Нагрев провода электрическим током

Нагрев провода электрическим токомКогда ток проходит по проводу происходит преобразование электроэнергии в тепловую. Скорость данного процесса характеризуется мощностью.
Количество выделяемого тепла в проводнике (Q), по Закону Джоуля-Ленца пропорционально квадрату тока (I²), времени прохождения тока (t) и сопротивлению проводника (r).
Данный процесс имеет большое практическое значение при создании ламп накаливания, различных нагревательных приборов и электропечей. Но в прочих случаях выделение тепла в проводах − бесполезная трата электроэнергии, способная к тому же привести порче изоляции и проводов, и самих устройств из-за чрезмерного повышения температуры.
Количество выделяющегося в проводе тепла пропорционально объему данного провода и приращению температуры, при этом скорость отдачи тепла окружающему пространству пропорциональна разнице между температурой провода и температурой окружающей его среды.
Сразу же после включения разница температур будет незначительна. Рассеивается только небольшая часть тепла, в то время как основное его количество постепенно нагревает провод.
С тем как увеличивается накал провода, растет и разность между температурой самого провода и температурой окружающей среды. Провод отдает все большее количество тепла, а потому рост его накала постепенно замедляется. В конечном итоге возникает тепловое равновесие между температурой провода и окружающей среды.
Время до установления данного равновесия температур для всех кабелей неодинаково.
Перегрева проводов нужно избегать, чтобы не пришла в негодность изоляционная оболочка проводов и кабелей.
Предельная температура нагрева изолированного провода − 55-100°С. Более точная цифра определяется, исходя из условия монтажа и свойств изоляции данного кабеля или провода. Ток, при течении которого устанавливается соответствующая нормам температура, называют «предельно допустимым током» или «номинальным током проводки». Из таблиц, приведенных в ПУЭ или в стандартных электротехнических справочниках можно узнать значения номинальных токов для проводов с различными сечениями.
Также одним из определяющих понятий является «допустимая мощность рассеивания»: под этим понимают мощность, развиваемую током в проводе, при которой устанавливается допустимая температура и тепловое равновесие.
Провод будет перегружен, если по нему пройдет ток больше номинального. Но если учесть, что температурное равновесие наступает не единовременно, ток больше номинального в проводе допустим.