Vad är motståndsuppvärmning?
Motståndsuppvärmning är en process där värmeenergi produceras genom att leda en elektrisk ström genom en speciellt utformad ledare. Motståndet som ledaren erbjuder mot strömmen förorsakar en reaktion i den på atomnivå och därmed producerar energi och släpper värme. Denna reaktion är föremål för ett vetenskapligt förhållande som kallas Joules första lag som ser mängden värme som genereras av processen beroende på balansen mellan ledarresistens och strömstyrkan. Motståndsuppvärmning är en av de vanligaste formerna för värmeproduktion och finns i ett brett spektrum av inhemska och industriella tillämpningar. Motståndsvärme är en produkt från alla kretsar där elektrisk ström möter motstånd; även om den har många fördelaktiga användningar kan den skada eller förstöra elektrisk utrustning om den inte kontrolleras.
Den som har använt en vattenkokare, brödrost eller en värmare på en kylig kväll har gjort bekanta sig med motståndsuppvärmning. Effekterna av motståndsuppvärmning noterades först på mitten av 1800-talet av James Prescott Joule och fenomenet blev snabbt hörnstenen i en av de mest använda formerna av värme genom tiderna. Den grundläggande principen för motståndsvärmare centrerar runt reaktionen som orsakas när den elektriska strömelektronflödet möter jonstrukturen i ledaren. Elektron / jon-kollisioner som resulterar ser en del av energin från accelererade elektroner frigjord i form av termisk energi. Om strömmen eller ledarens motstånd ökar kommer också mängden värme som genereras.
Motståndsvärmare har vanligtvis formen av en spiral eller spiral eller specialdesignad resistiv tråd inbäddad i eller lindad på ett värmebeständigt, isolerande underlag. De flesta motståndskraftiga värmeelement är av denna typ med material som keramik med hög aluminiumoxid som de vanligaste isolatorerna. Den vanligaste metallkombinationen vid tillverkning av tråden som används vid resistansuppvärmning är en legering av nickel och krom. Den genomsnittliga sammansättningen av dessa legeringar löper mellan 60/16% för allmän användning och 80/20% för högledare. Nickel-krom 60-legeringen är den mest använda av de två och kan motstå temperaturer på 1850 ° F (1000 ° C) utan att sänkas eller deformeras.
Även om motståndsuppvärmning uppenbarligen är fördelaktig kan fenomenet ha katastrofala effekter när det är okontrollerat. Alla elektriska ledare genererar värme till en viss grad; när kretsar eller utrustning överbelastas, kan den värme som alstras allvarligt skada eller till och med förstöra en apparat. Elektriska bränder är också ett vanligt resultat av okontrollerad motståndsuppvärmning.