Нагревание проводов током и потери электроэнергии

Тепловое действие электрического тока играет в электротехни­ке двоякую роль. С одной стороны, способность электроэнергии легко преобразовываться в тепловую энергию широко используют в различных областях народного хозяйства для устройства элект­рических печей и нагревательных приборов. В частности, на строи­тельстве при работах в зимнее время применяют электропрогрев бетона и замерзшего грунта, электроотогрев замерзших трубопро­водов (с использованием переменного тока), сушку штукатурки электролампами и электровоздуходувками. С другой стороны, нагрев током проводов при передаче электрической энергии и на­грев обмоток электрических машин при их работе представляет собой отрицательное явление, так как создает бесполезные затра­ты — потери электрической энергии, а при чрезмерной загрузке проводов током грозит преждевременным выходом из строя элек­троизоляции проводов и пожаром.

При работе любой электроустановки нагрев проводов током вызывает, как уже отмечалось, потери электрической энергии, размер которых определяется в соответствии с законом Джоуля—Ленца. В частности, потери электроэнергии ∆А (Вт ч) и электри­ческой мощности ∆Р (Вт) при передаче энергии постоянным то­ком определяют по следующим формулам:

∆А = 2I²Rt, (1.7)

∆Р = 2I²R, (1.8)

где I — сила тока, протекающего по проводам, A; R — сопротив­ление одного провода, Ом; t — время протекания тока, ч.

Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной

Индукции

Если поместить замкнутый проводник в изменяющееся магнит­ное поле, то в нем будет наводится электрический ток, называе­мый индукционным (наведенным). Причиной возникновения тока является сила Лоренца, выполняющая роль сторонней силы, приводящей заряженные частицы (электроны) в направленное движение. Все это приводит к понятию электродвижущей силы индукции:

Электродвижущая сила, возникающая в проводнике, вокруг которого изменяется магнитное поле, пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

Индуцированный ток в проводнике, помещенном в изменяющееся магнитное поле, всегда имеет такое направление, что магнитное поле индуцированного тока всегда препятствует изменению магнитного поля, вызвавшего этот ток (Правило Ленца).