Кто открыл тепловое воздействие тока

• 1 Определения
• 2 Практическое значение
  • 2.1 Снижение потерь энергии
  • 2.2 Выбор проводов для цепей
  • 2.3 Электронагревательные приборы
  • 2.4 Плавкие предохранители
• 3 См. также
• 4 Примечания

В словесной формулировке звучит следующим образом [2]

Мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании постоянного электрического тока, пропорциональна произведению плотности электрического тока на величину напряженности электрического поля

Математически может быть выражен в следующей форме:

где — мощность выделения тепла в единице объёма, — плотность электрического тока, — напряжённость электрического поля, σ — проводимость среды, а точкой обозначено скалярное произведение.

Закон также может быть сформулирован в интегральной форме для случая протекания токов в тонких проводах [3] :

Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивления участка

В интегральной форме этот закон имеет вид

где dQ — количество теплоты, выделяемое за промежуток времени dt, I — сила тока, R — сопротивление, Q — полное количество теплоты, выделенное за промежуток времени от t₁ до t₂. В случае постоянных силы тока и сопротивления:

А применяя закон Ома можно получить следующие эквивалентные формулы:

Электричество 2600 лет назад

Один из инструментов, обнаруженных в археологических раскопках близ Багдада, напоминает электрохимическую ячейку

Примерно в 600 году до нашей эры греческий математик Фалес Милетский обнаружил, что трение меха о Янтарь вызывает притяжение между ними. Более поздние наблюдения доказали, что это притяжение было вызвано дисбалансом электрических зарядов, который называется статическим электричеством.

Археологи также обнаружили доказательства того, что древние люди могли экспериментировать с электричеством. В 1936 году они нашли глиняный горшок с железным прутом и медной пластиной. Он похож на электрохимический (гальванический) элемент.

Неясно, для чего использовался этот инструмент, но он пролил некоторый свет на тот факт, что древние люди, возможно, изучали ранние формы батарей задолго до того, как мы это знаем.

Электрохимический эффект

Когда электрический ток проходит через ткани, в клетках нарушается ионное равновесие и биологический потенциал. Электролиз вследствие поляризации клеточных мембран приводит к коагуляции белков со стороны анода (накопление положительно заряженных частиц вызывает кислую реакцию, ведущую к обезвоживанию и перехода растворимых белков в гель) и колликвационному некрозу со стороны катода (щелочная реакция вызывает набухание коллоидов). Кроме того, возникает агрегация тромбоцитов и лейкоцитов, конгломераты которых могут вызвать тромбоз мелких сосудов и тромбоэмболические осложнения (в легких). Наибольшее электрохимическое действие имеет постоянный и низковольтный переменный ток.

Возможны взрывы угольной пыли. Для возникновения пожаровзрывоопасной обстановки достаточно выполнения условий так называемого пятиугольника взрыва (рис. 2).

При аварийной ситуации вследствие присутствия угольной пыли возможно возникновение трех типов событий.

1. Пожар-вспышка – сгорание облака предварительно перемешанной газопаровоздушной смеси без возникновения волн давления, опасных для людей и окружающих объектов.

2. Взрыв – процесс выделения энергии за короткий промежуток времени, связанный с мгновенным физико-химическим изменением состояния вещества, приводящим к возникновению скачка давления или ударной волны, сопровождающийся образованием сжатых газов или паров, способных производить работу.

3. Имплозия – мгновенное взрывообразное сжатие объема, в котором давление ниже наружного (взрыв, направленный внутрь, в противоположность направленному наружу).

Специфика производства на ТЭС такова, что пожары-вспышки возникают чаще, чем взрывы. Угольная пыль является основным источником взрыва пыли в угольных электростанциях. При этом сценарий аварии может включать в себя два взрыва: первичный и серию вторичных взрывов, которые распространяются по всему объекту (рис. 3).

Электрическая батарея

Металлическая дуга Гальвани вырабатывала ток только в контакте со свежим мясом, которое, как предполагал Гальвани, дает флюиды. Итальянец Алессандро Вольта заменил мясо деревянными опилками, размоченными в соленой воде. Он понял, что самым главным здесь являются два металла, которые реагируют друг с другом, за счет чего электрический заряд переходит из одного металла в другой.

Этот эффект Вольта попытался усилить, сделав в своей конструкции много биметаллических элементов, буквально входящих друг в друга. Его первый «вольтов столб» представлял собой серебряные монеты, переложенные цинковыми дисками и разделенные сырыми древесными опилками.

Соединение проводом верхней монеты с нижним диском приводило к тому, что по цепи тек электрический ток. Таким образом, «животное электричество» Гальвани оказалось тем же самым явлением, что и «тепловое электричество» Вольты (он сам так назвал свое открытие, поскольку столб разогревался), и, чтобы разобраться в этом, физикам придется открыть еще немало законов природы.

Чем электроника дороже — тем она безопаснее?

В теории качественная бытовая техника будет являться более безвредной, так как чем крупнее и «именитее» производитель, тем больше он будет заботиться о своём имидже и, соответственно, сертифицировать все свои продукты как можно более ответственнее. Но это, понятное дело, сказывается и на стоимости оборудования.

Однако стоит учитывать то, что это касается только новой техники, не подвергавшейся физическому воздействию, ремонтам, при правильной эксплуатации, расположении и прочее. Если хоть что-то было нарушено, то интенсивность излучения может измениться в разы.