करंट के साथ ताप तार

चूँकि तार के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा द्वारा उत्पन्न ऊष्मा की मात्रा समय के समानुपाती होती है, तार के तापमान में निरंतर वृद्धि होनी चाहिए क्योंकि तार के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है। वास्तव में, जब एक तार के माध्यम से लगातार धारा प्रवाहित की जाती है, तो एक निश्चित स्थिर तापमान स्थापित हो जाता है, हालांकि इस तार में गर्मी की निरंतर रिहाई जारी रहती है।

इस घटना को इस तथ्य से समझाया गया है कि कोई भी शरीर जिसका तापमान पर्यावरण के तापमान से अधिक है, इस तथ्य के कारण पर्यावरण को ऊष्मा ऊर्जा जारी करता है:

• सबसे पहले, शरीर ही और इसके संपर्क में आने वाले निकायों में तापीय चालकता होती है;

• दूसरे, शरीर से सटी हवा की परतें गर्म होती हैं, ऊपर उठती हैं, और ठंडी परतों को रास्ता देती हैं, जो फिर से गर्म हो जाती हैं, और इसी तरह। (गर्मी संवहन);

• तीसरा, इस तथ्य के कारण कि गर्म शरीर आसपास के अंतरिक्ष में अंधेरे और कभी-कभी दिखाई देने वाली किरणों का उत्सर्जन करता है, इस (विकिरण) पर अपनी तापीय ऊर्जा का हिस्सा खर्च करता है।

उपरोक्त सभी गर्मी के नुकसान अधिक हैं, शरीर और पर्यावरण के तापमान के बीच का अंतर जितना अधिक होगा।इसलिए, जब कंडक्टर का तापमान इतना अधिक हो जाता है कि कंडक्टर द्वारा प्रति यूनिट समय में आसपास के स्थान को दी गई गर्मी की कुल मात्रा कंडक्टर में विद्युत प्रवाह द्वारा प्रत्येक सेकेंड में उत्पन्न गर्मी की मात्रा के बराबर होती है, तो तापमान कंडक्टर का बढ़ना बंद हो जाएगा और स्थायी हो जाएगा।

करंट के पारित होने के दौरान कंडक्टर से गर्मी का नुकसान बहुत जटिल घटना है जो सैद्धांतिक रूप से शरीर के ठंडा होने की दर को प्रभावित करने वाली सभी परिस्थितियों पर कंडक्टर के तापमान की निर्भरता प्राप्त करने के लिए है।

हालाँकि, सैद्धांतिक विचारों के आधार पर कुछ निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं। इस बीच, नेटवर्क, रिओस्टैट्स, वाइंडिंग्स इत्यादि की सभी तकनीकी गणनाओं के लिए तारों के तापमान का प्रश्न बहुत व्यावहारिक महत्व है। इसलिए, प्रौद्योगिकी में, वे अनुभवजन्य सूत्रों, नियमों और तालिकाओं का उपयोग करते हैं जो तारों के क्रॉस-सेक्शन और अनुमेय वर्तमान शक्ति के बीच संबंध देते हैं जिसमें विभिन्न परिस्थितियों में तार होते हैं। अनुभवजन्य रूप से कुछ गुणात्मक संबंधों की भविष्यवाणी की जा सकती है और आसानी से स्थापित किया जा सकता है।

जाहिर है, कोई भी परिस्थिति जो शरीर के ठंडा होने के तीन कारणों में से एक के प्रभाव को कम करती है, कंडक्टर के तापमान को बढ़ा देती है। आइए जानते हैं ऐसी ही कुछ परिस्थितियों के बारे में।

क्षैतिज रूप से खींचे गए एक बिना तार वाले सीधे तार का तापमान समान तार की तुलना में एक ही तार की तुलना में एक ऊर्ध्वाधर स्थिति में होता है, क्योंकि दूसरे मामले में गर्म हवा तार के साथ ऊपर उठती है और ठंडी हवा के साथ गर्म हवा का प्रतिस्थापन अधिक धीरे-धीरे होता है, पहले मामले की तुलना में।

एक सर्पिल में तार का घाव एक सीधी रेखा में फैले समान एम्परेज के समान तार की तुलना में बहुत अधिक गर्म होता है।

