พิกัดกระแสสายไฟสูงสุดที่อนุญาตและการกระจายพลังงานที่อนุญาตคือเท่าใด

เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านเส้นลวด พลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นความร้อน ความเร็วของกระบวนการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อนนั้นมีลักษณะดังนี้ พลัง P = ส่วนติดต่อผู้ใช้

ปริมาณความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าในสายไฟ, สัดส่วนกับกำลังสองของกระแส, ความต้านทานของตัวนำและเวลาที่ผ่านของกระแส: Q = Az2rt (กฎของจูล-เลนซ์).

การแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อนมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่งในการสร้างหลอดไส้ อุปกรณ์ทำความร้อน และเตาเผาไฟฟ้า การปล่อยความร้อนในสายไฟและขดลวดของไฟฟ้า เครื่องจักร หม้อแปลง เครื่องวัด และอุปกรณ์อื่นๆ ไม่เพียงแต่เป็นการสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าโดยเปล่าประโยชน์เท่านั้น แต่ยังเป็นกระบวนการที่สามารถนำไปสู่อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างไม่อาจยอมรับได้ และสร้างความเสียหายต่อฉนวนของสายไฟและ แม้แต่อุปกรณ์ของตัวเอง

ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นในตัวนำจะแปรผันตามปริมาตรของตัวนำและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และอัตราการถ่ายเทความร้อนไปยังสิ่งแวดล้อมจะเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างตัวนำกับสิ่งแวดล้อม

ครั้งแรกหลังจากเปิดวงจร ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสายไฟกับสภาพแวดล้อมมีขนาดเล็ก ความร้อนเพียงส่วนน้อยที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าจะกระจายสู่สิ่งแวดล้อม และความร้อนส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในเส้นลวดและไปสู่ความร้อน สิ่งนี้อธิบายถึงการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของอุณหภูมิของเส้นลวดในระยะเริ่มต้นของการให้ความร้อน

เมื่ออุณหภูมิของลวดเพิ่มขึ้น ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างลวดกับสิ่งแวดล้อมจะเพิ่มขึ้น และปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาจากลวดจะเพิ่มขึ้น ในเรื่องนี้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของสายไฟจะช้าลงเรื่อย ๆ ในที่สุด ที่อุณหภูมิหนึ่ง หัวรถจักรดีเซลจะอยู่ในสภาวะสมดุล ในขณะเดียวกัน ปริมาณที่ปล่อยออกมาในตัวนำความร้อนจะเท่ากับการกระจายตัวในสภาพแวดล้อมภายนอก

เมื่อกระแสไฟผ่านต่อไป อุณหภูมิของเส้นลวดจะไม่เปลี่ยนแปลงและเรียกว่าอุณหภูมิคงที่

เวลาในการทำความร้อนจนถึงอุณหภูมิคงที่นั้นไม่เท่ากันสำหรับสายไฟต่างๆ: เกลียว หลอดไส้ ร้อนขึ้นในเสี้ยววินาที รถยนต์ไฟฟ้า — หลังจากผ่านไปสองสามชั่วโมง (ตามการวิเคราะห์ที่แสดงให้เห็น ในทางทฤษฎี เวลาในการทำความร้อนนั้นยาวนานอย่างไม่มีที่สิ้นสุด เราจะเข้าใจเวลาการให้ความร้อนเป็นเวลาที่ลวดถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ไม่เกิน 1% ของค่าที่กำหนด)

ต้องไม่อนุญาตให้ทำความร้อนของสายไฟที่หุ้มฉนวนเกินขีดจำกัดที่กำหนด เนื่องจากฉนวนสามารถติดไฟหรือแม้แต่จุดไฟได้ในกรณีที่มีความร้อนสูงเกินไป ความร้อนสูงเกินไปของสายไฟเปลือยจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกล (แรงดันไฟฟ้าของตัวนำ)

สำหรับสายฉนวน บรรทัดฐานระบุอุณหภูมิความร้อนสูงสุด 55 — 100 ° C ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของฉนวนและเงื่อนไขการติดตั้ง กระแสที่อุณหภูมิคงที่ตรงตามมาตรฐานเรียกว่ากระแสสูงสุดที่อนุญาตหรือพิกัดกระแสของตัวนำ ค่าของกระแสที่ระบุสำหรับส่วนตัดขวางของสายไฟต่างๆ จะแสดงในแบบพิเศษ ตารางใน PUE และหนังสืออ้างอิงทางไฟฟ้า

พลังงานที่พัฒนาโดยกระแสในตัวนำซึ่งเกิดความสมดุลทางความร้อนและอุณหภูมิที่อนุญาตจะถูกสร้างขึ้นเรียกว่า การกระจายพลังงานที่อนุญาต

หากกระแสไฟฟ้าไหลผ่านสายไฟมากกว่าที่กำหนด แสดงว่าสายไฟนั้น "โอเวอร์โหลด" อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอุณหภูมิในสภาวะคงตัวยังไม่ถึงในทันที จึงเป็นไปได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ ที่จะปล่อยให้กระแสในวงจรเกินค่าที่กำหนด (จนกว่าอุณหภูมิตัวนำจะถึงค่าขีดจำกัด) อุณหภูมิของสายไฟที่มากเกินไปมักเกิดขึ้นเมื่อ ไฟฟ้าลัดวงจร.