Нагрев проводников , Теория

Вопрос вот какой: Как известно ТЭНы нагреваются из-за того, что они обладают большим сопротивлением протекающему току.
В тоже время они имеют большую мощность. Например, средний ТЭН имеет 2 кВт. Питающее напряжение-220В.
т.е. ток через ТЭН = 9А. Сопротивление ТЭНа = 24 Ома.
Разве это большое сопротивление?
Или для материала из которого сделан ТЭН это большое сопротивление?
Почему же он так сильно нагревается?

маленьким, поэтому и греются.

U=IxR почитайте при большем или меньшем сопротивлении будет больший ток, вследствие которого будет больший нагрев

Чем большее сопротивление оказывают частицы проводника прохождению электрического тока, тем больше энергии теряют электроны, тем сильнее нагревается проводник, так как вся потерянная электронами энергия превращается в тепло.

формулу в студию

С2НОН
+ апельсиновый сок И нагрев пошел, хотя тока из холодильника Или аналог из теории общей электротехники.....I=U/R. Чем ближе сопротивление к нулю, тем выше ток и, следовательно нагрев. Ну и, разумеется, нихром - провод с высоким удельным сопротивлением на метр и высокой температурой плавления. Поэтому применяют именно его. Вольфрам канешна круче, но очень уж дорого.

Сообщение отредактировал ORGANIZM® - 14.6.2013, 13:09

А по-моему, вся разница в том, что перепутаны (вернее, смешаны в одно) проводник тока и потребитель тока.

Провода, которые от электростанции до розетки, имеют условное нулевое сопротивление. Но если в розетку воткнуть ножницы (тоже с сопротивлением - условный 0 Ом) - вот и будет нагрев.

логичнее сказать не имеет места разница потенциалов, условно равна нулю

Профессионалы вообще-то должны в какой-то степени владеть ТОЭ. Но если нет - то все же.
Выделяемая мощность (измеренная в ваттах) определяется как произведение напряжения (измеренного в вольтах) на ток (измеренный в амперах). Мощность, в свою очередь, по законам термодинамики преобразуется рано или поздно в тепло. Энтропия есть такой неотъемлемый элемент нашей природы, если бы ее не было, и нас бы не было.
А большое это сопротивление или малое - вопрос философский. Главное, что разработчики ТЭН приняли именно это сопротивление, оптимально соответствующее поставленной задаче. Возьмем сопротивление в 10 раз больше - при том же напряжении будет выделяться в 10 раз меньше мощность (по формуле S=U2/R). Тьфу, напряжение в квадрате занести в сторку сообщения не могу. Если сопротивление будет бесконечным, мощность будет нулевой. Если же сопротивление будет куда меньше (практически нулевым), то там опять же мощность ниже. Вся мощность будет выделяться в питающих проводах.

Представим эквивалентную схему замещения данного случая.
Это будет последовательное соединение следующих элементов (для простоты возьмем, что это цепь постоянного тока - в данном случае непринципиально) - источник ЭДС генератора, внутреннее сопротивление генератора - Rген, сопротивление электрической сети (вместе с сопротивлением коммутационной аппаратуры и контактов) - Rсеть, сопротивление ТЭНов - Rтэн (ну или сопротивление нагрузки любого типа).
В электроэнергетике всегда будет верно соотношение
Rтэн >> (много больше, чем) Rген+Rсеть (причем это не зависит от фактического значения - Rтэн), отсюда и следствие, что на Rтэн (то есть на нагревательном элементе) выделяется тепла много больше, чем в генераторе и сети, в соответствии с законом Джоуля-Ленца, так как при последовательном соединении ток одинаков для всех элементов цепи.
Возьмем случай максимума выделяемой мощности на нагрузке, из теории электротехники мы знаем, что это возможно, когда Rтэн=Rген+Rсеть, но в данном случае КПД передачи электрической энергии от генератора до нагрузки будет равен 50%. С энергетической точки зрения это нерационально, а вот в радиотехнике данный режим очень типичен, так как энергетические показатели в радиотехнике уже не играют такой роли, как в электроэнергетике.

чем глупее вопрос.. тем больше философии..

Читал одну книжку там было написано про это.
дело в то что проводники имеют атомную-кристаллическую структуру. Электроны двигаясь по проводнику под действием магнитного поля сталкиваются с протонами (или нейтронами или еще с чем-то) и при этом выделятся энергия (тепло). Разные проводники имеют разную структуру где-то электроны могут проскочить менее задевая своих собратьев, где-то более. Беря проводник большего сечения мы даем больше возможности проскочить без столкновений. Ну и конечно плотность тока, т.е. больше электронов и соответственно больше нагрев.
Из всего вышесказанного можно понять что в нормальных условиях тепло всегда выделяется при любом токе, только выделение тепла в определенном случае может быть мало и за счет процесса теплообмена с окружающей средой нам кажется что проводник не греется, но на самом деле он нагревается только тепло сразу попадает во внешнюю среду. Тока много как в ТЭНе процесс теплообмена не справляется и тен начинает нагреваться.
конечно все что я написал не претендует на научную работу, но на пальцах вроде понятно.

ТЭН нагревается по причине выделение тепловой энергии на ограниченной площади. Теоритечески ТЭН можно сделать из отрезка изолированного проводника, с медной жило, сеч. 1,5 мм2, длиной 1000м, уложеного на максимально компактной площади. При подключенни к источнику напряжения 220 в ( сетевое 1 ф напряжение) получим примерно 4 кВт тепловыделения, при номинальной токовой нагрузке на проводник.

Может потому, что P=I*I/R?