Što se događa s cijevi kada je kroz nju prođe struja izmjeničnog toka Kako cijev ne dozvoljava da se opekne

Kada promjenjivi struja prođe kroz cjev, događaju se sljedeće situacije:

I. Elektromagnetski učinci

1. Generiranje magnetskog polja

 Kada promjenjiva struja prođe kroz cjev, generira se promjenjivo magnetsko polje oko cjevi. Intenzitet ovog magnetskog polja mijenja se s promjenom struje.

Na primjer, u elektromagnetu, kada promjenjiva struja prođe kroz cjev, generira se magnetsko polje koje privlači feromagnetske objekte. Smjer i intenzitet ovog magnetskog polja mijenja se s promjenom smjera i veličine promjenjive struje.

2. Inducirana elektromotorna snaga

Prema Faradayevom zakonu elektromagnetske indukcije, mijenjivo magnetsko polje generira induciranu elektromotornu snagu u cjevi. Smjer ove inducirane elektromotorne snage je suprotan smjeru promjene struje i zove se samoinducirana elektromotorna snaga.

Na primjer, kada promjenjiva struja raste, samoinducirana elektromotorna snaga će sprečiti povećanje struje; kada promjenjiva struja opada, samoinducirana elektromotorna snaga će sprečiti smanjenje struje. Ovaj fenomen samoindukcije igra važnu ulogu u krugovima promjenjive struje. Na primjer, induktivni elementi mogu se koristiti za filtriranje i ograničavanje struje.

II. Gubitci energije

1. Gubitci otpora

Cjev sama po sebi ima određeni otpor. Kada promjenjiva struja prođe kroz cjev, doći će do gubitka snage na otporu, što se manifestira zagrijavanjem.

Na primjer, ako je otpor cjevi R, a promjenjiva struja koja prođe kroz nju I, tada je gubitak snage cjevi P=I2R. Ako je struja velika ili otpor cjevi velik, gubitak snage će porasti, što vodi povećanju temperature cjevi.

2. Gubitci vrtloga struje

Pod uticajem promjenjivog magnetskog polja, unutar vodilaca cjevi generirat će se vrtluge struje. Vrtluge struje generirat će gubitke snage u vodilcu, također manifestirane kao zagrijavanje.

Na primjer, u željeznom jezgru transformatora, zbog djelovanja promjenjivog magnetskog polja, doći će do gubitaka vrtluga struje. Da bi se smanjili gubitci vrtluga struje, željezno jezgro transformatora obično ima slojevitu strukturu kako bi se povećao put otpora vrtluga struje i smanjila njihova veličina.

III. Metode za izbjegavanje prekopljenja

1. Odabir odgovarajućih parametara cjevi

Prema potrebama praktične primjene, odaberite odgovarajuće parametre cjevi, poput broja zavojnica, promjera vodilca i materijala izolacije. Povećanjem broja zavojnica cjevi može se povećati vrijednost induktiviteta, ali to će također povećati otpor i volumen; odabirom većeg promjera vodilca može se smanjiti otpor, ali to će također povećati troškove i volumen.

Na primjer, prilikom dizajna induktivnog filtera, potrebno je odabrati odgovarajuće parametre cjevi prema parametrima poput ulaznog i izlaznog napona, struje i frekvencije kako bi se ispunile zahtjeve za filtriranjem i spriječilo prekomjerno zagrijavanje i prekopljenje cjevi.

2. Jačanje mjeroda upravljanja toplinom

Da bi se smanjila temperatura cjevi, mjerode upravljanja toplinom mogu se jačati, poput dodavanja toplinskih rasipača, ventilacijskih otvora, ventilatora itd. Toplinski rasipači mogu povećati kontakt površinu između cjevi i zraka i poboljšati učinkovitost odlaganja topline; ventilacijski otvori mogu promicati cirkulaciju zraka i odnositi toplinu generiranu cjevima; ventilatori mogu prisiliti protok zraka i ubrzati brzinu odlaganja topline.

Na primjer, u elektroničkim uređajima visoke snage, cjev obično se instalira na toplinskom rasipaču i hladit će se ventilacijskim otvorima ili ventilatorima. To može učinkovito smanjiti temperaturu cjevi i spriječiti prekopljenje.

3. Kontrola struje i napona

Izbjegavajte prolaženje prevelike struje ili izlaganje cjevi prevelikom naponu. Mogu se koristiti odgovarajući zaštitni elementi poput šljake, prekidača struje i regulatora napona kako bi se ograničila veličina struje i napona.

Na primjer, u krugu napajanja, kako bi se spriječilo prekopljenje cjevi zbog prekomjerne struje, u krugu se može instalirati šljaka. Kada struja premaši nominalnu struju šljake, šljaka će se isključiti i prekinuti krug kako bi se zaštitila cjev i drugi elementi.

4. Redovita inspekcija i održavanje

Redovito pregledavajte izgled, temperaturu, izolacijske performanse i slično cjevi, i pronađite i obradite potencijalne probleme na vrijeme. Ako se na cjevi otkriju prekomjerno zagrijavanje, promjena boje, anormalni miris i slično, odmah prestanite s korištenjem i provedite inspekciju i popravak.

Na primjer, u elektroničkim uređajima koji duže vrijeme rade, cjev treba redovito inspekcirati i održavati, čistiti prašinu i ostatak, provjeriti stanje izolacije i izmjeriti otpor i induktivitet cjevi. Time se može otkriti problema s cjevima na vrijeme i poduzeti odgovarajuće mjere kako bi se spriječilo prekopljenje.

Ukratko, kada promjenjiva struja prođe kroz cjev, cjev generira magnetsko polje, induciranu elektromotornu snagu i gubitke energije. Da bi se spriječilo prekopljenje cjevi, mogu se odabrati odgovarajući parametri cjevi, jačati mjerode upravljanja toplinom, kontrolirati struju i napon te redovito provoditi inspekcije i održavanje.