Der Widerstand von metallischen Leitern, von Metalldrähten, Litzen und Filamenten, hängt von a Materialzusammensetzung, Querschnittsfläche und Betriebstemperatur bei stationärem Stromfluss Bedingungen. Der Widerstand von metallischen Leitern steigt mit der Temperatur, was eine maximale Temperatur im Verhältnis zur Leistung mit den Nickel-Chrom-Drähten ermöglicht, die in Elektroherdelementen verwendet werden. Die Kenntnis des Stromflusses ermöglicht die Berechnung des Widerstands eines Drahtes bei einer gegebenen Arbeitsspannung oder an Näherung der Temperatur basierend auf Vergleichswiderstandswerten, wenn die Metallart des Drahtes ist bekannt.
Das gleiche Ofenelement verbraucht bei niedrigerer Reglereinstellung 1200 W Leistung. Auf dieser Stufe reduziert die Temperaturregelung des Ofens die Spannung am Element auf 130 V. Mit diesen Informationen können Sie den Widerstand bei dieser Einstellung berechnen und die untere Temperatur des Elements annähern.
Berechnen Sie den elektrischen Stromfluss in Ampere, indem Sie die Leistung durch die Spannung dividieren
I=\frac{1200}{130}=9.23\text{ A}
Berechnen Sie den Widerstand des Elementdrahts, indem Sie die Spannung teilenVdurch den Stromich
R=\frac{V}{I}=\frac{130}{9.23}=14.08\Omega
Berechnen Sie die Temperaturänderung, die zum niedrigeren Widerstand des Elements führt. Wenn die Anfangsbedingung 1600 °F (kirschrot) ist, kann die Temperatur aus dem Temperaturkoeffizienten der Widerstandsformel berechnet werden
R=R_{ref}(1+\alpha (T-T_{ref}))
woRist der Widerstand bei Temperatur,T, Rref ist der Widerstand bei einer Referenztemperatur,Tref, undαist der Temperaturkoeffizient des Widerstands für das Material.
Auflösen nachT, wir bekommen
T=T_{ref}+\frac{1}{\alpha}\bigg(\frac{R}{R_{ref}}}-1\bigg)
Für Nichromdraht,α= 0,00017 Ω/°C. Wenn wir dies mit 1,8 multiplizieren, erhalten wir die Widerstandsänderung pro °F. Für Nichromdraht wird dies zuα= 0,00094 Ω/°F. Dies sagt uns, wie stark sich der Widerstand pro Gradanstieg ändert. Wenn wir diese Werte einsetzen, erhalten wir
T=1600+\frac{1}{0,00094}\bigg(\frac{14,08}{22,04}-1\bigg)=1215,8^{\text{o}}\text{F}
Die reduzierte Leistungseinstellung führt zu einer niedrigeren Nichrom-Drahttemperatur von 1215,8 °F. Die Spulen des Ofens erscheinen bei normalem Tageslicht mattrot im Vergleich zu leuchtendem Kirschrot bei höchster Einstellung. Obwohl es Hunderte von Grad niedriger ist, ist es immer noch heiß genug, um schwere Verbrennungen zu verursachen.
Dinge, die du brauchen wirst
- Taschenrechner
- Farben der erhitzten Metalltabelle
- Temperatur-Widerstandskoeffizienten für verschiedene Metalle Diagramm
Tipps
Stellen Sie immer Töpfe mit der richtigen Größe und viel Flüssigkeit auf mäßig betriebenen Elementen bereit, um glühende Elementtemperaturen zu vermeiden.
Warnungen
Legen Sie niemals Gegenstände auf Elektroherde ab, auch wenn sie kalt und ausgeschaltet sind.