De weerstand van metalen geleiders, van metalen walsdraad, strengen en filamenten, hangt af van a samenstelling, dwarsdoorsnede en bedrijfstemperatuur van het materiaal bij stabiele stroomsterkte; voorwaarden. De weerstand van metalen geleiders neemt toe met de temperatuur, wat een maximale temperatuur in verhouding tot het vermogen mogelijk maakt met de nikkelchroomdraden die worden gebruikt in elektrische kachelelementen. Als u de stroomstroom kent, kunt u de weerstand van een draad berekenen bij een bepaalde werkspanning, of een benadering van de temperatuur op basis van vergelijkende weerstandswaarden als het type metaal dat de draad vormt, is bekend.
Hetzelfde kachelelement op een lagere regelstand verbruikt 1200 W aan vermogen. Op dit niveau verlaagt de temperatuurregeling van de kachel de spanning over het element tot 130 V. Met deze informatie kunt u de weerstand bij deze instelling berekenen en de lagere temperatuur van het element benaderen.
Bereken de elektrische stroom in ampère door het vermogen te delen door de spanning
I=\frac{1200}{130}=9.23\text{ A}
Bereken de weerstand van de elementdraad door de spanning te delenVdoor de stroomik
R=\frac{V}{I}=\frac{130}{9.23}=14.08\Omega
Bereken de temperatuurverandering die resulteert in de lagere weerstand van het element. Als de beginconditie 1600 ° F is (kersenrood), kan de temperatuur worden berekend uit de temperatuurcoëfficiënt van de weerstandsformule
R=R_{ref}(1+\alpha (T-T_{ref}))
waarRis de weerstand bij temperatuur,T, Rref is de weerstand bij een referentietemperatuur,Tref, enαis de temperatuurcoëfficiënt van weerstand voor het materiaal.
Oplossen voorT, we krijgen
T=T_{ref}+\frac{1}{\alpha}\bigg(\frac{R}{R_{ref}}-1\bigg)
Voor nichrome draad,α= 0,00017 /°C. Vermenigvuldig dit met 1,8 en we krijgen de weerstandsverandering per °F. Voor nichrome draad wordt dit,α= 0,00094 /°F. Dit vertelt ons hoeveel de weerstand verandert per graad stijging. Als we deze waarden substitueren, krijgen we
T=1600+\frac{1}{0.00094}\bigg(\frac{14.08}{22.04}-1\bigg)=1215.8^{\text{o}}\text{F}
De lagere vermogensinstelling resulteert in een lagere nichrome-draadtemperatuur van 1215,8 ° F. De spoelen van de kachel zullen bij normaal daglicht dof rood lijken in vergelijking met gloeiend kersenrood op de hoogste stand. Hoewel honderden graden lager, is het nog steeds heet genoeg om ernstige brandwonden te veroorzaken.
Dingen die je nodig hebt
- Rekenmachine
- Kleuren van verwarmde metalen grafiek
- Temperatuurcoëfficiënten van weerstand voor verschillende metalen grafiek:
Tips
Zorg altijd voor de juiste maat potten met veel vloeistof op matig aangedreven elementen om roodgloeiende elementtemperaturen te voorkomen.
Waarschuwingen
Leg nooit voorwerpen op elektrische kachels, zelfs niet als ze koud en uitgeschakeld zijn.