; ;
Для трёхфазных цепей Э. м. определяется как сумма мощностей отдельных фаз. При симметричной нагрузке:
; ;
где U p , I p — линейные напряжение и ток; jф — угол сдвига фаз между фазными напряжением и током.
П. В. Ермуратский.
Электри'ческая нагру'зка, мощность, фактически отдаваемая источником энергии её потребителю (приёмнику). При малых изменениях напряжения Э. н. характеризуется величиной тока. Э. н. называют часто также сами приёмники энергии (двигатели, осветит. приборы и др.). В электрических цепях постоянного тока Э. н. бывает только активной, в цепях переменного тока — активной и реактивной. Активная Э. н. выражается энергией, расходуемой на механическую работу, тепло и т. п. (например, в нагревательных и осветительных приборах). Реактивная Э. н. отражает обмен энергией между источником и приёмником (например, между электрической сетью и первичной обмоткой трансформатора, работающего вхолостую).
Электри'ческая печь, плавильная или нагревательная печь, в которой используется тепловой эффект электрических явлений. По способу преобразования электрической энергии в тепловую различают следующие типы Э. п.: дуговые печи , индукционные печи , электрические печи сопротивления , электроннолучевые печи ; установки диэлектрического нагрева . По области применения различают Э. п. промышленные, лабораторные, коммунально-бытового назначения. Важные характеристики Э. п. — рабочая среда (воздух, агрессивная среда, инертная атмосфера и др.), род или частота тока, конструктивное исполнение. Э. п. выполняет технологические, теплотехнические и электротехнические функции. Поэтому существует понятие электропечной установки, в состав которой входят собственно Э. п., силовое электрооборудование (электропечной трансформатор, выпрямитель, генератор повышенной частоты, ламповый генератор и т. п.), вспомогательное электрооборудование (дроссель, балластное сопротивление, конденсатор, анодный выпрямитель и т. п.), коммутационная аппаратура (выключатель, разъединитель и т. п.), контрольно-измерительные приборы, пирометрическая аппаратура, система автоматического регулирования. Все составляющие электропечной установки, кроме Э. п., сосредоточены на печной подстанции. Размеры установки характеризуются ёмкостью (массой материалов или изделий) или линейным размером рабочего пространства Э. п. и мощностью силового электрооборудования.
Лит.: Электротермическое оборудование. Справочник, М., 1967; Егоров А. В., Моржин А. Ф., Электрические печи, М., 1975; Фарнасов Г. А., Рабинович В. Л., Егоров А. В., Электрооборудование и элементы автоматизации электроплавильных установок. Справочник, М., 1976.
А. В. Егоров, А. Ф. Моржин.
Электрическая печь сопротивления
Электри'ческая печь сопротивле'ния, электрическая печь , в которой тепло выделяется в результате прохождения тока через проводники с активным сопротивлением. Э. п. с. широко применяются при термической обработке, для нагрева перед обработкой давлением, для сушки и плавления материалов. Распространение Э. п. с. определяется их достоинствами: возможностью получения в печной камере любых температур до 3000°С; возможностью весьма равномерного нагрева изделий путём соответствующего размещения нагревателей по стенкам печной камеры или применением принудительной циркуляции печной атмосферы; лёгкостью автоматического управления мощностью, а следовательно, и температурным режимом печи; удобством механизации и автоматизации печей, что облегчает работу персонала и включение печей в автоматические линии; хорошей герметизацией и проведением нагрева в вакууме, защитной (от окисления) газовой среде или специальной атмосфере для химико-термической обработки (цементация, азотирование); компактностью и пр.
