Toplinski učinak električne struje

Izvor: Wikipedija
Prijeđi na navigaciju Prijeđi na pretraživanje
Elektromagnetizam
VFPt Solenoid correct2.svg
Elektricitet · Magnetizam

Prolazak električne struje kroz vodiče ili poluvdiče uzrokuje njihovo zagrijavanje. Taj učinak zovemo toplinskim učinkom električne struje, a nastaje kao rezultat sudaranja elektrona sa atomima, koje elektroni izbijaju dalje od ravnotežnog položaja, intenzivirajući njihovo titranje. Ono se ispoljava kroz povišenje temperature, a time i tzv. unutarnje energije. Pojačano titranje atoma osjećamo kao toplinu, a ako se materijal zagrije do usijanja, uz toplinu emitirat će i svjetlost.

Toplinski učinak je veći kad je jača struja kroz materiju, vši napon, duže vrijeme protjecanja struje, a zavisi i o karakteristikama trošila koje definira faktor k. Energiju utrošenu za grijanje (ili druge namjene s toplinskim učinkom) računamo stoga po izrazu:

Termoučinak.jpg

Q = k x U x I x t = k x N x t kWh

  • U x I = N = snaga struje
  • U = napon na priključcima trošila
  • I = jakost struje kroz trošilo
  • t = vrijeme protoka struje kroz trošilo

Uvrštenjem izraza U = i x R (što slijedi iz Ohmovog zakona) u prvotnu formulu, Učinak struje može se nakon uređenja izraziti i kao:

Q = k x I x R x t

Uočimo da se učinak (dakle rad) izražava u kilovatsatima (kWh) i zavisan je o trajanju potrošnje. Manja jedinica za rad je Ws (watsekunda), a veća MWh (megawatsat). W i kW ili MW koriste se za jedinicu snage i predstavljaju rad utrošen u jedinici vremena. Snaga karakterizira trošilo.