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电工基础
1.3.8.4 四、电流的热效应
电流的热效应

当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量,这种现象称为电流的热效应。从能量的转化角度看,电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。

电流通过导体所产生的热量Q和电流I的平方、导体本身的电阻R以及电流通过的时间t成正比。这是英国科学家焦耳和俄国科学家楞次通过大量的实验先后得出和验证的结论,被人们称为焦耳—楞次定律,用公式表达为

Q=I2Rt (1-16)

式中 I——通过导体的电流,单位为A;

R——导体的电阻,单位为Ω;

t——电流通过导体的时间,单位为s;

Q——电流在电阻上产生的热量,单位为J。

在实际生产和生活中,有许多用电器都是根据电流的热效应原理制成的,统称为电热器,如电水壶、电饭煲、电热毯、电烘箱、电烙铁、电熨斗、电炉等。电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。

电流的热效应还会在其他非纯电阻电器中产生,如电动机、变压器、发电机、电视机和计算机等,这里产生的热量,往往是人们所不希望的,在产品设计中不可忽视。所以,一般在这些设备中都加有吹风系统、散热系统和冷却系统等辅助设计。

需要说明的是,焦耳—楞次定律适合任何元件及发热的计算,而只有在像电热器这样的电路(纯电阻电路)中,下列等式才成立(因为它是从欧姆定律推导出来的)

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