Elektrické teplo

Elektrické teplo- druhy energie, ktorá vzniká premenou elektrickej energie
-technicky najviac používané zdroje tepla sú:

1.Joulovo teplo- vzniká prechodom prúdu cez činný otvor, jeho množstvo za určitý čas je dané Joulovým- Lensovým zákonom Q=W=R.I2.t

2.Infra teplo- jeho nositeľom sú infračervené lúče, ktoré vysiela každé teleso, ktoré je teplejšie ako 0 K

3.Elektrický oblúk- zdroj tepla s najvyššou teplotou
- je trvalý výboj vo vzduchu medzi elektródami
- využitie: oblúkové pece; oblúkové zváranie

4. Elektrická iskra- vzniká pri iskrovom výboji striedavého napätia, je zdrojom tepla lokalizovaným na miesto jej dopadu, na ktorom spôsobí miestne roztavenie kovu využitie: pri obrábaní kovov

5. Dielektrické straty- vznikajú v dielektriku (izolante) umiestnenom v elektrickom poli
-vplyvom dielektrickej polarizácie izolantu a čiastočne aj jeho zvodom vznikajú dielektrické straty, ktoré sa menia na teplo
-týmto teplom sa izolant zahrieva v celom objeme umiestnenom v elektrickom poli
-aj mikrovlny ohrev je v podstate dielektrický ohrev materiálu vloženého do elektrického poľa kondenzátora, ktorý je pripojený na VF zdroj (f=2 450MHz)

6. Vírivé prúdy- indukujú sa v kovových predmetoch uložených v striedavom magnet. Poli
-vznikajú v rovinách kolmých na smer mag. toku
-straty vzniknuté vírivými prúdmi sa menia na teplo, ktoré zohrieva materiálu
-vplyvom povrchového javu (skinefektu) sa zhusťujú vírivé prúdy pri povrchu telesa, ktorý sa najviac zahrieva

7. Hysterézne straty- vznikajú v predmetoch z feromagnetických materiálov uložených v striedavom magnetickom poli stálym premagnetovaním.
-tieto straty sa menia na teplo

8. Peltierov jav- fyzik Peltier zistil, že otepľovanie závisi od smeru prietoku elektrického prúdu miestom styku
-ak prechádza takýmto obvodom jenosmerný prúd jedným smerom spoj obidvoch kovo sa oteplí, ak prechádza prúd opačným smerom spoj sa ochladí

ELEKTROTEPELNÉ SPOTREBIČE
-na ohrievanie a varenie kvapalín sa používajú rôzne druhy elektrických spotrebičov, ktoré sú založené väčšinou na odporovom vykurovaní alebo dielektrickom ohreve

Elektrické ohrievanie vody: -ponorné
-prietokové
-akumulačné

Všetky sa ešte rozdeľujú na: prepadové, výpustové, tlakové

Elektrické prístroje sú napríklad drobné spotrebiče v domácnostiach, väčšie spotrebiče v elektrických kuchyniach na hromadnú prípravu jedál, na veľké spotrebiče v poľnohospodárstve, hútnictve

Sklokeramické varné dosky:
-presadzujú sa v polsednom desaťročí najmä pri sporákoch vyššej triedy
-celá horná doska sporáka s hrúbkou asi 4 mm je vytvorená z tepelne i mechanicky odolného priesvitného materiálu
-na doske sú vyznačené 4 kruhové zóny 110-230 mm=d, pod ktorými sú zabudované vykurovacie telesá
-kontaktné telesá majú v rúrke uložené vykurovacie špirály priamo pod varnou doskou
-bežnejšie sa používajú varné dosky so sálovými vykurovacími telesami
-regulácia teploty je podobná ako pri normálnych platničkách

Luxusné varné dosky:
-majú reguláciu teploty riadenú mikroprocesormi
-pri niektorých systémoch sa automatický vytvára aj tvar ohrievanej zóny a ohrev sa aktivuje až po dosadnutí ohrievanej kovovej nádoby

Halogénové vykurovacie telesá:
-žeraviaca špirála je vložená do skleneného valca naplneného plynom s prísadou halogénových prvkov
-teplota žiarenia= 2000°C, plný výkon sú tieto telesá schopné dodávať v priebehu 2 sekúnd
-okrem sálavého tepla produkuje aj svetlo
-tieto telesá sa kombinujú s konvenčným salavým

Indukčný ohrev:
-je založený na vzniku vírivých prúdov v masívnom dne ohrievanej nádoby vyrobenej z dobre elektricky vodivého materiálu
-pri tomto ohreve sa zahrieva iba varná nádoba, sporáková doska ostáva takmer chladná
-ohrev je regulovaný kompresorom
-výhodou tohto ohrevu je rýchla reakcia na regulačné zmeny a dobrá účinnosť
-pod skolkeramickou doskou je uložená VF cievka napájaná zo zdroja napätia 25-90kHz

