где d - диаметр провода, мм; к - постоянный-коэффициент, равный для меди 0,034, для никеля 0,07, для железа 0,127. Диаметр провода отсюда будет:

< = * /пл + 0,005.

Простейшие эпектркческме расчеты нагревательных элементов, применяемых в электробытовых приборах

Электронагреватели широко используются в бытовых электроприборах: чайниках, утюгах, каминах, плитках, паяльниках н т. д.

Геплобое действие тока. При прохождении электрического тока через неподвижные металлические проводники единственным результатом работы тока являetcя нагревание этих проводников, и, следовательно, по закону сохранения энергии вся работа, совершенная током, превращается в тепло.

Работа (в джоулях), совершаемая током при прохождении его через участок цепи, вычисляется по формуле

А = Ult,

где и - напряжение. В; /-сила тока. А; (-время, с.

Количество теплоты (Дж), выделенное в проводнике при прохождении по нему электрического тока, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника н времени прохождения тока и вычисляется по закону Джоуля - Ленца:

где R - сопротивление проводника, Ом.

Произведем расчет количества теп-юты, необходимой для того, чтобы вскипятить воду в чайнике, вмещающем 2 л. Напряжение сети U=220 В. Ток, потребляемый электрочайником, /=4 А, Определить время закипания воды, если КПД его 80% и начальная температура воды 20" С.

Исходные данные: U=220 В; 1=4 А; т=2 кг; КПД=0,8; /=20" С; /л=100С. Удельная теплоемкость воды С=4200.

Определим количество теплоты, необходимое для нагрева воды до температуры кипения. 36

Q„ = ст(кип - to) = 4200 • 2(100-20) = 672 ООО Дж. Определим общее количество теплоты, которое должен выделить нагревательный элемент электрочайника, с учетом потерь на нагрев керамики, корпуса чайника и внещней среды:

<? 672 000

кпд 0,8

Определим время закипания воды в чайнике:

Ощ = = ин.

Отсюда находим /:

VI 220 -4

840 ООО Дж.

= 954 с = 15 мин 54 с.

Мощность электрического тока. Зная работу, совершаемую током за некоторый промежуток времени, можно рассчитать и мощность тока, под которой, так же как и в механике, понимают работу, соверщаемую за единицу времени. Из формулы, определяющей работу постоянного тока А=ии, следует, что мощность его (Р) равна:

Р = -i. = f/A

Нередко говорят о мощности электрического тока, потребляемой от сети, желая этим выразить мысль, что при помощи электрического тока (за счет тока) нагреваются утюги, электроплитки и т. д.

В соответствии с этим на приборах нередко обозначается их мощность, т. е. мощность тока, необходимая для нормального действия этих приборов. Так, например, для нормальной работы электроплитки на 220 В мощностью 500 Вт требуется ток около 2,3 А при напряжении 220 В (2,ЗХ220зк500}. На практике применяют более крупные единицы мощности: I гВт (гектоватт) =100 Вт и 1 кВт (киловатт) = 1000 Вт.

Таким образом. 1 Вт есть мощность, выделяемая током 1 А в провод-кике. Между концами которого поддерживается напряжение 1 В-

Еднннца работы, соверщаемой электрическим током в течение I с при помощи 1 Вт, называется ватт-секундой, или иначе джоулем. Применяют и более крупные единицы работы: 1 гектоватт-час (гВт-ч) или 1 киловатт-час (кВт-ч), который равен работе, совершаемой электрическим током в течение 1 ч при мощности 1 кВт.

Длину и диаметр проволоки нагревательного элемента рассчитывают исходя из величины напряжения сети и заданной мощности нагрева-Основные данных для расчета нагревательных элементов

тельного элемента. Сила тежа прн данном напряжении и мощности определяется по формуле

омическое сопротивление проводника всегда вычисляется по формуле

Зная величину тока, можно найти диаметр н сечение провадоки (табл.). Подставляя полученные значения в формулу

где ( - длина проволоки, м; 5 - сечеиие проволоки, мм; R - сопротивление проволоки. Ом; Q - удельное сопротивление проволоки (для нихрома е=1,1, для фехраля е=1,3). Ом mmV". получим необходимую длину проволоки для нагревательного элемента.

Пример. Определить длину проволоки из нихрома для нагревательного элемента плитки мощностью Р=600 Вт при напряжении сети (/=220 В.

/ = = 2.72А; R = = 8 Ом. 220 2,72

По этим данным находим диаметр и сечение проволоки: rf=0,45 мм, 5=0,159 Mir. Тотда длина проволоки будет равна;

Точно так же можно рассчитать нагревательные элементы и для других электронагревательных приборов.

Примечание. При эксплуатации электрорадиотехнической аппаратуры необходимо знать сечение монтажных проводов - в зависимости от величины проходящего тока. В таблице приведены максимально допустимые токи нагрузки для медных проводов различного сечения. До1цкт«мме «чнш гшгруака яидгшх ярововол (монтажмых)

Параиетр

Сечение провода, ии

0 05 0.07 0.1 0,2 0,3 0,4 0,5 Q.7 I 1,5

2,5 i

Нанбольшнй допустим ы й ток, А

Простой автомат для защиты «лектрмчесиой сети от короткого замыкания

При ремонте электрорадиоаппаратуры, питаемой от электрической сети напряжением 127 нлн 220 В, довольно часто происходят короткие замыкания. Избежать этого можно, если включить автомат, электрическая схема которого изображена на рис, 29, Реле Р подключено параллельно нагрузке и следит за напряжением на ней. Когда напря-