Большая часть Э. п. с. — косвенного действия; в них электрическая энергия превращается в тепловую при протекании тока через нагревательные элементы и передаётся нагреваемым изделиям излучением, конвекцией либо теплопроводностью. Печь состоит из рабочей камеры, образованной футеровкой из слоя огнеупорного кирпича, несущего на себе изделия и нагреватели и изолированного от металлического кожуха теплоизоляционным слоем (рис. 1 ). Работающие в камере печи детали и механизмы, а также нагревательные элементы выполняются из жаропрочных и жароупорных сталей и других жароупорных материалов. Для нагрева больших партий одинаковых деталей применяют печи непрерывного действия (методические), в которых изделия непрерывно перемещаются от одного торца к другому. Производительность таких печей больше, нагрев изделий более однороден, расход энергии меньше; как правило, они в высокой степени механизированы. В Э. п. с. с рабочими температурами до 700° С (как периодического действия, так и в методических) широко используется принудительная циркуляция газов с помощью вентиляторов, встраиваемых в печь или вынесенных из печи вместе с нагревателями в электрокалориферы. Э. п. с. косвенного действия для расплавления легкоплавких металлов (свинец, баббит, алюминиевые и магниевые сплавы) конструируются либо в виде печей с металлическим тиглем и наружным обогревом, либо в виде отражательных печей с ванной и расположенными над ней в своде нагревателями. К лабораторным Э. п. с. относятся небольшие трубчатые, муфельные и камерные печи, а также термостаты и сушильные шкафы.
В печах прямого действия изделие (пруток, труба) непосредственно нагревается протекающим через него током (рис. 2 ), что позволяет сосредоточить в нём большую мощность и обеспечить очень быстрый нагрев (секунды, доли минуты).
Почти все промышленные и лабораторные печи снабжаются автоматическим регулированием температурного режима.
Лит.: Свенчанский А. Д., Электрические промышленные печи, 2 изд., ч. 1., М., 1975.
А. Д. Свенчанский.
Рис.2. Схема устройства печи сопротивления прямого действия: 1 - нагреваемое изделие; 2 - понизительный трансформатор; 3, 4 - контакты.
Рис. 1. Схема устройства камерной печи сопротивления периодического действия: 1 - нагревательные элементы; 2 - огнеупорная часть кладки; 3 - теплоизоляция; 4 - жароупорная подовая плита.
Электри'ческая постоя'нная (по старой терминологии — диэлектрическая проницаемость вакуума), коэффициент пропорциональности e0 в Кулона законе , определяющем силу взаимодействия двух покоящихся точечных электрических зарядов. В Международной системе единиц (СИ) ф/м = (8.85418782 ± 0,00000007) ф/м. В СГС системе единиц (гауссовой) e0 принимают равной единице (безразмерной). В отличие от диэлектрической проницаемости e (зависящей от типа вещества, температуры, давления и других параметров) e0 зависит только от выбора системы единиц.
Электри'ческая про'чность, напряжённость однородного электрического поля, при которой наступает пробой диэлектриков . При определении Э. п. для исключения теплового пробоя измерения производятся, как правило, в импульсном режиме, но импульсы напряжения должны быть достаточно длительными, чтобы процессы, приводящие к Э. п., протекали без перенапряжений. Такими процессами являются ударная ионизация либо туннельное просачивание, либо то и другое.
При напряжениях выше Э. п. диэлектрик становится проводником (когда напряжённость электрического поля Е достигает пробивной Епр , электропроводность скачкообразно возрастает). Переход в проводящее состояние часто приводит к разрушению материала из-за перегрева. Э. п. обладают все газы, в том числе пары металлов, твёрдые и жидкие диэлектрики. У слюды, кварца и других хороших диэлектриков Э. п. достигает 106 —107 в/см; в тщательно очищенных и обезгаженных жидких диэлектриках Э. п. также достигает 106 в/см; в газах Э. п. зависит от давления и других условий и составляет для воздуха при нормальных условиях и толщине слоя порядка 1 см около 3×104 в/см; у полупроводников (Ge, Si) Э. п. порядка 105 в/см, однако при очень низких температурах, когда пробой вызывается ударной ионизацией примесей, Э. п. в Ge порядка 5 в/см.
