抵抗加熱とは

抵抗加熱は、目的の設計された導体に電流を流すことにより熱エネルギーが生成されるプロセスです。 導体が電流の通過に与える抵抗により、導体内で原子レベルで反応が生じ、エネルギーが生成され、熱が放出されます。 この反応は、ジュールの最初の法則として知られる科学的関係の影響を受けます。この法則では、導体抵抗と電流の大きさのバランスに応じてプロセスによって生成される熱量を調べます。 抵抗加熱は、最も一般的に使用される発熱形式の1つであり、広範囲の家庭用および産業用アプリケーションで使用されています。 抵抗加熱は、電流が抵抗に遭遇するすべての回路の産物です。 多くの有益な用途がありますが、制御しないと電気機器を損傷または破壊する可能性があります。

肌寒い夜にやかん、トースター、またはバーヒーターを使用したことがある人は誰でも、抵抗加熱の知り合いになりました。 抵抗加熱の効果は、1800年代半ばにジェームズプレスコットジュールによって最初に注目され、この現象は、最も広く使用されているすべての形式の加熱の基礎となりました。 抵抗ヒーターの基本原理は、電流の電子の流れが導体のイオン構造に遭遇したときに生じる反応を中心にしています。 結果として生じる電子/イオン衝突は、熱エネルギーの形で放出された加速電子のエネルギーの一部を見ます。 電流または導体の抵抗が増加すると、発生する熱量も増加します。

抵抗ヒーターは、最も一般的には、コイル、ヘリックス、または耐熱性の絶縁基板に埋め込まれた、または巻き付けられた特別に設計された抵抗線の形をとります。 ほとんどの抵抗発熱体はこのタイプのもので、高アルミナセラミックなどの材料が最も一般的な絶縁体です。 抵抗加熱に使用されるワイヤの製造で最も一般的な金属の組み合わせは、ニッケルとクロムの合金です。 これらの合金の平均組成は、一般的な用途ではそれぞれ60/16％、ハイエンド導体では80/20％です。 ニッケルクロム60合金は2つの中で最も広く使用されており、たるんだり変形することなく1850°F（1000°C）の温度に耐えることができます。

抵抗加熱は明らかに有益ですが、制御されない場合、この現象は壊滅的な影響を与える可能性があります。 すべての電気導体は、ある程度の熱を発生します。 回路または機器が過負荷になると、発生した熱がアプライアンスに重大な損傷を与えたり、破壊することさえあります。 電気火災は、制御されない抵抗加熱の一般的な結果でもあります。