Ток, проходя через сопротивление, выделяет тепло. Это и полезно (обогреватель, лампа накаливания), и опасно (перегрев проводов).
Формула нагрева
Мощность, выделяемую на сопротивлении, удобно считать через ток:
P = I² · R
Главное здесь — квадрат тока. Удвоили ток — нагрев вырос вчетверо. Поэтому перегруженный тонкий провод греется так быстро.
Вот прямой мостик к практике: чем больше ток, тем толще нужен провод (меньше R и больше площадь отвода тепла). Именно это считает калькулятор сечения кабеля на сайте.
Проверьте на практике
Увеличивайте ток — смотрите, как стремительно растёт мощность нагрева и «накаляется» элемент.
Разберём на примере
В соединении есть плохой контакт с сопротивлением 0,5 Ом. Через него идёт ток 10 А.
Шаг 1 — ваш прогноз
Сколько мощности выделится на этом контакте?
Шаг 2 — эксперимент
Меняйте одну причину и следите, что происходит с наблюдаемой величиной.
Шкала показывает мощность, а не температуру. Насколько сильно предмет нагреется, зависит ещё от охлаждения, материала, площади поверхности и времени работы — этого модель не считает.
Шаг 3 — объяснение
Мощность на участке считается как I² × R: 10² × 0,5 = 50 Вт. Ключевое здесь — квадрат тока. Полсотни ватт, выделенные в объёме контакта, дают температуру, при которой плавится пластик. Именно поэтому плохие соединения опаснее перегруженного кабеля: кабель рассеивает тепло по всей длине, а контакт — в одной точке.
Границы модели. Модель считает мощность, а не температуру. Насколько нагреется контакт, зависит ещё от охлаждения и площади поверхности — этого расчёт не показывает.
Шаг 4 — перенесите в новую ситуацию
Перенесите: ток вырос с 10 до 16 А. Во сколько раз увеличится выделяемая на контакте мощность и почему не в 1,6 раза?