発熱作用


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熱エネルギー

  • ジュール熱:回路抵抗における電流循環に伴う発熱作用
    • Q[J]:生成熱エネルギー
    • E[V]:印加電圧
    • I[A]:循環電流
    • R[Ω]:抵抗
    • t[s]:電流流動時間
      Q=EIt=I^{2}Rt[J]

  • 物質の温度上昇
    • 熱容量:物質の1[℃]上昇への所要エネルギー
    • 比熱:物質1[kg]毎の所要熱容量
      • 水の比熱
        • m[kg]:質量
        • T[℃]:所要上昇温度
          Q=4.19\times10^{3}mT[J]


電力/電力量

  • 電力
    • P[W]/[J/s]:電気エネルギーにおける単位秒毎の仕事量
    • Q[J]:総生成熱エネルギー
    • t[s]:熱エネルギーの生成に対する電流流動時間
      P=\frac{Q}{t}[J/s]=\frac{I^{2}Rt}{t}=I^{2}R[W]

  • 電力量
    • 電力量換算式
      • W[J]/[W・s]:電力量
      • t[s]:仕事供給秒
        W=Pt[J]
    • 電力量秒/時間換算式
      1[W\cdot h]=3600[W\cdot s]


温度上昇/許容電流

  • 放出熱
    • T d [℃]:温度差
    • θ[℃]:物質温度
    • θ 0 [℃]:周囲環境温度
      T_{d}=\theta-\theta_{0}[^{\circ}C]

  • 物質の生成熱エネルギー/温度上昇上限
    • 単位時間毎の生成熱エネルギー換算式
      • P d [J/s]:発生/放出熱差
      • P[J/s]:発生熱
      • W[J/s]:放出熱
        P_{d}=P-W[J/s]
    • 単位時間毎の生成熱エネルギー特性
      • 上昇初期:大幅
      • 上昇末期:小幅
    • 生成熱エネルギー上限
      P=W
    • 温度上昇上限
      • θ max [℃]:温度上限


各種制約

  • 各条件に対する限界温度
    • θ lr [℃]:温度上昇限度/後述許容最高温度-設置周囲環境の上限温度差
    • θ pm [℃]:許容最高温度/使用温度上限
    • T ma [℃]:最高周囲温度
      \theta_{lr}=\theta_{pm}-T_{ma}[^{\circ}C]

  • 許容電流
    • 絶縁電線の電流循環に伴う温度の上昇における
      温度上昇限度以下への制約を伴う循環電流上限

  • 許容電力
    • 抵抗への電流循環における許容電力
    • 許容電流への変換換算式
      P=I^{2}R
      I^{2}=\frac{R}{P}
      I=\sqrt{\frac{R}{P}}


電気回路に対する障害対策

  • 過電流対策
    • ヒューズ:過電流に対し溶断に因り電路を遮断
    • 接続対象電路/形成材料分類:金属に因り形成
      • 配線
        • 亜鉛
        • 錫等の合金
      • 電子機器
        • タングステン

  • ヒューズ分類
    • 爪付ヒューズ
    • 筒型ヒューズ
    • ガラス管ヒューズ