Qual è la corrente nominale massima consentita del cavo e la dissipazione di potenza consentita
Quando la corrente elettrica passa attraverso il filo, l'energia elettrica viene convertita in calore. La velocità del processo di conversione dell'energia elettrica in calore è caratterizzata da energia P = interfaccia utente.
La quantità di calore generata dalla corrente nel filo, proporzionale al quadrato della corrente, alla resistenza del conduttore e al tempo di passaggio della corrente: Q = Az2rt (La legge di Joule-Lenz).
La conversione dell'energia elettrica in energia termica è di grande importanza pratica nella creazione di lampade ad incandescenza, dispositivi di riscaldamento e forni elettrici. Il rilascio di calore nei cavi e negli avvolgimenti di apparecchiature elettriche, macchine, trasformatori, dispositivi di misurazione e di altro tipo non è solo un inutile spreco di energia elettrica, ma anche un processo che può portare a un aumento di temperatura inaccettabilmente elevato e danni all'isolamento dei cavi e anche loro stessi dispositivi.
La quantità di calore generata nel conduttore è proporzionale al volume del conduttore e all'aumento di temperatura, e la velocità di trasferimento del calore all'ambiente circostante è proporzionale alla differenza di temperatura tra il conduttore e l'ambiente circostante.
La prima volta dopo l'accensione del circuito, la differenza di temperatura tra il filo e l'ambiente è piccola. Solo una piccola parte del calore generato dalla corrente si dissipa nell'ambiente e la maggior parte del calore rimane nel filo e va al suo riscaldamento. Questo spiega il rapido aumento della temperatura del filo nella fase iniziale del riscaldamento.
All'aumentare della temperatura del filo, aumenta la differenza di temperatura tra il filo e l'ambiente e aumenta la quantità di calore rilasciata dal filo. A questo proposito, l'aumento della temperatura dei fili rallenta sempre di più. Infine, ad una certa temperatura, il locomotore diesel è in equilibrio: contemporaneamente la quantità rilasciata nel conduttore di calore diventa pari alla dissipazione nell'ambiente esterno.
Con l'ulteriore passaggio di corrente continua, la temperatura del filo non cambia ed è chiamata temperatura di stato stazionario.
Il tempo per riscaldare fino a una temperatura costante non è lo stesso per fili diversi: filo lampade ad incandescenza si riscalda in una frazione di secondo, macchina elettrica — dopo alcune ore (come mostra l'analisi, teoricamente il tempo di riscaldamento è infinitamente lungo, intendiamo per tempo di riscaldamento il tempo durante il quale il filo viene riscaldato ad una temperatura non superiore all'1% di quella stabilita).
Il riscaldamento dei fili isolati non deve essere consentito oltre un certo limite, poiché l'isolamento può prendere fuoco o addirittura prendere fuoco in caso di forte surriscaldamento, il surriscaldamento dei fili scoperti porta a un cambiamento delle proprietà meccaniche (tensione del conduttore).
Per i fili isolati, le norme specificano la temperatura massima di riscaldamento 55 - 100 ° C, a seconda delle proprietà dell'isolamento e delle condizioni di installazione. La corrente alla quale la temperatura di stato stazionario soddisfa gli standard è chiamata corrente massima consentita o nominale del conduttore. Il valore delle correnti nominali per le diverse sezioni dei cavi è riportato nello speciale tabelle in PUE e libri di riferimento elettrici.
La potenza sviluppata dalla corrente nel conduttore alla quale si verifica l'equilibrio termico e si stabilisce la temperatura ammissibile è chiamata dissipazione di potenza ammissibile.
Se più della corrente nominale scorre attraverso il filo, allora il filo è "sovraccarico". Tuttavia, poiché la temperatura di regime non viene raggiunta immediatamente, è possibile far superare per breve tempo la corrente nel circuito a quella nominale (finché la temperatura del conduttore non raggiunge il valore limite). La temperatura eccessiva del filo di solito si verifica quando corto circuito.