La resistencia de los conductores metálicos, de alambres, hilos y filamentos metálicos, depende de un la composición del material, el área de la sección transversal y la temperatura de funcionamiento en un flujo de corriente de estado estable condiciones. La resistencia de los conductores metálicos aumenta con la temperatura, lo que permite una temperatura máxima en relación a la potencia con los alambres de níquel-cromo utilizados en los elementos de las cocinas eléctricas. Conocer el flujo de potencia permite calcular la resistencia de un cable a un voltaje de trabajo dado, o un aproximación de temperatura basada en valores de resistencia comparativos si el tipo de metal que forma el alambre es conocido.
El mismo elemento de la estufa con un ajuste de control más bajo consume 1200 W de potencia. En este nivel, el control de temperatura de la estufa reduce el voltaje a través del elemento a 130 V. Con esta información, puede calcular la resistencia en este ajuste y aproximar la temperatura más baja del elemento.
Calcule el flujo de corriente eléctrica en amperios dividiendo la potencia por el voltaje
I = \ frac {1200} {130} = 9.23 \ text {A}
Calcule la resistencia del cable del elemento dividiendo el voltajeVpor la corrienteI
R = \ frac {V} {I} = \ frac {130} {9.23} = 14.08 \ Omega
Calcule el cambio de temperatura que resulta en la menor resistencia del elemento. Si la condición inicial es 1600 ° F (rojo cereza), la temperatura se puede calcular a partir del coeficiente de temperatura de la fórmula de resistencia.
R = R_ {ref} (1+ \ alpha (T-T_ {ref}))
dóndeRes la resistencia a la temperatura,T, Rárbitro es la resistencia a una temperatura de referencia,Tárbitro, yαes el coeficiente de temperatura de resistencia del material.
Resolviendo paraT, obtenemos
T = T_ {ref} + \ frac {1} {\ alpha} \ bigg (\ frac {R} {R_ {ref}} - 1 \ bigg)
Para alambre de nicrom,α= 0,00017 Ω / ° C. Multiplicando esto por 1.8 obtenemos el cambio de resistencia por ° F. Para el alambre de nicrom, esto se convierte en,α= 0,00094 Ω / ° F. Esto nos dice cuánto cambia la resistencia por grado de aumento. Sustituyendo estos valores, obtenemos
T = 1600 + \ frac {1} {0.00094} \ bigg (\ frac {14.08} {22.04} -1 \ bigg) = 1215.8 ^ {\ text {o}} \ text {F}
La configuración de potencia reducida da como resultado una temperatura del alambre de nicromo más baja de 1215.8 ° F. Las bobinas de la estufa aparecerán de color rojo apagado a la luz del día normal en comparación con el rojo cereza brillante en su posición más alta. Aunque cientos de grados más bajo, todavía hace suficiente calor como para causar quemaduras graves.
Cosas que necesitará
- Calculadora
- Tabla de colores de metales calentados
- Tabla de coeficientes de temperatura de resistencia para diferentes metales
Consejos
Siempre tenga ollas del tamaño correcto con mucho líquido en elementos de potencia moderada para evitar temperaturas al rojo vivo.
Advertencias
Nunca coloque objetos encima de estufas eléctricas, incluso cuando estén frías y apagadas.