Η αντίσταση των μεταλλικών αγωγών, από μεταλλικές ράβδους, νήματα και νήματα, εξαρτάται από το α σύνθεση του υλικού, εμβαδόν διατομής και θερμοκρασία λειτουργίας σε ροή σταθερής κατάστασης συνθήκες. Η αντίσταση των μεταλλικών αγωγών αυξάνεται με τη θερμοκρασία, η οποία επιτρέπει τη μέγιστη θερμοκρασία σε σχέση με την ισχύ με τα καλώδια νικελίου-χρωμίου που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά στοιχεία. Η γνώση της ροής ισχύος επιτρέπει τον υπολογισμό της αντίστασης ενός καλωδίου σε μια δεδομένη τάση λειτουργίας ή προσέγγιση της θερμοκρασίας με βάση συγκριτικές τιμές αντίστασης εάν ο τύπος μετάλλου που σχηματίζει το σύρμα είναι γνωστός.
Το ίδιο στοιχείο σόμπας σε χαμηλότερη ρύθμιση ελέγχου αντλεί ισχύ 1200 W. Σε αυτό το επίπεδο, ο έλεγχος θερμοκρασίας της σόμπας μειώνει την τάση στο στοιχείο σε 130 V. Με αυτές τις πληροφορίες, μπορείτε να υπολογίσετε την αντίσταση σε αυτήν τη ρύθμιση και να προσεγγίσετε την χαμηλότερη θερμοκρασία του στοιχείου.
Υπολογίστε τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος σε ενισχυτές διαιρώντας την ισχύ με την τάση
I = \ frac {1200} {130} = 9.23 \ κείμενο {A}
Υπολογίστε την αντίσταση του καλωδίου στοιχείου διαιρώντας την τάσηΒαπό το τρέχονΕγώ
R = \ frac {V} {I} = \ frac {130} {9.23} = 14.08 \ Ωμέγα
Υπολογίστε την αλλαγή θερμοκρασίας με αποτέλεσμα τη χαμηλότερη αντίσταση του στοιχείου. Εάν η αρχική κατάσταση είναι 1600 ° F (κόκκινο κεράσι) τότε η θερμοκρασία μπορεί να υπολογιστεί από τον συντελεστή θερμοκρασίας του τύπου αντίστασης
R = R_ {ref} (1+ \ άλφα (T-T_ {ref}))
όπουΡείναι η αντίσταση σε θερμοκρασία,Τ, Ραναφ είναι η αντίσταση σε θερμοκρασία αναφοράς,Ταναφ, καιαείναι ο συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης για το υλικό.
Επίλυση γιαΤ, παίρνουμε
T = T_ {ref} + \ frac {1} {\ alpha} \ bigg (\ frac {R} {R_ {ref}} - 1 \ bigg)
Για σύρμα nichrome,α= 0,00017 Ω / ° C. Πολλαπλασιάζοντας αυτό με 1,8 και έχουμε την αλλαγή αντίστασης ανά ° F. Για καλώδιο νικελίου, αυτό γίνεται,α= 0,00094 Ω / ° F. Αυτό μας λέει πόσο αλλάζει η αντίσταση ανά άνοδο βαθμού. Αντικαθιστώντας αυτές τις τιμές, παίρνουμε
T = 1600 + \ frac {1} {0.00094} \ bigg (\ frac {14.08} {22.04} -1 \ bigg) = 1215.8 ^ {\ text {o}} \ κείμενο {F}
Η ρύθμιση μειωμένης ισχύος έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη θερμοκρασία σύρματος νικολίου 1215,8 ° F. Τα πηνία της σόμπας θα εμφανίζονται θαμπό κόκκινο στο κανονικό φως της ημέρας σε σύγκριση με το λαμπερό κόκκινο κεράσι στην υψηλότερη ρύθμιση. Αν και είναι εκατοντάδες βαθμοί χαμηλότερο, είναι ακόμα αρκετά ζεστό για να προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα.
Πράγματα που θα χρειαστείτε
- Αριθμομηχανή
- Διάγραμμα χρωμάτων θερμαινόμενων μετάλλων
- Συντελεστές θερμοκρασίας αντίστασης για διάγραμμα διαφορετικών μετάλλων
Συμβουλές
Να έχετε πάντα τα σωστά μεγέθη δοχεία με άφθονο υγρό σε στοιχεία μέτριας ισχύος για να αποφύγετε τις θερμοκρασίες του θερμού στοιχείου.
Προειδοποιήσεις
Ποτέ μην ξαπλώνετε αντικείμενα πάνω από ηλεκτρικές σόμπες ακόμη και όταν είναι κρύες και σβησμένες.