વર્તમાન સાથે હીટિંગ વાયર

વાયરમાંથી વહેતી વખતે વિદ્યુતપ્રવાહ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમીનું પ્રમાણ સમયના પ્રમાણસર હોવાથી, વાયરમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહેતો હોવાથી વાયરનું તાપમાન સતત વધવું જોઈએ. વાસ્તવમાં, જ્યારે વાયરમાંથી પ્રવાહ સતત પસાર થાય છે, ત્યારે ચોક્કસ સ્થિર તાપમાન સ્થાપિત થાય છે, જો કે આ વાયરમાં ગરમીનું સતત પ્રકાશન ચાલુ રહે છે.

આ ઘટના એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવી છે કે કોઈપણ શરીર કે જેનું તાપમાન પર્યાવરણના તાપમાન કરતા વધારે છે તે હકીકતને કારણે પર્યાવરણમાં ગરમી ઊર્જા મુક્ત કરે છે:

• પ્રથમ, શરીર પોતે અને તેના સંપર્કમાં રહેલા શરીરો થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે;

• બીજું, શરીરને અડીને હવાના સ્તરો ગરમ થાય છે, ઉપર વધે છે અને ઠંડા સ્તરોને માર્ગ આપે છે, જે ફરીથી ગરમ થાય છે, વગેરે. (ગરમી સંવહન);

• ત્રીજે સ્થાને, હકીકત એ છે કે ગરમ શરીર આસપાસની જગ્યામાં શ્યામ અને ક્યારેક દૃશ્યમાન કિરણો બહાર કાઢે છે, તેની થર્મલ ઊર્જાનો એક ભાગ આ (રેડિયેશન) પર ખર્ચ કરે છે.

ઉપરોક્ત તમામ ગરમીનું નુકસાન શરીર અને પર્યાવરણના તાપમાન વચ્ચે જેટલું વધારે છે, તેટલું વધારે છે.તેથી, જ્યારે વાહકનું તાપમાન એટલું ઊંચું થઈ જાય છે કે એકમ સમય દીઠ વાહક દ્વારા આસપાસની જગ્યામાં આપવામાં આવતી ગરમીનું કુલ પ્રમાણ વિદ્યુત પ્રવાહ દ્વારા પ્રત્યેક સેકન્ડે વાહકમાં ઉત્પન્ન થતી ગરમીની માત્રા જેટલું હોય છે, ત્યારે તાપમાન કંડક્ટર વધવાનું બંધ કરશે અને કાયમી બની જશે.

વિદ્યુતપ્રવાહના પસાર થવા દરમિયાન વાહકમાંથી ગરમીનું નુકશાન એ શરીરના ઠંડકના દરને અસર કરતા તમામ સંજોગો પર વાહકના તાપમાનની અવલંબનને સૈદ્ધાંતિક રીતે મેળવવા માટે ખૂબ જટિલ ઘટના છે.

જો કે, સૈદ્ધાંતિક વિચારણાઓના આધારે કેટલાક તારણો કાઢી શકાય છે. દરમિયાન, નેટવર્ક, રિઓસ્ટેટ્સ, વિન્ડિંગ્સ વગેરેની તમામ તકનીકી ગણતરીઓ માટે વાયરના તાપમાનનો પ્રશ્ન ખૂબ જ વ્યવહારુ મહત્વ ધરાવે છે. તેથી, ટેક્નોલોજીમાં, તેઓ પ્રયોગમૂલક સૂત્રો, નિયમો અને કોષ્ટકોનો ઉપયોગ કરે છે જે વાયરના ક્રોસ-સેક્શન અને વાયર હોય તેવી વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં અનુમતિપાત્ર વર્તમાન તાકાત વચ્ચેનો સંબંધ આપે છે. કેટલાક ગુણાત્મક સંબંધોની આગાહી કરી શકાય છે અને સરળતાથી અનુભવપૂર્વક સ્થાપિત કરી શકાય છે.

દેખીતી રીતે, કોઈપણ સંજોગો કે જે શરીરના ઠંડકના ત્રણ કારણોમાંથી એકના પ્રભાવને ઘટાડે છે તે વાહકના તાપમાનમાં વધારો કરે છે. ચાલો આમાંના કેટલાક સંજોગોનો ઉલ્લેખ કરીએ.

આડા રીતે ખેંચાયેલા અનઇન્સ્યુલેટેડ સીધા વાયરમાં ઊભી સ્થિતિમાં સમાન વર્તમાન તાકાત પર સમાન વાયર કરતાં ઓછું તાપમાન હોય છે, કારણ કે બીજા કિસ્સામાં ગરમ ​​હવા વાયરની સાથે વધે છે અને ગરમ હવાને ઠંડી હવા સાથે બદલવાનું વધુ ધીમેથી થાય છે, પ્રથમ કિસ્સામાં કરતાં.

સર્પાકારમાં વાયરનો ઘા સીધી રેખામાં ખેંચાયેલા સમાન એમ્પીરેજના સમાન વાયર કરતાં વધુ ગરમ થાય છે.