Rúry na pečenie:
Priamo vykurovacie rúry:
-teplo sa prenáša salanim
Pracovnú teplotu je možné regulovať termostatom v rozmedzi 5-300°C
Teplovzdušné rúry:
-zaručujú pečenie horúcim vzduchom
-prstencovým vykurovacím telesom sa ohrieva vzduch preháňaný zabudovaným elektrickým ventilátorom
-prenos tepla je konvenčný
-výkon vyhrievacích telies je 2000-2600W
Výhody: -pracovná teplota sa dosiahne v priebehu 1 minútky
-tieto rúry majú zabudovaný aj rúrkový ohrev pre grilovanie a ako doplnok zvyčajne aj otáčavý ražeň
-rúru nie je potrebné predhrievať

Gril- v súčasnosti je ta takmer bežné vybavenie všetkých elektrických rúr.
- grilovacie vykurovacie teleso s príkonom 2000-3000W sa pri prevádzke rozhreje až dočervena
-teplo sa prenáša infračerveným žiarením

Párny ohrev:
Para vzniká v elektricky vyhrievanom vyvíjači pary, ktorý je mimo vnútorného priestoru rúry
-elektricky príkon – 5kW
-otvorený párny systém vyžaduje prívod a odvod vody
-uzavretý párny systém pracuje s odmeranou dávkou vody
-celý proces ohrevu v obidvoch prípadoch je riadený automaticky podľa požadovaných hodnôt

Mikrovlné rúry:
-vznika priamo vo vnútri biologického materiálu
-v princípe ide o dielektrický ohrev materiálu vloženého do elektrického poľa kondenzátora, ktorý je pripojený na VF zdroj
-molekuly vloženého materiálu sa správajú ako elektrické bipoly, ktoré majú zorientovať sa vždy v smere elektromagnetického poľa
-ak sa smer tohto poľa veľmi rýchlo mení vznikajú v dôsledku vzájomného pohybu molekúl straty trením, ktoré spôsobujú ohrev materiálu
-mikrovlne elektromagnetické žiarenie dobre preniká sklom, plastami, porcelánom a papierom, ale odráža sa od kovových obalov
-pri mikrovlnom ohreve sa využíva elektromagnetické pole s frekvenciou f=2450MHz

Vykurovanie miestnosti:
-realizuje sa väčšinou joulovým teplom vyvinutým v kovových rezsitoroch
Vykurovanie je buď- a) priame b)nepriame
-využívajú sa pritom holé odporové drôty, radiátory plnené vodou alebo olejom, vykurovacie káble, vykurovacie plášťové drôty, vykurovacie ventilátory, teplomety a elektrické vzdušné vykurovanie
-realizuje sa veľkými plochami, stropmi, stenami
-ako vykurovacie články sa používajú v podlahách vykurovacie rúrky alebo holé mosadzné pásky uložené v piesku pod dlaždicami

Akumulačné vykurovanie- realizuje sa akumulačnými pecami vyhrievanými lacným nočným prúdom

Úprava vzduchu- zariadenie zaisťuje okrem ohrevu vzduchu aj jeho správnu vlhkosť a čistotu
-pre jednotlivé miestnosti sa zhotovujú vykurovacie skrine s vykurovacími článkami, ventilátorom

Elektrické pece:
Odporové pece-sú vykurované teplom, ktoré sa vyvíja pri prechode elektrického prúdu vyhrievacou látkou alebo vykurovacím rezistorom

Rozdelenie:
1.pece pre nízke teploty(do 250°C)- používajú sa na sušenie elektrických strojov a prístrojov a ich vinutí a rôznych materiálov a potravín

2.pece pre stredné teploty(do 1050°C)- používajú sa na tepelné spracovanie kovov (žíhanim, kalenim)

3.pece pre vysoké teploty- používajú sa na kalenie špeciálnych ocelí a na tavenie kovov s nižším bodom topenia , na smaltovanie v sklárskom a keramickom priemysle

Oblúkové pece- využívajú ako zdroj tepla elektrický oblúk
Podľa spôsobu horenia oblúka v peci rozlišujeme:
-pece s priamym kúrenim-oblúk v nich horí medzi elektródou a taveninou
-pece s nepriamým kúrením- teplo sa v nich prenáša do sadzby nepriamo

Indukčné pece- pece založené na ohreve indukovanými prúdmi rozdeľujeme podľa použitej frekvencie na :
1.Nízkofrekvenčné
-pec má železné jadro, v podstate ju tvorí transformátor so závitom nakrátko, ktorý je vyhotovený ako kanálik alebo žliabok so šamotu
-prúdy sa indukujú do sadzby a tekutá sadzba sa zohrieva joulovým teplom
-tieto peci sa používajú na tavenie neželezných kovov ale aj na liatiny ocele

2. Strednofrekvenčné:
-pec je bez železného jadra
-sadza sa v tomto prípade zahrieva vírivými prúdmi a pri železnej sadze ešte aj hysteréznymi stratami
-na tavenie železných kovov

3. Vysokofrekvenčný:
-použitie: na povrchové kalenie
-hustota prúdov indukovaných do vloženého kovového predmetu ubúda so vzdialenosťou od povrchu