60.4. Плитку мощности 800 Вт, рассчитанную на напряжение 220 В, включают в сеть с напряжением ПО В. Какую мощность плитка будет поглощать при этом из сети? Будет ли она поглощать нормальную мощность (800 Вт), если разделить ее спираль на две равные части и включить их в сеть параллельно, как показано на рис. 96? Какую мощность будет потреблять эта плитка, если разделить спираль на такие части, чтобы сопротивление одной из них, скажем ab, составляло треть общего сопротивления всей спирали ad?
60.5. Вычислите мощность, расходуемую в вашей квартире, когда включены все электрические лампочки и электрические приборы, и израсходованную электрическую энергию, если эти приборы оставались включенными в течение трех часов.
§ 61. Понятие о расчете нагревательных приборов. Для нормальной работы любого электронагревательного прибора его обмотка должна быть правильно рассчитана.
Рассмотрим, чем определяется температура, которую принимает проволока под действием тока. Выделяющееся джоулево тепло не остается внутри проволоки, а уходит вследствие теплопередачи (теплопроводности, конвекции и излучения) через поверхность проволоки. Количество теплоты, ушедшее вследствие теплопередачи, тем больше, чем больше разность температур проволоки и окружающей среды и чем лучше отводит тепло окружающая среда. Поэтому после включения тока температура проволоки постепенно повышается, пока через некоторое
Рис. 96. К упражнению 60.4
136
достаточно долгое время не сделается постоянной, а именно такой, что количество теплоты, выделяющееся в проволоке, в точности равно количеству теплоты, уходящему вследствие теплопередачи. Чем хуже проводит тепло окружающая среда, тем выше эта окончательная температура, и, наоборот, чем лучше среда проводит тепло и чем лучше идет охлаждение, тем более низкую температуру принимает проволока под действием данного тока. Мы видим, что температура проволоки при данном токе тем выше, чем лучше ее тепловая изоляция. Поэтому стараются как можно лучше изолировать нагревательный прибор со всех сторон, кроме той, где должна быть использована высокая температура нагревательного элемента.
Чем меньше диаметр проволоки, тем больше сопротивление единицы ее длины и, следовательно, тем больше по закону Джоуля — Ленца (56.1) количество теплоты, выделяемое данным током на единице длины проволоки. С другой стороны, чем тоньше проволока, тем меньше ее поверхность и тем меньше теплопередача. Поэтому температура проволоки при данном токе тем выше, чем меньше ее диаметр. далее