Тепловое действие тока.

Все проводники обладают сопротивлением движению тока, при этом происходит нагрев проводника. Это явление имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Например, тепловое действие тока широко используется в быту и на производстве в электронагревательных приборах, при электросварке и т.д.:

Большое количество электроприборов с повышенной мощностью, включённых через «тройники» в одну розетку, также может привести к возгоранию, так как все эти приборы подключаются параллельно и, согласно Первому закону Кирхгофа, в «тройнике» токи от каждой цепи будут суммироваться и могут превысить максимально допустимую величину для данной цепи (токи перегрузки), что приведёт к срабатыванию автомата защиты, а при неплотном контакте «тройника» с розеткой могут наступить более тяжёлые последствия, описанные выше.

Тепловое действие тока определяется по количеству выделенного тепла за единицу времени. Согласно Закону Джоуля-Ленца колличество выделенного тепла равно произведению квадрата силы тока, сопротивления и времени прохождения тока через проводник (в секундах). Единица измерения - Джоуль.

Мощность, затраченная на нагрев проводника, равна произведению квадрата силы тока в цепи и сопротивления проводника. Единица измерения - Ватт.

Плотность тока.

Эта физическая величина, которая показывает силу тока, проходящего через определённую площадь поперечного сечения проводника.

Плотность тока можно выразить фориулой: (ампер на единицу площади).

Если электрическая цепь имеет ничтожно малое сопротивление, то, согласно Закону Ома, сила тока в этой цепи будет очень велика. Если на каком-то участке цепи уменьшить площадь поперечного сечения проводника в 10 раз, то, учитывая, что сила тока на всех участках неразветвлённой цепи одинакова, окажется что все электроны теперь будут проходить через «узкое горлышко». При этом они будут сталкиваться с атомами кристаллической решётки, отдавая свою энергию и вызывая сильнейший нагрев, способный привести к разрушению изоляции, возникновению короткого замыкания и пожару.

Каждый материал имеет свою предельно допустимую температуру нагрева, каждый проводник - свою температуру плавления, а каждый аппарат – предельно допустимое значение силы тока. Для того, чтобы не допустить токов перегрузки или короткого замыкания, в начале каждой электрической цепи устанавливается плавкий предохранитель. Его плавкая вставка имеет намного меньшую площадь сечения, чем провода или кабели защищаемой цепи, поэтому при превышении допустимой силы тока эта вставка сильно нагревается, что вызывает расплавление металла и разрыв проводника, тем самым, обесточивая защищаемую цепь.

В автоматических выключателях низковольтных цепей отключение происходит за счёт нагрева и последующего размыкания биметаллических контактов. После остывания контакты замыкаются вновь – аппарат готов к повторному включению.