전류가 흐르는 전열선
전류가 도선에 흐르면서 발생하는 열의 양은 시간에 비례하므로 도선에 전류가 흐르면 도선의 온도는 지속적으로 상승해야 합니다. 사실, 와이어에 전류가 지속적으로 흐르면 이 와이어에서 열의 지속적인 방출이 계속되지만 특정 온도가 일정하게 유지됩니다.
이 현상은 온도가 환경 온도보다 높은 물체가 다음과 같은 사실로 인해 환경에 열 에너지를 방출한다는 사실로 설명됩니다.
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첫째, 신체 자체와 신체와 접촉하는 신체는 열전도율을 가지고 있습니다.
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둘째, 신체에 인접한 공기층이 가열되고 상승하여 더 차가운 층으로 이동하고 다시 가열되는 식입니다. (열 대류);
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셋째, 가열 된 본체가 어둡고 때로는 가시 광선을 주변 공간으로 방출하여 열 에너지의 일부를 이것 (방사선)에 소비한다는 사실 때문입니다.
위의 모든 열 손실이 클수록 신체 온도와 환경의 차이가 커집니다.따라서 도체의 온도가 너무 높아져 단위 시간당 도체가 주변 공간에 발산하는 총 열량이 전류에 의해 매초 도체에서 발생하는 열량과 같을 때 온도는 도체의 증가를 멈추고 영구적이 됩니다.
전류가 흐르는 동안 전도체에서 열이 손실되는 현상은 신체의 냉각 속도에 영향을 미치는 모든 상황에 대한 전도체 온도의 의존성을 이론적으로 얻기에는 너무 복잡한 현상입니다.
그러나 이론적 고찰을 바탕으로 몇 가지 결론을 도출할 수 있습니다. 한편, 전선의 온도 문제는 네트워크, 가변 저항, 권선 등의 모든 기술 계산에 실질적으로 매우 중요합니다. 따라서 기술에서는 와이어의 다양한 조건에서 와이어 단면과 허용 전류 강도 사이의 관계를 제공하는 실험식, 규칙 및 표를 사용합니다. 일부 질적 관계는 예측할 수 있고 경험적으로 쉽게 설정할 수 있습니다.
분명히 신체 냉각의 세 가지 원인 중 하나의 영향을 감소시키는 모든 상황은 도체의 온도를 증가시킵니다. 이러한 상황 중 일부를 지적해 보겠습니다.
수평으로 연신된 비절연 직선 와이어는 수직 위치에서 동일한 전류 강도의 동일한 와이어보다 온도가 낮습니다. 첫 번째 경우보다.
나선형으로 감은 전선은 직선으로 뻗은 동일한 암페어의 유사한 전선보다 훨씬 더 가열됩니다.
절연층으로 덮힌 도체는 절연되지 않은 도체보다 더 많이 가열됩니다. 왜냐하면 절연체는 항상 열 전도율이 낮고 절연체 표면의 온도가 도체의 온도보다 훨씬 낮기 때문입니다. 기류와 방사선에 의한 이 표면은 훨씬 작습니다.
와이어를 공기보다 열전도율이 높은 수소 또는 글로우 가스에 넣으면 동일한 전류 강도에 대한 와이어의 온도가 공기보다 낮습니다. 반대로 열전도율이 공기보다 낮은 이산화탄소의 경우 와이어가 더 많이 가열됩니다.
도체를 공동(진공)에 넣으면 열의 대류가 완전히 멈추고 도체의 가열이 공기보다 훨씬 더 커집니다. 백열 전구를 설치할 때 사용합니다.
일반적으로 와이어의 기류 냉각은 다른 냉각 요소 중에서 가장 중요합니다. 냉각 표면적의 증가는 전도체의 온도를 감소시킵니다. 따라서 서로 접촉하지 않는 얇은 병렬 와이어 묶음은 단면적이 번들의 모든 와이어 단면적의 합과 동일한 동일한 저항의 두꺼운 와이어보다 훨씬 더 잘 냉각됩니다. .
상대적으로 가벼운 가변 저항을 만들기 위해 매우 얇은 금속 스트립이 도체로 사용되며 길이를 줄이기 위해 압착됩니다.
도체의 전류에 의해 방출되는 열의 양은 저항에 비례하므로 크기는 같지만 물질이 다른 두 도체의 경우 저항이 더 큰 도체가 더 높은 온도로 가열됩니다.
전선의 단면을 줄임으로써 온도가 융점에 도달할 정도로 저항을 높일 수 있습니다. 이는 장치 및 네트워크가 설계된 것보다 더 큰 전류에 의해 네트워크 및 장치가 손상되지 않도록 보호하는 데 사용됩니다.
이를 위해 소위 퓨즈, 저융점 금속(은 또는 납)으로 만든 짧은 와이어입니다. 이 와이어의 단면은 특정 지정된 전류 강도에서 이 와이어가 녹도록 계산됩니다.
다양한 전류에 대한 퓨즈 단면적을 찾기 위해 표에 제공된 데이터는 길이가 적어도 특정 치수인 퓨즈를 나타냅니다.
매우 짧은 퓨즈는 연결된 구리 클램프의 우수한 열 전도성으로 인해 긴 퓨즈보다 더 잘 냉각되므로 약간 더 높은 전류에서 녹습니다. 또한 퓨즈의 길이는 퓨즈가 녹을 때 와이어 끝 사이에 전기 아크가 형성되지 않도록 해야 합니다. 이러한 방식으로 가장 작은 퓨즈 길이는 주전원 전압에 따라 결정됩니다.
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