इन्सुलेशन की एक परत के साथ कवर किया गया एक कंडक्टर एक गैर-अछूता से अधिक गर्म होता है, क्योंकि इन्सुलेशन हमेशा गर्मी का एक खराब संवाहक होता है, और इन्सुलेशन की सतह का तापमान कंडक्टर के तापमान से बहुत कम होता है, इसलिए ठंडा करना वायु धाराओं और विकिरण द्वारा यह सतह बहुत अधिक-छोटी है।

यदि किसी तार को हाइड्रोजन या चमकीली गैस में रखा जाता है, जिसकी तापीय चालकता वायु से अधिक होती है, तो समान विद्युत धारा के लिए तार का तापमान हवा की तुलना में कम होगा। इसके विपरीत, कार्बन डाइऑक्साइड के साथ, जिसकी तापीय चालकता हवा की तुलना में कम होती है, तार अधिक गर्म होता है।

यदि कंडक्टर को एक कैविटी (निर्वात) में रखा जाता है, तो गर्मी का संवहन पूरी तरह से बंद हो जाएगा और कंडक्टर का ताप हवा की तुलना में बहुत अधिक होगा। गरमागरम बल्ब स्थापित करते समय इसका उपयोग किया जाता है।

सामान्य तौर पर, अन्य शीतलन कारकों के बीच तारों की वायु धाराओं का ठंडा होना प्राथमिक महत्व का है। कूलिंग सरफेस एरिया में कोई भी वृद्धि कंडक्टर के तापमान को कम कर देती है। इसलिए, पतले समानांतर तारों का एक बंडल जो एक दूसरे के संपर्क में नहीं हैं, समान प्रतिरोध के मोटे तार की तुलना में बहुत बेहतर ठंडा होता है, जिसका क्रॉस-सेक्शन बंडल में सभी तारों के क्रॉस-सेक्शन के योग के बराबर होता है। .

अपेक्षाकृत कम वजन के रिओस्तात बनाने के लिए, बहुत पतली धातु की पट्टियों को कंडक्टर के रूप में उपयोग किया जाता है, जो उनकी लंबाई को कम करने के लिए समेटा जाता है।

चूँकि किसी चालक में धारा द्वारा दी जाने वाली ऊष्मा की मात्रा उसके प्रतिरोध के समानुपाती होती है, तो एक ही आकार के दो कंडक्टरों के मामले में अलग-अलग पदार्थ, जिस कंडक्टर का प्रतिरोध अधिक होता है, उसे उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है।

तार के अनुप्रस्थ काट को कम करके आप इसके प्रतिरोध को इतना बढ़ा सकते हैं कि इसका तापमान इसके गलनांक तक पहुँच जाए। इसका उपयोग नेटवर्क और उपकरणों को उपकरणों और नेटवर्क के लिए डिज़ाइन की गई तुलना में अधिक ताकत की धाराओं से क्षतिग्रस्त होने से बचाने के लिए किया जाता है।

इसके लिए तथाकथित फ़्यूज़, जो कम पिघलने वाली धातु (चाँदी या सीसा) से बने छोटे तार होते हैं। इस तार के क्रॉस-सेक्शन की गणना की जाती है ताकि एक निश्चित निर्दिष्ट वर्तमान ताकत पर यह तार पिघल जाए।

विभिन्न धाराओं के फ़्यूज़ के क्रॉस-सेक्शन को देखने के लिए तालिकाओं में दिए गए डेटा फ़्यूज़ को कम से कम कुछ आयामों की लंबाई के साथ संदर्भित करते हैं।

तांबे के क्लैम्प की अच्छी तापीय चालकता के कारण एक बहुत छोटा फ्यूज लंबे समय से बेहतर ठंडा होता है जिससे यह जुड़ा होता है और इसलिए थोड़ी अधिक धारा में पिघल जाता है। इसके अलावा, फ्यूज की लंबाई ऐसी होनी चाहिए कि जब यह पिघल जाए तो तारों के सिरों के बीच एक विद्युत चाप न बन सके। इस प्रकार, मुख्य वोल्टेज के आधार पर फ्यूज की सबसे छोटी लंबाई निर्धारित की जाती है।

यह सभी देखें:

सूत्रों में विस्तारित वर्तमान प्रवाह के साथ जीवित भागों का ताप