Hva er motstandsoppvarming?

Motstandsoppvarming er en prosess der termisk energi blir produsert ved å føre en elektrisk strøm gjennom en spesialdesignet leder. Motstanden som lederen gir mot strømmen, forårsaker en reaksjon i det på atomnivå, og produserer derved energi og frigjør varme. Denne reaksjonen er underlagt et vitenskapelig forhold kjent som Joules første lov som ser hvor mye varme som genereres av prosessen avhengig av balansen mellom ledermotstand og strømstyrke. Motstandsoppvarming er en av de mest brukte formene for varmeutvikling og finnes i en lang rekke innenlandske og industrielle anvendelser. Motstandsoppvarming er et produkt av alle kretsløp der elektrisk strøm møter motstand; selv om det har mange gunstige bruksområder, kan det skade eller ødelegge elektrisk utstyr hvis det ikke kontrolleres.

Alle som har brukt en vannkoker, brødrister eller en barvarmer på en kjølig kveld, har gjort seg kjent med motstandsoppvarming. Effektene av motstandsoppvarming ble først bemerket på midten av 1800-tallet av James Prescott Joule, og fenomenet ble raskt hjørnesteinen i en av de mest brukte former for oppvarming gjennom tidene. Det grunnleggende prinsippet for motstandsvarmere sentrerer rundt reaksjonen forårsaket når den elektriske strømelektronstrømmen møter ionestrukturen til lederen. Elektron / ion-kollisjonene som resulterer, ser en del av energien til akselererte elektroner frigjort i form av termisk energi. Hvis strømmen eller lederens motstand økes, vil også mengden varme som genereres.

Motstandsvarmere har oftest form av en spole eller helix eller spesialdesignet resistiv ledning innebygd i eller viklet på et varmebestandig, isolerende underlag. De fleste motstandsdyktige varmeelementer er av denne typen med materialer som keramikk med høyt aluminiumoksyd som de vanligste isolatorene. Den vanligste metallkombinasjonen i fremstillingen av ledningen som brukes i motstandsoppvarming er en legering av nikkel og krom. Den gjennomsnittlige sammensetningen av disse legeringene går mellom henholdsvis 60/16% for generell bruk og 80/20% for høye endeledere. Nikkelkrom 60-legeringen er den mest brukte av de to og tåler temperaturer på 1000 ° C uten å slappe av eller deformere.

Selv om motstandsoppvarming åpenbart er fordelaktig, kan fenomenet ha katastrofale effekter når det ikke er kontrollert. Alle elektriske ledere genererer varme til en viss grad; når kretser eller utstyr blir overbelastet, kan den varmen som genereres alvorlig skade eller til og med ødelegge et apparat. Elektriske branner er også et vanlig resultat av ukontrollert motstandsoppvarming.