3.1.3 Эффект близости

В этом случае изменение распределения тока по сечению проводника и изменение сопротивления возникает за счет влияния магнитного поля соседних проводников с током.

3.2 Отдача тепла нагретым телом. Теплопроводность. Конвекция. Излучение.

Передача тепла всегда идет от более нагретых тел к менее нагретым телам и происходит до тех пор, пока температуры тел не сравняются. Чем выше температура нагретого тела, тем интенсивнее происходит процесс передачи тепла.

Различают три вида передачи тепла: теплопроводностью, конвекцией и излучением.

3.2.1 Теплопроводность

Теплопроводностью называется процесс передачи тепла от одной частицы тела к другой или от одного тела к другому, когда эти частицы или тела соприкасаются друг с другом. Теплопроводность в металлах осуществляется благодаря тепловому движению электронов, а в остальных случаях – молекул. Теплопроводность характерна для твердых тел. Необходимым условием теплопроводности является разность температур.

При расчете передачи тепла через тело за счет теплопроводности часто применяют выражение

где - разность температур на внутренней и наружной стенке материала;

Ф - тепловой поток, проходящий через стенки соприкасающихся тел; R_T - тепловое сопротивление тела.

(3.1)

где  - коэффициент теплопроводности, численно равен количеству тепла, переданного через поверхность площадью 1м² за 1 сек при перепаде температуры в 10°С

Уравнение (3-1) аналогично закону Ома для электрических цепей и называется тепловым законом Ома. Тепловое сопротивление прямо пропорционально длине пути теплового потока  и обратно пропорционально сечению этого пути и коэффициенту теплопроводности.

Как следует из (3-1) количество тепла, отводимого от одного тела к другому за счет теплопроводности прямо пропорционально разности температур между ними  и обратно пропорционально термическому сопротивлению R_т того тела, через которое передается тепло. Если тепловой поток проходит через ряд стенок с различной толщиной и коэффициентом теплопроводности, то результирующее тепловое сопротивление всех стенок будет равно сумме этих сопротивлений.

3.2.2 Конвекция

Конвекцией называется процесс передачи тепла путем перемещения частиц жидкости или газа. При естественной конвекции движение охлаждающего газа или жидкости происходят за счет разности плотностей нагретых и холодных объемов. При искусственной конвекции охлаждающая среда приводится в движение с помощью вентиляторов или насосов.

Количество тепла, отдаваемого телом за счет конвекции

где  - Коэффициент теплоотдачи при конвекции, определяемый теплом, которое снимается за 1 сек с поверхности в 1кв. м. при разности температур в 10°С;

 - Разность температур между нагретым телом и охлаждающей газовой или жидкостной средой;

S - Поверхность тела.

3.2.3 Тепловое излучение

Часть энергии нагретое тело отдает в окружающее пространство путем излучения электромагнитных волн (ультрафиолетовых, инфракрасных).

Этот способ теплоотдачи называется тепловым излучением, лучеиспусканием или радиацией.

Тепло, отдаваемое нагретым телом за счет радиации, определяется с помощью уравнения Стефана-Больцмана

Количество отдаваемого тепла зависит от разности четвертых степеней абсолютных температур его нагретой поверхности и окружающей среды.

Суммарное количество тепла, отдаваемое всеми видами теплообмена, сложным образом зависит от температуры тела и его геометрических размеров. Поэтому в каждом конкретном случае предварительно оценивают интенсивность всех видов теплообмена и учитывают те из них, которые преобладает. Например, для проводников, погруженных в масло, учитывают только конвекцию; для длинных шин теплопроводностью пренебрегают и учитывают только конвекцию и радиацию.