ઇન્સ્યુલેશનના સ્તરથી ઢંકાયેલ કંડક્ટર અનઇન્સ્યુલેટેડ કરતાં વધુ ગરમ કરે છે, કારણ કે ઇન્સ્યુલેશન હંમેશા ગરમીનું નબળું વાહક હોય છે, અને ઇન્સ્યુલેશનની સપાટીનું તાપમાન કંડક્ટરના તાપમાન કરતા ઘણું ઓછું હોય છે, તેથી ઠંડક હવાના પ્રવાહો અને કિરણોત્સર્ગ દ્વારા આ સપાટી ઘણી વધુ - નાની છે.

જો વાયર હાઇડ્રોજન અથવા ગ્લોઇંગ ગેસમાં મૂકવામાં આવે છે, જેમાં હવા કરતાં વધુ થર્મલ વાહકતા હોય છે, તો તે જ વર્તમાન શક્તિ માટે વાયરનું તાપમાન હવા કરતાં ઓછું હશે. તેનાથી વિપરીત, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સાથે, જેની થર્મલ વાહકતા હવા કરતા ઓછી છે, વાયર વધુ ગરમ થાય છે.

જો વાહકને પોલાણ (વેક્યુમ) માં મૂકવામાં આવે છે, તો ગરમીનું સંવહન સંપૂર્ણપણે બંધ થઈ જશે અને વાહકની ગરમી હવા કરતાં ઘણી વધારે હશે. અગ્નિથી પ્રકાશિત બલ્બ ઇન્સ્ટોલ કરતી વખતે આનો ઉપયોગ થાય છે.

સામાન્ય રીતે, અન્ય ઠંડકના પરિબળોમાં વાયરના હવાના પ્રવાહનું ઠંડક પ્રાથમિક મહત્વ ધરાવે છે. ઠંડકની સપાટીના ક્ષેત્રમાં કોઈપણ વધારો વાહકનું તાપમાન ઘટાડે છે. તેથી, એક બીજાના સંપર્કમાં ન હોય તેવા પાતળા સમાંતર વાયરના બંડલને સમાન પ્રતિકારના જાડા વાયર કરતાં વધુ સારી રીતે ઠંડુ કરવામાં આવે છે, જેનો ક્રોસ-સેક્શન બંડલમાંના તમામ વાયરના ક્રોસ-સેક્શનના સરવાળા જેટલો હોય છે. .

પ્રમાણમાં ઓછા વજનના રિઓસ્ટેટ્સ બનાવવા માટે, વાહક તરીકે ખૂબ જ પાતળી ધાતુની પટ્ટીઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે તેમની લંબાઈ ઘટાડવા માટે ક્રિમ કરવામાં આવે છે.

વાહકમાં વિદ્યુતપ્રવાહ દ્વારા આપવામાં આવતી ઉષ્માનું પ્રમાણ તેના પ્રતિકારના પ્રમાણસર હોવાથી, એક જ કદના પરંતુ અલગ અલગ પદાર્થના બે વાહકના કિસ્સામાં, જે વાહકનો પ્રતિકાર વધારે હોય તેને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે.

વાયરના ક્રોસ-સેક્શનને ઘટાડીને, તમે તેના પ્રતિકારને એટલો વધારી શકો છો કે તેનું તાપમાન તેના ગલનબિંદુ સુધી પહોંચે. આનો ઉપયોગ નેટવર્ક અને ઉપકરણોને જે ઉપકરણો અને નેટવર્ક માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે તેના કરતા વધુ શક્તિના પ્રવાહો દ્વારા નુકસાન થવાથી બચાવવા માટે થાય છે.

આ માટે કહેવાતા ફ્યુઝ, જે ઓછી ઓગળતી ધાતુ (ચાંદી અથવા સીસા) થી બનેલા ટૂંકા વાયરો છે. આ વાયરના ક્રોસ-સેક્શનની ગણતરી કરવામાં આવે છે જેથી ચોક્કસ નિર્દિષ્ટ વર્તમાન તાકાત પર આ વાયર પીગળી જાય.

વિવિધ પ્રવાહો માટે ફ્યુઝના ક્રોસ-સેક્શનને જોવા માટે કોષ્ટકોમાં આપવામાં આવેલ ડેટા ઓછામાં ઓછા ચોક્કસ પરિમાણોની લંબાઈવાળા ફ્યુઝનો સંદર્ભ આપે છે.

કોપર ક્લેમ્પ્સની સારી થર્મલ વાહકતાને કારણે ખૂબ ટૂંકા ફ્યુઝ લાંબા કરતાં વધુ સારી રીતે ઠંડુ થાય છે અને તેથી તે થોડા ઊંચા પ્રવાહ પર પીગળે છે. વધુમાં, ફ્યુઝની લંબાઈ એવી હોવી જોઈએ કે જ્યારે તે ઓગળે, ત્યારે વાયરના છેડા વચ્ચે ઇલેક્ટ્રિક આર્ક ન બની શકે. આ રીતે, મુખ્ય વોલ્ટેજના આધારે ફ્યુઝની સૌથી નાની લંબાઈ નક્કી કરવામાં આવે છે.

આ પણ જુઓ:

સૂત્રોમાં વિસ્તૃત વર્તમાન પ્રવાહ સાથે જીવંત ભાગોને ગરમ કરવું