Wärmewirkungen

Wärmewirkungen, elektrische, Erwärmung eines Leiters durch den hindurchfließenden Strom.

Nach dem Jouleschen Gesetz ist die beim Durchgang eines elektrischen Stromes i in einem Leiter entwickelte Wärmemenge Q (in Grammkalorien) proportional der Zeit t (in Sekunden), während welcher der Strom wirksam war, proportional dem Widerstand w des Leiters und proportional dem Quadrate der Stromstärke: Q = i² w t C; hierin ist C ein Proportionalitätsfaktor, der von den gewählten Einheiten abhängt. Wird die Spannung in Volt, die Stromstärke in Ampère, der Widerstand in Ohm und die Zeit in Sekunden ausgedrückt, so ergibt sich C = 0,24, und es wird Q = 0,24i² w t oder durch Umformung mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes i = e : w (s. Strom, elektrischer) auch Q = 0,24e i t oder Q = 0,24 e² t : w. Durch Division mit 1000 erhält man Q in Kilogrammkalorien: Q = 0,00024 e i t, in Meterkilogramm ausgedrückt (da 1 Kilogrammkalorie einer Arbeitsleistung von 424 mkg gleichwertig ist), ergibt sich die Arbeitsleistung 4 = 0,1018 e i t mkg. Da der Faktor 0,1018 der reziproke Wert der Beschleunigung der Schwere 9,81 ist, wird die Arbeit in t Sekunden: A = e i t : 9,81 mkg, und die Arbeit in einer Sekunde, der Effekt E = e i : 9,81 mkg. In der Elektrotechnik wird die Arbeit nach der Einheit »Joule«, d.i. das Produkt e i t gerechnet, und der Effekt nach Watt oder Volt-Ampère; größere Effekte werden in Kilowatt bezw. in Kilovoltampère ausgedrückt (vgl. Maßsystem, absolutes). – Die Wärmewirkungen des elektrischen Stromes finden in der elektrotechnischen Praxis eine sehr ausgiebige Verwendung, z.B. bei der elektrischen Beleuchtung (s. Bogenlampen, Bd. 2, S. 169; Glühlampen, Bd. 4, S. 576; Beleuchtung, elektrische, Bd. 1, 5. 667), bei elektrischen Koch- und Heizapparaten (s. Bd. 5, S. 537) [5]. Auch bei Schmelzöfen für chemische und metallurgische Zwecke werden die Wärmewirkungen des Stromes mehr und mehr nutzbar gemacht. Sie ermöglichen die Konzentrierung sehr großer Wärmemengen auf einen beliebig kleinen Raum, machen das zu erhitzende Material unabhängig von den Einflüssen des Ofenbaumaterials und der Feuergase und liefern bisher unerreichte Temperaturen bis 40000 C. (vgl. Oefen für technische Zwecke, Bd. 6, S. 744) [2]–[4]. – Ferner finden die elektrischen Wärmewirkungen zum Schweißen (s.d., S. 12) von Metallen Verwendung [1], [5], [8], – Auch Glüh- und Härteöfen werden mittels des elektrischen Stromes betrieben, wobei die erforderliche Gleichmäßigkeit der Härtetemperaturen (bis 1300° C.) durch ein Metall- oder Metallsalzbad bequem erreicht werden kann [7].

Literatur: [1] Fodor, Elektr. Schweißung und Lötung, Wien 1892. – [2] Moissan, Der elektr. Ofen, Berlin 1900. – [3] Borchers, Elektrometallurgie, Braunschweig 1903. – [4] Ders., Elektrische Oefen, Halle 1907. – [5] Holzt, Schule des Elektrotechnikers, Leipzig 1908. – [6] Elektrot. Zeitschr., Berlin 1904. – [7] Ebend. 1906. – [8] Ebend. 1909.

Holzt.