A fémdrótok, szálak és szálak fémvezetékeinek ellenállása a az anyag összetétele, keresztmetszete és üzemi hőmérséklete állandó állapotú áramlásnál körülmények. A fémvezetők ellenállása a hőmérséklet függvényében növekszik, ami maximális hőmérsékletet tesz lehetővé az elektromos tűzhelyelemekben használt nikkel-króm huzalok teljesítményéhez viszonyítva. A teljesítményáram ismerete lehetővé teszi a huzal ellenállásának kiszámítását egy adott munkafeszültségnél vagy annál a hőmérséklet közelítése az összehasonlító ellenállási értékek alapján, ha a huzalt alkotó fém típusa megfelelő ismert.
Ugyanaz a kályhaelem alacsonyabb szabályozási beállítás mellett 1200 W teljesítményt vesz fel. Ezen a szinten a kályha hőmérséklet-szabályozása 130 V-ra csökkenti az elem feszültségét. Ezekkel az információkkal kiszámíthatja az ellenállást ezen a beállításon, és hozzávetőlegesen becsülheti az elem alsó hőmérsékletét.
Számítsa ki az elektromos áram áramát amperben úgy, hogy elosztja a teljesítményt a feszültséggel
I = \ frac {1200} {130} = 9,23 \ szöveg {A}
Számítsa ki az elem vezetékének ellenállását a feszültség felosztásávalVaz áram általén
R = \ frac {V} {I} = \ frac {130} {9.23} = 14.08 \ Omega
Számítsa ki az elem alacsonyabb ellenállását eredményező hőmérsékletváltozást. Ha a kezdeti feltétel 1600 ° F (cseresznyevörös), akkor a hőmérséklet kiszámítható az ellenállási képlet hőmérsékleti együtthatójából
R = R_ {ref} (1+ \ alfa (T-T_ {ref}))
holRaz ellenállás a hőmérsékleten,T, Rref az ellenállás referencia hőmérsékleten,Tref, ésαaz anyag hőmérsékleti ellenállási együtthatója.
MegoldásaT, kapunk
T = T_ {ref} + \ frac {1} {\ alpha} \ bigg (\ frac {R} {R_ {ref}} - 1 \ bigg)
Nichrom huzalhoz,α= 0,00017 Ω / ° C. Ezt megszorozva 1,8-mal, és megkapjuk az ellenállás változását ° F-onként. A nichrom huzal esetében ezα= 0,00094 Ω / ° F. Ez megmondja, mennyire változik az ellenállás fokonként. Ezeket az értékeket behelyettesítve megkapjuk
T = 1600 + \ frac {1} {0,00094} \ bigg (\ frac {14.08} {22.04} -1 \ bigg) = 1215,8 ^ {\ text {o}} \ text {F}
A csökkentett teljesítmény-beállítás alacsonyabb nichrom huzal hőmérsékletet eredményez, 1215,8 ° F. A kályha tekercsei normál nappali fényben tompa vörösnek tűnnek, összehasonlítva a legmagasabb fokozaton izzó cseresznyevörössel. Habár több száz fokkal alacsonyabb, még mindig elég meleg ahhoz, hogy súlyos égési sérüléseket okozzon.
Amire szükséged lesz
- Számológép
- A fűtött fémek színei diagram
- Hőmérsékleti ellenállási együtthatók a különböző fémek táblázatához
Tippek
A mérsékelt energiájú elemeken mindig legyen megfelelő méretű, sok folyadékot tartalmazó edény, hogy megakadályozza a forró elemek hőmérsékletét.
Figyelmeztetések
Soha ne tegyen tárgyakat az elektromos kályhák tetejére, még akkor sem, ha hideg vagy kikapcsolt állapotban van.