat is de maximaal toegestane draadstroom en de toegestane vermogensdissipatie
Wanneer elektrische stroom door de draad gaat, wordt de elektrische energie omgezet in warmte. De snelheid van het proces van het omzetten van elektrische energie in warmte wordt gekenmerkt door stroom P = gebruikersinterface.
De hoeveelheid warmte die wordt gegenereerd door de stroom in de draad, evenredig met het kwadraat van de stroom, de weerstand van de geleider en de doorgangstijd van de stroom: Q = Az2rt (De wet van Joule-Lenz).
De omzetting van elektrische energie in thermische energie is van groot praktisch belang bij het maken van gloeilampen, verwarmingstoestellen en elektrische ovens. Het vrijkomen van warmte in draden en wikkelingen van elektrische, machines, transformatoren, meet- en andere apparaten is niet alleen een nutteloze verspilling van elektrische energie, maar ook een proces dat kan leiden tot een onaanvaardbaar hoge temperatuurstijging en beschadiging van de isolatie van draden en zelfs zichzelf apparaten.
De hoeveelheid warmte die in de geleider wordt gegenereerd, is evenredig met het volume van de geleider en de temperatuurstijging, en de snelheid van warmteoverdracht naar de omgeving is evenredig met het temperatuurverschil tussen de geleider en de omgeving.
De eerste keer na het inschakelen van het circuit is het temperatuurverschil tussen de draad en de omgeving klein. Slechts een klein deel van de warmte die door de stroom wordt gegenereerd, verdwijnt in de omgeving en de meeste warmte blijft in de draad en gaat naar de verwarming. Dit verklaart de snelle stijging van de temperatuur van de draad in de beginfase van de verwarming.
Naarmate de temperatuur van de draad toeneemt, neemt het temperatuurverschil tussen de draad en de omgeving toe en neemt de hoeveelheid warmte die door de draad vrijkomt toe. In dit opzicht vertraagt de temperatuurstijging van de draden steeds meer. Ten slotte is de diesellocomotief bij een bepaalde temperatuur in evenwicht: tegelijkertijd wordt de hoeveelheid die vrijkomt in de warmtegeleider gelijk aan de dissipatie in de externe omgeving.
Met de verdere doorgang van gelijkstroom verandert de temperatuur van de draad niet en wordt deze een constante temperatuur genoemd.
De tijd om op te warmen tot een constante temperatuur is niet hetzelfde voor verschillende draden: schroefdraad gloeilampen warmt op in een fractie van een seconde, elektrische auto — na een paar uur (zoals uit de analyse blijkt, is de verwarmingstijd theoretisch oneindig lang, we zullen de verwarmingstijd begrijpen als de tijd waarin de draad wordt verwarmd tot een temperatuur die niet meer is dan 1% van de vastgestelde temperatuur).
Verwarming van geïsoleerde draden mag niet worden toegestaan boven een bepaalde limiet, omdat de isolatie vlam kan vatten of zelfs kan ontbranden bij ernstige oververhitting. Oververhitting van blanke draden leidt tot een verandering in mechanische eigenschappen (geleiderspanning).
Voor geïsoleerde draden specificeren de normen de maximale verwarmingstemperatuur 55 - 100 ° C, afhankelijk van de eigenschappen van de isolatie en de installatievoorwaarden. De stroom waarbij de stationaire temperatuur aan de normen voldoet, wordt de maximaal toegestane of nominale stroom van de geleider genoemd. De waarde van de nominale stromen voor verschillende draaddoorsneden wordt gegeven in de special tabellen in PUE en elektrische naslagwerken.
Het vermogen ontwikkeld door de stroom in de geleider waarbij thermisch evenwicht optreedt en de toelaatbare temperatuur tot stand komt, wordt de toelaatbare vermogensdissipatie genoemd.
Als er meer dan de nominale stroom door de draad stroomt, is de draad "overbelast". Aangezien de stationaire temperatuur echter niet onmiddellijk wordt bereikt, is het mogelijk om de stroom in het circuit gedurende korte tijd de nominale waarde te laten overschrijden (totdat de geleidertemperatuur de grenswaarde bereikt). Overmatige draadtemperatuur treedt meestal op wanneer kortsluiting.