Braukšana jebkurā vadā, elektriskā strāvapārvada kādu enerģiju, tāpēc vadītājs uzsilst. Enerģijas pārnešana notiek molekulu līmenī: strāvas elektronu mijiedarbības rezultātā ar vadītāja joniem vai atomiem daļa enerģijas paliek pie pēdējās.
Strāvas termiskā iedarbība noved pie ātrākas vadu daļiņu kustības. Tad tās iekšējā enerģija palielinās un tiek pārveidota siltumā.
Var apstiprināt strāvas siltuma efektudažādi eksperimenti, kur strāvas darbs pāriet iekšējā vadošajā enerģijā. Šajā gadījumā pēdējais palielinās. Tad vadītājs to dod apkārtējiem ķermeņiem, tas ir, siltuma pārnešana tiek veikta ar vadītāja sildīšanu.
Aprēķināšanas formula šajā gadījumā ir šāda: A = U * I * t.
Siltuma daudzumu var apzīmēt ar Q. Tad Q = A vai Q = U * I * t. Zinot, ka U = IR, mēs iegūstam Q = I * R * t, kas tika formulēts Džoula-Lenca likumā.
Diriģents, kur plūst elektriskā strāvapētīja daudzi zinātnieki. Tomēr ievērojamākos rezultātus sasniedza Džeimss Džūls no Anglijas un Emīlija Hristianoviča Lenca no Krievijas. Abi zinātnieki strādāja atsevišķi un izdarīja secinājumus, pamatojoties uz eksperimentu rezultātiem neatkarīgi viens no otra.
Viņi secināja likumu, kas ļauj novērtēt siltumu, kas saņemts strāvas iedarbības rezultātā uz vadītāju. To sauca par Džoula-Lenca likumu.
Apskatīsim praksē strāvas siltuma efektu. Ņemsim šādus piemērus:
Strāvas termiskais efekts un likuma atklāšanaveicināja elektrotehnikas attīstību un palielināja elektroenerģijas izmantošanas iespējas. Kā tiek izmantoti pētījumu rezultāti, var redzēt, izmantojot parastās kvēlspuldzes piemēru.
Tas ir sakārtots tā, ka iekšāno volframa stieples izgatavots pavediens. Šis metāls ir ugunsizturīgs ar augstu pretestību. Pārejot caur spuldzi, tiek veikts elektriskās strāvas siltuma efekts.
Vadītāja enerģija tiek pārveidota siltumā,spirāle sakarst un sāk mirdzēt. Spuldzes trūkums ir lieli enerģijas zudumi, jo tikai nenozīmīgas enerģijas daļas dēļ tā sāk mirdzēt. Galvenā daļa vienkārši sasilst.
Lai to labāk saprastu, tiek ieviests koeficientsnoderīga darbība, kas parāda darbības efektivitāti un pārveidošanu par elektrību. Strāvas efektivitāte un siltuma efekts tiek izmantots dažādās jomās, jo ir daudz ierīču, kas ražotas, pamatojoties uz šo principu. Lielākā mērā tās ir sildierīces, elektriskās plītis, katli un citas līdzīgas ierīces.
Parasti visu apkures ierīču projektēšanāir metāla spirāle, kuras funkcija ir apkure. Ja ūdens tiek uzkarsēts, tad spirāli uzstāda atsevišķi, un šādas ierīces nodrošina līdzsvaru starp enerģiju no tīkla un siltuma apmaiņu.
Zinātnieki tiek pastāvīgi izaicinātisamazinot enerģijas zudumus un atrodot labākos veidus un visefektīvākās shēmas to īstenošanai, lai samazinātu strāvas siltuma efektu. Piemēram, tiek izmantota sprieguma palielināšanas metode elektropārvades laikā, tādējādi samazinot strāvas stiprumu. Bet šī metode vienlaikus samazina elektrolīniju darbības drošību.
Vēl viena pētījumu joma irvadu izvēle. Galu galā siltuma zudumi un citi rādītāji ir atkarīgi no to īpašībām. Turklāt apkures ierīču darbības laikā notiek liela enerģijas izdalīšanās. Tāpēc spirāles ir izgatavotas no materiāliem, kas īpaši izstrādāti šiem mērķiem un spēj izturēt lielas slodzes.
Lai uzlabotu elektrisko ierīču aizsardzību un drošībuķēdes, tiek izmantoti īpaši drošinātāji. Galveno lomu spēlē stieple, kas izgatavota no metāla, kas kūst maz. Tas iet porcelāna korķī, centrā ir skrūves vītne un kontakts. Spraudnis tiek ievietots kasetnē, kas atrodas porcelāna kastē.
Svina vads ir daļa no kopējas ķēdes.Ja elektriskās strāvas siltuma efekts strauji palielinās, vadītāja šķērsgriezums neizturēs, un tas sāks kust. Tā rezultātā tīkls tiks atvērts, un pašreizējās pārslodzes nenotiks.
Elektriskā loka ir diezgan efektīvs elektroenerģijas pārveidotājs. To izmanto metāla konstrukciju metināšanai, kā arī tas ir spēcīgs gaismas avots.
Ierīces pamatā ir sekojošais.Paņemiet divus oglekļa stieņus, pievienojiet vadus un piestipriniet tos izolācijas turētājos. Pēc tam stieņi tiek savienoti ar strāvas avotu, kas dod zemu spriegumu, bet ir paredzēts lielam strāvas stiprumam. Reostats ir pievienots. Pilsētas tīklā ir aizliegts iekļaut ogles, jo tas var izraisīt ugunsgrēku. Ja pieskaraties vienai oglei uz otras, jūs varat redzēt, cik karsts tas būs. Vislabāk uz šo liesmu neskatīties, jo tā ir kaitīga jūsu acīm. Elektrisko loku izmanto metāla kausēšanas krāsnīs, kā arī tādās jaudīgās apgaismes ierīcēs kā prožektori, filmu projektori un daudz ko citu.
