Rezystancja przewodników metalicznych, z walcówki, splotek i włókien, zależy od a skład materiału, pole przekroju i temperatura pracy przy ustalonym przepływie prądu warunki. Rezystancja przewodników metalicznych wzrasta wraz z temperaturą, co pozwala na osiągnięcie maksymalnej temperatury w stosunku do mocy przy przewodach niklowo-chromowych stosowanych w elementach kuchenek elektrycznych. Znajomość przepływu mocy pozwala na obliczenie rezystancji przewodu przy danym napięciu roboczym, czyli an aproksymacja temperatury na podstawie porównawczych wartości rezystancji, jeżeli rodzaj metalu tworzącego drut jest znany.
Ten sam element pieca przy niższym ustawieniu sterowania pobiera 1200 W mocy. Na tym poziomie kontrola temperatury pieca obniża napięcie na elemencie do 130 V. Dzięki tym informacjom możesz obliczyć opór przy tym ustawieniu i przybliżyć niższą temperaturę elementu.
Oblicz przepływ prądu elektrycznego w amperach, dzieląc moc przez napięcie
I=\frac{1200}{130}=9.23\text{ A}
Oblicz rezystancję przewodu elementu, dzieląc napięcieVprzez prądja
R=\frac{V}{I}=\frac{130}{9.23}=14.08\Omega
Oblicz zmianę temperatury skutkującą niższą rezystancją elementu. Jeżeli stan początkowy to 1600 ° F (czereśnia), to temperaturę można obliczyć ze współczynnika temperaturowego ze wzoru rezystancji
R=R_{ref}(1+\alfa (T-T_{ref}))
gdzieRto opór w temperaturze,T, Rref jest rezystancją w temperaturze odniesienia,Tref, iαjest współczynnikiem temperaturowym oporu materiału.
Rozwiązywanie dlaT, dostajemy
T=T_{ref}+\frac{1}{\alpha}\bigg(\frac{R}{R_{ref}}-1\bigg)
Do drutu nichromowego,α= 0,00017 Ω/°C. Mnożąc to przez 1,8, otrzymujemy zmianę rezystancji na °F. W przypadku drutu nichromowego staje się toα= 0,00094 Ω/°F. To mówi nam, jak bardzo zmienia się opór na stopień wzrostu. Zastępując te wartości, otrzymujemy
T=1600+\frac{1}{0.00094}\bigg(\frac{14.08}{22.04}-1\bigg)=1215.8^{\text{o}}\text{F}
Zmniejszone ustawienie mocy skutkuje niższą temperaturą drutu nichromowego o 1215,8°F. Cewki pieca będą wyglądać na matowoczerwone w normalnym świetle dziennym w porównaniu do świecącej wiśniowej czerwieni przy najwyższym ustawieniu. Chociaż jest o setki stopni niższy, nadal jest wystarczająco gorący, aby spowodować poważne oparzenia.
Rzeczy, których będziesz potrzebować
- Kalkulator
- Wykres kolorów podgrzewanych metali
- Współczynniki temperaturowe odporności dla różnych metali wykres
Wskazówki
Zawsze miej odpowiednie garnki z dużą ilością płynu na elementach o umiarkowanej mocy, aby zapobiec czerwonym gorącym temperaturom elementów.
Ostrzeżenia
Nigdy nie kładź przedmiotów na kuchence elektrycznej, nawet gdy jest zimna i wyłączona.