Всем известно, что под воздействием электричества происходит нагревание проводника. Это явление основано на передвижении в металлах свободных электродов. Во время перемещения, происходит их взаимодействие с атомами или ионами вещества, в результате которого происходит передача энергии.
Это приводит к увеличению скорости колебаний этих частиц, что вызывает, в свою очередь, увеличение внутренней энергии во всем проводнике. Таким образом, происходит тепловое действие электрического тока, приводящее к последующей отдаче тепловой энергии окружающей среде. На количество выделяемой теплоты влияют такие факторы, как сила тока, время его действия и сопротивление проводника.
Принцип работы нагревательных приборов
Чтобы правильно оценить эффективность того или иного устройства, применяют коэффициент полезного действия. Данная величина представляет собой отношение полезной энергии ко всему количеству затраченной или потребленной энергии.
Все электрические нагревательные приборы работают на основе теплового действия тока. Их основным элементом, осуществляющим нагрев, служит спираль, материал которой имеет значительное удельное сопротивление. Для ее размещения применяются изоляторы из керамики с высокой теплопроводностью.
В приборах, предназначенных для нагревания жидкостей, для размещения изолированной спирали используются специальные трубки, материалом которых служит нержавеющая сталь.
В процессе работы прибора, его спираль имеет постоянную температуру, за счет баланса, который очень быстро устанавливается между электроэнергией и теплотой, поступающей в окружающую среду.
Эффективность электрической дуги
Наиболее эффективное преобразование электрической энергии в тепловую, происходит при помощи электрической дуги. В данном случае, тепловое действие электрического тока, чаще всего, используется при сварке или в источниках света с большой мощностью.
Для того, чтобы получить электрическую дугу, угольные стержни закрепляются в заизолированных держателях, а, затем, подключаются к току с небольшим напряжением и высокой силой тока. В общую цепь, последовательно со стержнями, включается реостат. При соприкосновении между собой угли сильно раскаляются, а в момент их раздвигания, появляется яркая, слепящая электрическая дуга. Полученная температура дуги позволяет плавить, практически любые металлы. Поэтому, данное явление нашло широкое применение на практике в металлургической промышленности и сварке различных материалов.