Az áram hőhatásának gyakorlati alkalmazásai

1. Elektromos melegítőkészülékek. A villanyvasalóban, villamos főzőlapokban, tűzhelyekben, forrasztópákában véknyabb-vastagabb ellenállásdrótok vannak. Ezek az áram hőhatására izzásba jönnek. A használatos ellenállásdrótok különleges anyagból készülnek, amelyek kibírják a tartós izzítást anélkül, hogy elégnének. Ha az izzó drótot vasból készítenénk, hamar elszakadna, mert a felületén már rövid izzítás után is vas-oxidréteg keletkeznék.

A melegítőkészülékben levő ellenállásdrótok csak bizonyos hőmérsékletig izzanak fel. Miért nem emelkedik hőmérsékletük a fehérizzásig, az olvadásig?
Miközben áram folyik át az ellenállásdróton, az állandóan fejlődő meleg folytonosan emeli a drót hőmérsékletét, de még gyorsabban növekedik a drótból kisugárzott hő mennyisége. Végül bizonyos hőmérsékleten a kisugárzott hő annyi lesz, mint a keletkező meleg. Ezen a hőmérsékleten izzik tovább a drót.

2. A vezetékek méretezése. Bármely vezetéken haladhat át olyan erős áram, hogy a vezeték izzásba jön. Ez veszélyes, mert tüzet okozhat. Ezért a vezetékeket úgy méretezik, hogy a számításba vett üzemi áramerőssége ne melegítse fel veszélyesen.
A lakásban levő villanyvezetéket általában olyan vastag drótból készítik, hogy ha 6 A halad át rajta, ne melegedjék 50° fölé, 25°-os szobahőmérsékleten. Ennek a követelménynek már 1 mm keresztmetszetű rézdrót is megfelel.


A kiolvadó árammegszakító.
A biztosíték

Ikerfém hőmérséklet-szabályozó

3. A kiolvadó árammegszakító. A rövidzárlat. Mielőtt az áram lámpánkon keresztülhaladna, iktassunk útjába egy szál igen vékony drótot. Kapcsoljuk be a lámpát a hálózatba. Azután egy vezetővel hidaljuk át a lámpa két sarkát. Most az áramnak nem kell a lámpa nagy ellenállású izzószálán áthaladnia, hanem a rövid és kis ellenállású utat választja: az összekötő drótot. Azt mondjuk, hogy a lámpát rövidre zártuk, rövidzárlatot okoztunk.

A kis ellenállású rövidzárlaton áthaladó áram erőssége igen nagy lesz, 30 - 100 amper is lehet! Mivel szobavezetékünk csak 6 A-ra készült, ez az 5 - 20-szor erősebb áram áttüzesíthetné a drótot, és felgyújthatná a lakást.
De ami kísérletünkben ez a nagy áramerősség nem alakulhat ki, mert a közbeiktatott vékony drót már jóval előbb elolvad, és megszakítja az áram útját.
A vezetékbe iktatott vékony és könnyen olvadó fémből, rendszerint ólomból készült huzalt árambiztosítónak, röviden biztosítéknak nevezzük.

4. Az automatikus hőmérsékletszabályozó. Ha a villanyvasalót vagy az elektromos főző lapot elfelejtjük kikapcsolni, olyan tüzesre melegedhetnek, hogy megolvad a fűtőszál. Ezért gondoskodnunk kell, hogy bizonyos hőmérséklet elérésekor önműködően kikapcsolódjék a készülék.

Szegecseljünk vagy forrasszunk egymáshoz egy rézlemezt és egy vaslemezt. Ha melegednek, akkor a réz jobban kitágul, mint a vas, ezért a lemez meggörbül. Így működik az ábrán látható ikerfém hőmérséklet-szabályozó. Az áram nem folyik keresztül az ikerfém lemezeken, ha
nem csak a készülékben (vasaló, kemence) fejlődött hő működteti.
Ha a hőmérséklet elér bizonyos határt, akkor az ikerlemez vége felfelé hajlik, megszakad az áram, megszűnik a hőfejlődés.

5. Az ikerfém-árammérőben az áram áthalad a körívben meghajlított ikerfémen és felmelegíti azt. A kitáguló rugó mutatót mozgat.

 

Ikerfém áramerősség-mérő

 

6. Az elektromos hegesztés. Ha két egymáshoz szorított fémdarabon erős áramot bocsátunk keresztül, azok megolvadnak, egybehegednek. Sínek hegesztésekor 60 000 A áramot is használnak. Ez az ellenállás-hegesztés.

A ponthegesztő gép két fémlemezt hegeszt össze

Bádogot, vékony fémlemezeket ponthegesztéssel erősítenek össze. Csúcsos elektródok állnak egymással szemben. Ezek összenyomják a lemezeket. Mivel a csúcsok között erős áram folyik, az érintkezési helyen a lemezek megolvadnak, és egy ponton összehegednek


2. Robbantás. A robbanóanyagba vékony drótot helyeznek. A drótot a távolból árammal hozzák izzásba.


Felhasznált irodalom