Qual é a classificação máxima de corrente de fio permitida e a dissipação de energia permitida
Quando a corrente elétrica passa pelo fio, a energia elétrica é convertida em calor. A velocidade do processo de conversão de energia elétrica em calor é caracterizada por poder P = interface do usuário.
A quantidade de calor gerada pela corrente no fio, proporcional ao quadrado da corrente, à resistência do condutor e ao tempo de passagem da corrente: Q = Az2rt (A lei de Joule-Lenz).
A conversão de energia elétrica em energia térmica é de grande importância prática na criação de lâmpadas incandescentes, aparelhos de aquecimento e fornos elétricos. A liberação de calor em fios e enrolamentos de aparelhos elétricos, máquinas, transformadores, medidores e outros não é apenas um desperdício inútil de energia elétrica, mas também um processo que pode levar a um aumento de temperatura inaceitavelmente alto e danos ao isolamento de fios e até mesmo os próprios dispositivos.
A quantidade de calor gerada no condutor é proporcional ao volume do condutor e ao aumento de temperatura, e a taxa de transferência de calor para o ambiente é proporcional à diferença de temperatura entre o condutor e o ambiente.
Na primeira vez após ligar o circuito, a diferença de temperatura entre o fio e o ambiente é pequena. Apenas uma pequena parte do calor gerado pela corrente se dissipa no ambiente, e a maior parte do calor permanece no fio e vai para o seu aquecimento. Isso explica o rápido aumento da temperatura do fio na fase inicial de aquecimento.
À medida que a temperatura do fio aumenta, a diferença de temperatura entre o fio e o ambiente aumenta e a quantidade de calor liberada pelo fio aumenta. Nesse sentido, o aumento de temperatura dos fios diminui cada vez mais. Finalmente, a uma determinada temperatura, a locomotiva diesel está em equilíbrio: ao mesmo tempo, a quantidade liberada no condutor de calor torna-se igual à dissipação no ambiente externo.
Com a passagem adicional de corrente contínua, a temperatura do fio não muda e é chamada de temperatura de estado estacionário.
O tempo para aquecer até uma temperatura constante não é o mesmo para fios diferentes: rosca Lâmpadas incandescentes aquece em uma fração de segundo, carro elétrico — depois de algumas horas (como mostra a análise, teoricamente o tempo de aquecimento é infinitamente longo, vamos entender o tempo de aquecimento como o tempo durante o qual o fio é aquecido a uma temperatura que não é superior a 1% da estabelecida).
O aquecimento de fios isolados não deve ser permitido acima de um certo limite, porque o isolamento pode pegar fogo ou até mesmo inflamar em caso de superaquecimento severo, o superaquecimento de fios desencapados leva a uma alteração nas propriedades mecânicas (tensão do condutor).
Para fios isolados, as normas especificam a temperatura máxima de aquecimento de 55 a 100 ° C, dependendo das propriedades do isolamento e das condições de instalação. A corrente na qual a temperatura de estado estacionário atende aos padrões é chamada de corrente máxima permitida ou nominal do condutor. O valor das correntes nominais para diferentes seções transversais de fios é dado no especial tabelas em PUE e livros de referência elétrica.
A potência desenvolvida pela corrente no condutor em que ocorre o equilíbrio térmico e a temperatura permitida é estabelecida é chamada de dissipação de potência permitida.
Se mais do que a corrente nominal fluir através do fio, o fio está "sobrecarregado". No entanto, como a temperatura de regime permanente não é atingida imediatamente, é possível, por um curto período de tempo, deixar a corrente no circuito exceder a nominal (até que a temperatura do condutor atinja o valor limite). A temperatura excessiva do fio geralmente ocorre quando curto circuito.