电流的热效应及电器元件的额定值

电流经过电阻所消耗的功全部转为热能。实验证明，导体中每消耗1焦耳电功，可以产生1焦耳的热量，这种现象和转换关系称为电流的热效应。

习惯上常用Q表示热量，热量单位为“焦耳”。什么是电流？

电流热效率公式为：

上式中功的单位为瓦，电流单位为安，电压单位为伏，电阻单位为欧，时间单位为秒，则热量单位为焦耳。

此式说明，电路产生的热量与电流的平方、电路电阻R、通过电流的时间t成正比。上式也称为楞次—焦耳定律。

〔例1〕某电炉工作时电流为4.54安，电压为220伏，试求此电炉功率和工作1小时所产生的热量。

〔解〕电炉功率P＝IU＝4.54×220=1000瓦

1小时所产生热量： Q＝Pt＝1000×3600＝3600000焦耳。

白炽灯、电烙铁和电炉等电热器都是利用电流热效应来工作的，但是也有很多元件如发电机、导线管不需要发热的地方，如果电流过大，时间过长，电器元件会因温度过高而损坏。

因此，在一定的散热条件下，为保证电器元件正常工作，允许它的最高温度要有一定限度；也就是电器元件所消耗的功率要有一定限制；对各电器元件消耗的功率、外加电压或通过的电流，都要限制在一定值以下，这个值称为元件的额定值（额定功率、额定电压或额定电流）。

电器元件使用时的实际功率、电压或电流，都不应超过其额定值。

在偶然情况下，电路可能会发生短路，当短路电流比额定值大很多倍时，会使电器设备因温度过高而损坏。

为防止这种损坏，可在电路中串接保险装置，其中最简单是熔断保险器，又称保险丝，采用低熔点的材料（例如锡铅合金，其熔点只有60～70℃）制成。

当电流超过一定数值时，此熔断保险器被烧断而将电路断开，起到保护电器设备的作用。