La résistance des conducteurs métalliques, des tiges métalliques, des torons et des filaments, dépend d'un la composition du matériau, la section transversale et la température de fonctionnement à un flux de courant en régime permanent conditions. La résistance des conducteurs métalliques augmente avec la température, ce qui permet une température maximale par rapport à la puissance avec les fils nickel-chrome utilisés dans les éléments de cuisinières électriques. Connaître le flux de puissance permet de calculer la résistance d'un fil à une tension de fonctionnement donnée, ou une approximation de la température basée sur des valeurs de résistance comparatives si le type de métal constituant le fil est connu.
Le même élément de poêle à un réglage de commande inférieur consomme 1200 W de puissance. A ce niveau, le contrôle de la température du poêle réduit la tension aux bornes de l'élément à 130 V. Avec ces informations, vous pouvez calculer la résistance à ce réglage et approximer la température inférieure de l'élément.
Calculer le flux de courant électrique en ampères en divisant la puissance par la tension
I=\frac{1200}{130}=9.23\text{ A}
Calculer la résistance du fil de l'élément en divisant la tensionVpar le courantje
R=\frac{V}{I}=\frac{130}{9.23}=14.08\Omega
Calculer le changement de température résultant de la résistance inférieure de l'élément. Si la condition initiale est de 1600°F (rouge cerise), la température peut être calculée à partir du coefficient de température de la formule de résistance
R=R_{ref}(1+\alpha (T-T_{ref}))
oùRest la résistance à la température,T, Rréf est la résistance à une température de référence,Tréf, etαest le coefficient de température de résistance du matériau.
Résoudre pourT, on a
T=T_{ref}+\frac{1}{\alpha}\bigg(\frac{R}{R_{ref}}-1\bigg)
Pour le fil nichrome,α= 0,00017 /°C. En multipliant cela par 1,8 et nous obtenons le changement de résistance par °F. Pour le fil nichrome, cela devient,α= 0,00094 Ω/°F. Cela nous indique combien la résistance change par degré d'élévation. En remplaçant ces valeurs, on obtient
T=1600+\frac{1}{0.00094}\bigg(\frac{14.08}{22.04}-1\bigg)=1215.8^{\text{o}}\text{F}
Le réglage de puissance réduit entraîne une température de fil nichrome inférieure de 1215,8 °F. Les serpentins du poêle apparaîtront rouge terne à la lumière du jour normale par rapport au rouge cerise brillant à son réglage le plus élevé. Bien que des centaines de degrés plus bas, il fait encore assez chaud pour causer de graves brûlures.
Choses dont vous aurez besoin
- Calculatrice
- Charte des couleurs des métaux chauffés
- Tableau des coefficients de température de résistance pour différents métaux
Conseils
Ayez toujours des pots de la bonne taille avec beaucoup de liquide sur les éléments modérément alimentés pour éviter les températures des éléments brûlants.
Mises en garde
Ne jamais déposer d'objets sur les cuisinières électriques même lorsqu'elles sont froides et éteintes.