Ποιο είναι το μέγιστο επιτρεπόμενο ονομαστικό ρεύμα καλωδίων και η επιτρεπόμενη απαγωγή ισχύος

Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από το καλώδιο, η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα. Η ταχύτητα της διαδικασίας μετατροπής της ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμότητα χαρακτηρίζεται από εξουσία P = διεπαφή χρήστη.

Η ποσότητα θερμότητας που παράγεται από το ρεύμα στο καλώδιο, ανάλογο με το τετράγωνο του ρεύματος, την αντίσταση του αγωγού και το χρόνο διέλευσης του ρεύματος: Q = Az2rt (Ο νόμος Joule-Lenz).

Η μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμική ενέργεια έχει μεγάλη πρακτική σημασία στη δημιουργία λαμπτήρων πυρακτώσεως, συσκευών θέρμανσης και ηλεκτρικών κλιβάνων. Η απελευθέρωση θερμότητας σε καλώδια και περιελίξεις ηλεκτρικών, μηχανών, μετασχηματιστών, μετρήσεων και άλλων συσκευών δεν είναι μόνο μια άχρηστη σπατάλη ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά και μια διαδικασία που μπορεί να οδηγήσει σε απαράδεκτα υψηλή άνοδο της θερμοκρασίας και ζημιά στη μόνωση των καλωδίων και ακόμα και οι ίδιοι οι συσκευές.

Η ποσότητα της θερμότητας που παράγεται στον αγωγό είναι ανάλογη με τον όγκο του αγωγού και την αύξηση της θερμοκρασίας και ο ρυθμός μεταφοράς θερμότητας στο περιβάλλον είναι ανάλογος με τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του αγωγού και του περιβάλλοντος χώρου.

Την πρώτη φορά μετά την ενεργοποίηση του κυκλώματος, η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του καλωδίου και του περιβάλλοντος είναι μικρή. Μόνο ένα μικρό μέρος της θερμότητας που παράγεται από το ρεύμα διαχέεται στο περιβάλλον και το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας παραμένει στο σύρμα και πηγαίνει στη θέρμανση του. Αυτό εξηγεί τη γρήγορη αύξηση της θερμοκρασίας του σύρματος στο αρχικό στάδιο της θέρμανσης.

Καθώς η θερμοκρασία του σύρματος αυξάνεται, η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του σύρματος και του περιβάλλοντος αυξάνεται και η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται από το καλώδιο αυξάνεται. Από αυτή την άποψη, η αύξηση της θερμοκρασίας των καλωδίων επιβραδύνεται όλο και περισσότερο. Τέλος, σε μια ορισμένη θερμοκρασία, η ατμομηχανή ντίζελ βρίσκεται σε ισορροπία: την ίδια στιγμή, η ποσότητα που απελευθερώνεται στον αγωγό θερμότητας γίνεται ίση με τη διασπορά στο εξωτερικό περιβάλλον.

Με την περαιτέρω διέλευση συνεχούς ρεύματος, η θερμοκρασία του σύρματος δεν αλλάζει και ονομάζεται θερμοκρασία σταθερής κατάστασης.

Ο χρόνος θέρμανσης σε σταθερή θερμοκρασία δεν είναι ο ίδιος για διαφορετικά σύρματα: σπείρωμα λαμπτήρες πυρακτώσεως θερμαίνεται σε κλάσμα του δευτερολέπτου, ηλεκτρικό αυτοκίνητο — μετά από λίγες ώρες (όπως δείχνει η ανάλυση, θεωρητικά ο χρόνος θέρμανσης είναι απείρως μεγάλος, θα κατανοήσουμε τον χρόνο θέρμανσης ως τον χρόνο κατά τον οποίο το σύρμα θερμαίνεται σε θερμοκρασία που δεν υπερβαίνει το 1% της καθορισμένης).

Η θέρμανση των μονωμένων συρμάτων δεν πρέπει να επιτρέπεται πάνω από ένα συγκεκριμένο όριο, επειδή η μόνωση μπορεί να πάρει φωτιά ή ακόμα και να αναφλεγεί σε περίπτωση σοβαρής υπερθέρμανσης, η υπερθέρμανση των γυμνών συρμάτων οδηγεί σε αλλαγή των μηχανικών ιδιοτήτων (τάση αγωγού).

Για τα μονωμένα καλώδια, οι κανόνες καθορίζουν τη μέγιστη θερμοκρασία θέρμανσης 55 — 100 ° C, ανάλογα με τις ιδιότητες της μόνωσης και τις συνθήκες εγκατάστασης. Το ρεύμα στο οποίο η θερμοκρασία σταθερής κατάστασης πληροί τα πρότυπα ονομάζεται μέγιστο επιτρεπόμενο ή ονομαστικό ρεύμα του αγωγού. Η τιμή των ονομαστικών ρευμάτων για διαφορετικές διατομές συρμάτων δίνεται στο ειδικό τραπέζια σε PUE και ηλεκτρολογικά βιβλία αναφοράς.

Η ισχύς που αναπτύσσεται από το ρεύμα στον αγωγό στον οποίο επιτυγχάνεται η θερμική ισορροπία και καθορίζεται η επιτρεπόμενη θερμοκρασία ονομάζεται επιτρεπόμενη απαγωγή ισχύος.

Εάν περισσότερο από το ονομαστικό ρεύμα διαρρέει το καλώδιο, τότε το καλώδιο είναι "υπερφορτωμένο". Ωστόσο, επειδή η θερμοκρασία σταθερής κατάστασης δεν επιτυγχάνεται αμέσως, είναι δυνατό για μικρό χρονικό διάστημα να αφήσουμε το ρεύμα στο κύκλωμα να υπερβεί το ονομαστικό (μέχρι η θερμοκρασία του αγωγού να φτάσει την οριακή τιμή). Η υπερβολική θερμοκρασία του καλωδίου εμφανίζεται συνήθως όταν βραχυκύκλωμα.