1、焦耳定律
焦耳定律是定量說明傳導(dǎo)電流將電能轉(zhuǎn)換為熱能的定律。1841年,英國物理學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量Q(稱為焦耳熱)與電流I的平方、導(dǎo)體的電阻R和通電時間t成比例。?采用國際單位制,其表達式為Q=0.24I2Rt或熱功率P=I2R各量的單位依次為Q焦耳、I為安培、R為歐姆、t是秒、P為瓦特。
2、微觀模型
電子具有一定的能量,既可以轉(zhuǎn)換成熱量,也可以轉(zhuǎn)換成機械能做各種功。自由電子在金屬內(nèi)的電場中被加速而獲得能量,與正離子相碰撞,激發(fā)正離子的熱運動,這就是焦耳熱。從熱力學(xué)焦耳定律引伸,將I2t視為焦耳積分值(Joule-integral values)也就不難理解了。
3.、I2t的定義
(1)二極管的I2t值可用于選擇適當(dāng)?shù)谋kU絲以保護其免受由于短路造成的損傷。在指定的時間和輸入電壓下,保險絲的I2t值必須小于二極管的I2t值。
(2)I2t是關(guān)于持續(xù)時間非常短的電流脈沖(特別是不指定的范圍2ms~10ms不滿)的正向的非重復(fù)過電流容量的尺度。I是電流的有效值A,t為脈沖持續(xù)時間,用秒表示。
(3)I2t是關(guān)于持續(xù)時間非常短的電流脈沖(不足10ms)的正向的非重復(fù)過電流容量的尺度。I是電流的有效值安培,t為脈沖持續(xù)時間,用秒表示。這主要是為了保險絲保護的目的,保險絲的I2t值要比器件的小,短路時保險絲方可起到保護作用。
(4)I2t是在1ms≤tp<10ms的脈沖寬度下通過器件的非重復(fù)最大允許正向峰值電流的計算值。在I2t?≥∫I2tdt時,判定合格。
4、I2t的解析
對于整流二極管、晶閘管來說,不論通過其電流的波形是正弦波、正弦半波、三角波、方波、方脈沖波還是三角脈沖波,在非常短的持續(xù)時間內(nèi),其正向不重復(fù)浪涌電流(IFSM)的積分值I2t是其重要的極限參數(shù)之一。在不同應(yīng)用領(lǐng)域及文獻中I2t有不同的解釋,通常借助熔斷器的熔斷額定值(Rating for fusing)的物理概念來描述,也有稱焦耳積分值(Joule-integral values)。