电流热效应的利与弊

在上一节《电流的热效应:焦耳-楞次定律讲解》的课程中我们知道,电流通过电阻时要做功,将电能转换为热能,电阻会发热,这种现象称为电流的热效应。

这种效应在我们生活中的电器设备中被广泛使用,但因为这种热效应会时刻跟随着电流,所以它有利也有弊。

有利的电流热效应

电流热效应的利弊
例如电炉通电后,电炉丝变得发红;白炽灯通电后,一会儿热得烫手;电饭锅通电以后,可以发生米煮成熟饭。这些都是电流热效应的有利应用,这些设备好包括电热水器、电烤箱等等:

另外它的有利应用在工业中也是非常广泛,主要也是用来制造热能。

电流热效应的弊

当大电流通过电导线而导线又不够粗时,就会产生大量的热量,破坏导线的绝缘性能,从而导致多条导线的线路出现短路,引发电气火灾。为了避免导线过热,有关部门对各种不同截面积的电导线缆规定了最大允许电流(安全电流)。

短路电流的热效应是酿成电气火灾的主要原因。因为短路电流很大,通常为工作电流的几倍至几十倍,足以引燃短路点周围的可燃物质,从而导致电气火灾的发生。现在电工在一些电路设计及施工中,采取电气火灾监控系统来尽量减少和控制此类事件的发生及影响。

一些大功率电子元器件在工作中要发热,电动机、变压器等在运行中会产生升温,这也是电磁热效应引起的,温度过高会危机这些设备的安全,所以一般要想方设法采取散热措施,以便延长设备的使用寿命。

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