пон авг 31, 2020 10:23 pmHursa написа:
пон авг 31, 2020 8:44 pmpeppone1 написа:
В коя и да е наука няма гледни точки, а закони и формули.
Т. е. според вас – по дългия кабел ще се нагрее повече (в случая и при еднакви сечения на проводниците)?
Пишем закона на Джаул-Ленц – вие го цитирахте (опростено)
Q=I*I*R*t
Нека R е съпротивлението на един метър от кабела. Т. е. Q e топлината генерирана при протичането на ток I през този един метър от кабела.
Но колкото топлина се генерира, толкова топлина се разсейва от повърхността му в стационарен режим (ако не достига това равновесие - ще се нагрява докато се разтопи).
Количеството разсеена топлина от повърхността на един метър кабел (опростено)
Q=S*α*(tп-t0)*t
Където S – повърхността на един метър кабел, α – осреднен коефициент на топлоотдаване от повърхността към околната среда, tп – средна температура на повърхността на кабела, t0 – средна температура на средата около кабела.
(Може да се разпишат двете формули за мощностите, за количеството топлина отделена в единица време, аналогично е.)
При по-дългия кабел – тока ще бъде по-малък (при зададено еднакво за двата случая мрежово напрежение), поради по-голямото съпротивление на целия кабел, a поради това и на цялата система. Т. е. Q – отделената топлина в единица дължина на кабела ще е по-малка. Можем да приемем, че повърхността на един метър кабел е практически постоянна величина, α – коефициента на топлоотдаване също може да се приеме за постоянна величина в разпънатия кабел, t0 – средна температура на средата – нека е приблизително постоянна в помещението по дължина на кабела. А следователно – tп от втората формула, температурата на повърхността на по-дългия кабел – ще е по-ниска. Повърхностната температура е пропорционална на температурата на жилата на кабела. (Може да се включи и температурната зависимост на съпротивлението на проводниците - но това няма да измени изводите, а само ще ги "затвърди".)
Правиш си сметки, но без кръчмаря. Но пропускаш най-важната част от системата- консуматора, тогава имаме делител на напрежение. Това което си дал като пример е мощност отделена в кабел в режим на късо съединение. Когато съпротивлението на проводника е част от друго по-голямо съпротивление, то при увеличаване съпротивлението на кабела, т.е. дължината му и мощността отделена в него нараства дотогава докато двете съпротивления, това на кабела и консуматора се изравнят. Въпреки че мощността на 1 линеен метър дължина остава почти неизменен, то мощността по цялата дължина се е увеличила многократно. Но реално не можем да изпънем кабела като струна и да го нивелираме в идеално хоризонтално положение и да разчитаме че той на всеки метър ще се охлажда равномерно, това практически не е възможно дори и по стълбовете проводите провисват и температурата е най-голяма в местата на извивките и чупките. Ако кабела е спуснат по диагонал или пък ггражданинът решил да го спусне вертикално от четвъртия етаж, каква ще бъде температурата на кабела в най-горната му част и тази най-долу? Ами ако кабела е навит на макара, например удължител и гражданина пожелае да не развива цялата макара за да включи бормашината, какво ще стане с тази част от кабела, навит на макарата или пък при развиването се е завързал на възел или кабела се е огънал?
За топлинна мощност, аналогично на магнитната мощност може да се приложи и формулата: F=n.I, където n e броят на навивките, а I е токът, както е известно. Дали ще е концентрирана магнитна или топлинна, правилата важат за всяка мощност и сила.
Идеални условия няма и не можеш да разглеждаш съпротивлението на един проводник самостоятелно, извън системата от други съпротивления (консуматори). Освен това сечението на кабела не винаги е равномерно, така както късата жичка в микро бушончето изгаря при доста по-голям ток от по-дългата жичка в големия бушон, при еднаква дебелина на жичките. Ето че дори и като самостоятелно съпротивление с неизменен пад върху бушона, т.е. в режим на късо, дългата жица се нагрява повече, като изключим и страничните фактори от охлаждането й при топлоотнемането от свързващите капачки, от балона в който е затворена жичката, дори и на открито винаги изгарят дългите кабели, също по платките дългите писти се топят, а тънките и къси оцеляват.
Виждаме от практиката че изгарят по-дългите проводници, въпреки че в режим на късо мощността в кабела се намаля рязко с нарастване на съпротивлението. А какво остава когато имаме автоматичен регулатор на пада на напрежение в кабела, какъвто представлява мощният консуматор с тънките и дълги кабели? Мощността тогава скача лавинообразно.
Така също можете да се запитате, защо се запалват кабелите поради лоши връзки и при неголям ток, предимно при мрежово напрежение 220V, а в автомобила при стотици ампери ток, няма случай на нагорял кабел?
Опитайте се да решите задачата по-горе с други дължини, сечения и консуматори и забележете с какви темпове нараства мощността в кабела и колко незабележимо спада тя за 1 линеен метър. И нека не се допускат такива груби грешки, така както обичате да вадите цитати от контекста, не можете да извадите и кабелите от системата, защото крайните резултати ще са противоречиви, но въпреки това верни. Не може да се сравнява "ези с тура", всичко зависи от практическият пример който се разглежда, нито от гледни точки, нито от странични фактори, като земното притегляне, инерцията, триенето, климата, всички те се взимат най-накрая.
За конкретния пример, 2KW печка и сечение на кабела 1,5мм2, при дължина от 5м, т.е. 10м, тъй като жилата са две, следователно и мощностите им ще се сумират. Така при 10м. съпротивлението в кабела ще е 0,017x10:1,5=0,113 ома. Токът е 220: (24+0,113)=9,12A. Мощността отделена в кабела ще е 9,12.9,12.0,113=9,39W. За 1 линеен метър получаваме 9,39:10=0,939W. Тъй като жилата са две, общо мощността за метър ще е 1,87W.
При 150м, общо 300м., съпротивлението ще е 3,4 ома, токът ще е 8,02A и мощността в кабела ще е 218,7W. На 1 линеен метър се пада 0,72W. Общо за двете жила 1,44W.
Виждаме че мощността на 1 метър пада само с 1,3 пъти, а общата мощност е нарастнала 23 пъти.