Modstanden af metalliske ledere fra metaltrådstænger, tråde og filamenter afhænger af a materialets sammensætning, tværsnitsareal og driftstemperatur ved steady state strømflow betingelser. Modstanden af metalledere stiger med temperaturen, hvilket giver mulighed for en maksimal temperatur i forhold til effekt med de nikkel-kromtråde, der anvendes i elektriske komfurelementer. At kende strømmen tillader beregning af en lednings modstand ved en given arbejdsspænding eller en tilnærmelse af temperatur baseret på sammenlignende modstandsværdier, hvis den type metal, der danner ledningen, er kendt.
Det samme komfurelement med en lavere kontrolindstilling trækker 1200 W strøm. På dette niveau reducerer ovnens temperaturkontrol spændingen over elementet til 130 V. Med denne information kan du beregne modstanden ved denne indstilling og tilnærme elementets lavere temperatur.
Beregn den elektriske strøm i ampere ved at dividere effekt med spændingen
I = \ frac {1200} {130} = 9.23 \ tekst {A}
Beregn elementtrådens modstand ved at dividere spændingenVaf strømmenjeg
R = \ frac {V} {I} = \ frac {130} {9.23} = 14.08 \ Omega
Beregn temperaturændringen, hvilket resulterer i elementets lavere modstand. Hvis den oprindelige tilstand er 1600 ° F (kirsebærrød), kan temperaturen beregnes ud fra temperaturkoefficienten for modstandsformlen
R = R_ {ref} (1+ \ alpha (T-T_ {ref}))
hvorRer modstanden ved temperatur,T, Rref er modstanden ved en referencetemperatur,Trefogαer materialets temperaturbestandighedskoefficient.
Løser forT, vi får
T = T_ {ref} + \ frac {1} {\ alpha} \ bigg (\ frac {R} {R_ {ref}} - 1 \ bigg)
Til nichromtråd,α= 0,00017 Ω / ° C. Multiplicerer dette med 1,8, og vi får modstandsændringen pr. ° F. For nichromtråd bliver dette tilα= 0,00094 Ω / ° F. Dette fortæller os, hvor meget modstanden ændres pr. Grad. Ved at erstatte disse værdier får vi
T = 1600 + \ frac {1} {0.00094} \ bigg (\ frac {14.08} {22.04} -1 \ bigg) = 1215.8 ^ {\ text {o}} \ text {F}
Den reducerede effektindstilling resulterer i en lavere nichrometrådstemperatur på 1215,8 ° F. Ovnens spoler fremstår kedelige røde i normalt dagslys sammenlignet med glødende kirsebærrød ved sin højeste indstilling. Selvom det er hundreder af grader lavere, er det stadig varmt nok til at forårsage alvorlige forbrændinger.
Ting, du har brug for
- Lommeregner
- Farver på opvarmede metaller
- Temperaturbestandighedskoefficienter for forskellige metaldiagram
Tips
Hav altid gryder i den rigtige størrelse med masser af væske på moderat drevne elementer for at forhindre rødt varme elementstemperaturer.
Advarsler
Læg aldrig genstande oven på elektriske ovne, selv når de er kolde og slukkede.