Co je odporové topení?

Odporové vytápění je proces, při kterém se tepelná energie vytváří průchodem elektrického proudu účelově navrženým vodičem. Odpor, který vodič nabízí průchodu proudu, způsobuje v něm reakci na atomové úrovni, čímž vytváří energii a uvolňuje teplo. Tato reakce podléhá vědeckému vztahu známému jako Jouleův první zákon, podle kterého množství tepla vytvářeného procesem závisí na rovnováze mezi odporem vodiče a proudovou velikostí. Odporové vytápění je jednou z nejčastěji používaných forem výroby tepla a nachází se v široké škále domácích a průmyslových aplikací. Odporové vytápění je produktem všech obvodů, kde elektrický proud naráží na odpor; ačkoli má mnoho užitečných použití, může být poškozeno nebo zničeno elektrické zařízení, pokud není ovládáno.

Každý, kdo použil konvici, topinkovač nebo barový ohřívač za chladného večera, seznámil se s odporovým ohřevem. Účinky odporového ohřevu byly poprvé zaznamenány v polovině 18. století Jamesem Prescottem Joulem a tento jev se rychle stal základním kamenem jedné z nejrozšířenějších forem ohřevu všech dob. Základní princip ohřívačů odporu se soustředí kolem reakce způsobené, když tok elektrického proudu elektronem narazí na iontovou strukturu vodiče. Výsledkem kolizí elektronů a iontů je část energie urychlených elektronů uvolněná ve formě tepelné energie. Pokud se zvýší proudový proud nebo odpor vodiče, bude také generováno množství generovaného tepla.

Odporové ohřívače mají nejčastěji podobu cívky nebo spirály nebo speciálně navrženého odporového drátu zabudovaného nebo navinutého na tepelně odolný izolační substrát. Většina odporových topných článků je tohoto typu a nejčastějšími izolátory jsou materiály, jako je vysoce oxid hlinitý. Nejběžnější kovovou kombinací při výrobě drátu používaného při odporovém ohřevu je slitina niklu a chrómu. Průměrné složení těchto slitin se pohybuje mezi 60/16% pro obecné použití a 80/20% pro špičkové vodiče. Slitina niklu chromu 60 je z těchto dvou nejrozšířenějších slitin a odolává teplotám 1 000 ° C (1850 ° F) bez ochabování nebo deformování.

Přestože je odporové zahřívání zjevně prospěšné, jev může mít nekontrolované katastrofické účinky. Všechny elektrické vodiče vytvářejí teplo do určité míry; při přetížení obvodů nebo zařízení může vznikající teplo vážně poškodit nebo dokonce zničit spotřebič. Elektrické požáry jsou také běžným důsledkem nekontrolovaného odporového ohřevu.