Hvad er modstandsopvarmning?
Modstandsopvarmning er en proces, hvor termisk energi produceres ved at føre en elektrisk strøm gennem en specielt designet leder. Modstanden som lederen giver mod strømmen, forårsager en reaktion inden i den på atomniveau, hvorved der produceres energi og frigøres varme. Denne reaktion er underlagt et videnskabeligt forhold kendt som Joules første lov, der ser mængden af varme, der genereres af processen, afhængig af balancen mellem ledermodstand og strømstyrke. Modstandsopvarmning er en af de mest anvendte former for varmeproduktion og findes i en lang række indenlandske og industrielle anvendelser. Modstandsopvarmning er et produkt af alle kredsløb, hvor elektrisk strøm støder på modstand; selvom det har mange gavnlige anvendelser, kan det skade eller ødelægge elektrisk udstyr, hvis det ikke kontrolleres.
Enhver, der har brugt en kedel, brødrister eller en barvarmer på en kølig aften, har gjort sig bekendt med modstandsopvarmning. Virkningerne af modstandsopvarmning blev først bemærket i midten af 1800-tallet af James Prescott Joule, og fænomenet blev hurtigt hjørnestenen i en af de mest anvendte former for opvarmning gennem tidene. Det grundlæggende princip for modstandsvarmere centrerer sig omkring reaktionen forårsaget, når den elektriske strøm elektronstrøm støder på ionstrukturen i lederen. Elektron / ion-kollisioner, der resulterer, ser en del af energien fra accelererede elektroner frigivet i form af termisk energi. Hvis strømens strømning eller lederens modstand øges, vil mængden af varme genereres.
Modstandsvarmere har oftest form af en spiral eller helix eller specielt designet resistiv ledning indlejret i eller viklet på et varmebestandigt, isolerende underlag. De fleste modstandsopvarmningselementer er af denne type med materialer såsom keramik med højt aluminiumoxid som de mest almindelige isolatorer. Den mest almindelige metalkombination i fremstillingen af tråden, der bruges til modstandsopvarmning, er en legering af nikkel og krom. Den gennemsnitlige sammensætning af disse legeringer løber mellem henholdsvis 60/16% til generel anvendelse og 80/20% for høje ende-ledere. Nikkel-krom 60-legering er den mest anvendte af de to og kan modstå temperaturer på 1850 ° F (1000 ° C) uden nedbrydning eller deformering.
Selvom modstandsopvarmning åbenlyst er fordelagtig, kan fænomenet have katastrofale virkninger, når det ikke kontrolleres. Alle elektriske ledere genererer varme til en vis grad; når kredsløb eller udstyr bliver overbelastet, kan den genererede varme alvorligt beskadige eller endda ødelægge et apparat. Elektriske brande er også et almindeligt resultat af ukontrolleret modstandsopvarmning.