Электричество шаг за шагом

Электрический ток, проходя по проводнику, оставляет в нём часть своей энергии, выделяет в проводнике определённую мощность. Мощность, которая достаётся проводнику, зависит от его сопротивления и очень сильно — в квадрате! — зависит от тока. Увеличьте ток в проводнике в три раза, и выделенная в нём мощность возрастёт в девять раз. Вся эта мощность выделяется в виде тепла, и дальше всё зависит от того, насколько хорошо проводник отдаёт тепло в окружающее пространство. Если это проводник большого диаметра, то есть с большой поверхностью теплоотдачи, то он не будет сильно нагреваться, и тепловой баланс («сколько получаю мощности, столько отдаю в виде тепла окружающему пространству», Т-8) установится при сравнительно низкой температуре. Если же проводник тонкий, если излучающая тепло поверхность у него маленькая, то баланс «получаю-отдаю» автоматически установится при более высокой температуре. Но всегда теплообмен должен быть рассчитан так, чтобы эта более высокая температура не доводила до вполне возможных неприятностей, например, до разрушения изолирующего лакового покрытия обмоточного провода, что легко может привести к короткому замыканию соседних витков и в итоге к возгоранию.

Кстати, тип изоляции также влияет на теплообмен. Лучше всего отдаёт тепло голый провод, без изоляции. Незначительно ухудшает теплообмен тонкий, в сотые доли миллиметра, слой эмалевой изоляции очень распространённого провода типа ПЭ (провод эмалированный). Значительно хуже отдаёт тепло провод с полимерной или иной плотной изоляцией. Важно также, в каких условиях находится проводник. В открытой проводке или в воздушной линии электропередачи он охлаждается лучше, чем в подземном кабеле или в многослойной обмотке трансформатора и электродвигателя.

В одном случае, правда, перегрев проводника используется с пользой для дела — в плавких предохранителях. Их основа — короткий кусочек провода строго рассчитанного и проверенного сечения, этот проводок включается в электрическую цепь последовательно, и через него проходит общий ток. Диаметр проводка выбран с таким расчётом, что, если ток заметно превысит нормальную величину, проводок перегреется, сгорит и разорвёт цепь, спасая весь аппарат от неприятностей.

ВК-184. На производстве часто желательно использование синхронных двигателей — их ротор вращается с постоянной скоростью. Но для этого нужно ввести двигатель в синхронизм — раскрутить ротор до той скорости, с которой он будет вращаться. Для мощных двигателей это серьёзная проблема, и одно из её решений — синхронный двигатель с асинхронным пуском. Он начинает вращаться как асинхронный и, когда ротор набирает нужные обороты, автоматически переключается в свой основной режим.