La resistenza dei conduttori metallici, da vergelle, trefoli e filamenti metallici, dipende da a la composizione del materiale, l'area della sezione trasversale e la temperatura di esercizio a flusso di corrente allo stato stazionario condizioni. La resistenza dei conduttori metallici aumenta con la temperatura, che consente una temperatura massima in relazione alla potenza con i fili di nichel-cromo utilizzati negli elementi delle stufe elettriche. La conoscenza del flusso di potenza consente di calcolare la resistenza di un filo a una data tensione di lavoro, o an approssimazione della temperatura basata su valori comparativi di resistenza se il tipo di metallo che forma il filo è conosciuto.
Lo stesso elemento della stufa con un'impostazione di controllo inferiore assorbe 1200 W di potenza. A questo livello, il controllo della temperatura della stufa riduce la tensione ai capi dell'elemento a 130 V. Con queste informazioni è possibile calcolare la resistenza con questa impostazione e approssimare la temperatura più bassa dell'elemento.
Calcola il flusso di corrente elettrica in ampere dividendo la potenza per la tensione
I=\frac{1200}{130}=9.23\text{ A}
Calcolare la resistenza del filo dell'elemento dividendo la tensioneVdalla correnteio
R=\frac{V}{I}=\frac{130}{9.23}=14.08\Omega
Calcolare la variazione di temperatura risultante nella minore resistenza dell'elemento. Se la condizione iniziale è 1600°F (rosso ciliegia), la temperatura può essere calcolata dal coefficiente di temperatura della formula di resistenza
R=R_{rif}(1+\alfa (T-T_{rif}))
doveRè la resistenza alla temperatura,T, Rrif è la resistenza ad una temperatura di riferimento,Trif, eαè il coefficiente di resistenza alla temperatura del materiale.
Risolvere perT, noi abbiamo
T=T_{ref}+\frac{1}{\alpha}\bigg(\frac{R}{R_{ref}}-1\bigg)
Per filo di nichelcromo,α= 0,00017 /°C. Moltiplicandolo per 1,8 otteniamo la variazione di resistenza per °F. Per il filo di nichelcromo, questo diventa,α= 0,00094 /°F. Questo ci dice quanto cambia la resistenza per grado di aumento. Sostituendo questi valori, otteniamo
T=1600+\frac{1}{0.00094}\bigg(\frac{14.08}{22.04}-1\bigg)=1215.8^{\text{o}}\text{F}
L'impostazione della potenza ridotta si traduce in una temperatura del filo di nichelcromo inferiore di 1215,8 ° F. Le bobine della stufa appariranno di un rosso opaco alla luce del giorno normale rispetto al rosso ciliegia incandescente alla sua massima impostazione. Sebbene centinaia di gradi più bassi, è ancora abbastanza caldo da causare gravi ustioni.
Cose di cui avrai bisogno
- Calcolatrice
- Colori della tabella dei metalli riscaldati
- Tabella dei coefficienti di resistenza alla temperatura per diversi metalli
Suggerimenti
Avere sempre pentole delle dimensioni corrette con molto liquido su elementi moderatamente alimentati per evitare temperature degli elementi roventi.
Avvertenze
Non appoggiare mai oggetti sopra i fornelli elettrici anche quando sono freddi e spenti.