回覆列表
  • 1 # 使用者564514953434

    這個問題與電器的溫升有關。

    我家的電烤箱,銘牌引數如下:

    額定功率和額定電流的意思到底是什麼?

    先建立幾個概念:

    第一個概念:溫升

    溫升指的是電器裝置的外殼溫度與環境溫度的溫度差,通常用希臘字母τ來表示。

    我們設電器表面溫度為 ,環境溫度為 ,於是溫升為: 。

    第二個概念:電器的溫升曲線和時間常數T

    我們看下圖:

    當電烤箱未載入電壓時,電烤箱的外殼溫度與環境溫度相同,它的溫升等於零。載入電流後,電烤箱外殼的溫度也隨之上升。

    我們發現一個有趣現象:就是電器的升溫曲線存在時間常數T,當送電時間到達並超過4T後,電器的外表面溫度達到最大值,此時的溫升叫做穩定溫升τw。

    當電器溫升到達穩定溫升後,電器內部的溫度也到達最大允許值。若電器的溫升超過最大允許溫升,則電器內部的元器件會降低使用壽命,甚至損壞。

    電器的最大允許溫升τw所對應的電流就叫做額定電流。

    知道了額定電流的概念後,我們再來看題主的問題:“為什麼用電器的實際最大執行電流不能超過額定電流?”

    回答:

    有了上述概念後,我們很容易就知道,若電器的執行電流超過額定電流,電器的表面溫度一定會上升並超過允許值,電器內部元器件的溫度也會超過允許值,其代價就是犧牲電器的使用壽命。

    那麼是不是所有的電器的執行電流都不允許超過額定電流。也未必,有一類特殊電器,它們的執行電流就可以超過額定電流,但它們的執行時間不得超過技術說明書給定的時間。這類電器包括:女孩子的頭髮吹風機,家裡用於破壁的粉碎機等等。

    我們把這類電器叫做短時工作制的電器,而電烤箱、電冰箱之類的電器叫做長期工作制的電器。

    值得注意的是:儘管短時工作制的電器它的執行電流可以超過額定電流,但電器停止執行後,必須確保電器的散熱時間足夠長。散熱時間恰好也是4T。

    ==================

    回答完問題後,我來給大家講講幾個有關的理論問題:

    第一個問題:電源的輸入能量與電器的溫升之間有何關係?

    設電器的等效電阻是R,輸入電流是I,電器的表面積是A,它的溫升是τ,則當電器進入穩定溫升τw後,有如下關係成立:

    ,式1

    式中的Kt叫做綜合散熱係數,它是熱傳導、熱對流和熱輻射的綜合體現。

    由於等號左邊其實就是輸入功率P,因此式1還可以寫成如下形式:

    ,式2

    式2有一個偉大的名字,叫做牛頓散熱公式。它是偉大科學家牛頓首先提出來的。

    第二個問題,導線的載流量,也即導線的額定電流為何與導線的長度無關?

    導線,我們知道它有長度L,也有截面積S,當然還有導線端面的周長M。它的電阻R可以寫成定義式: 。

    我們把電阻定義式代入式1,並求出電流,如下:

    ,式3

    我們把導線的兩個端面忽略,把導線的表面積用它的端面周長M與長度L的乘積來代表,即:A=ML。我們把它代入到式3中,得到:

    ,式4

    發現沒有,導線的長度L被消掉了!

    這說明什麼?說明導線的額定電流,或者說導線的最大載流量只與導線的截面積S有關,與導線的材質當然也有關,但與導線的長度無關!

    這一點,從事於電氣的工作者們應當最清楚。原來導線的載流為何與導線長度無關,它的原理就來自於這裡。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 金銅仙人辭漢,是什麼典故?