Onko lämmityselementillä erittäin korkea vai hyvin pieni vastus? (Kaikki tämän viestin kommentit perustuvat siihen, että jännite on sama kaikissa tilanteissa.) Olisin uskonut, että suurempi vastus olisi johtanut enemmän lämpöhäviöihin, mutta minulle on opetettu, että mitä suurempi virta, enemmän energiaa menetetään lämpöön. Siksi pienempi vastus vapauttaisi enemmän lämpöä.
Kommentit
- Sillä olisi täsmälleen oikea vastus tuottaa se energiamäärä, jolle se on suunniteltu, kun käytetään jännitettä.
- Sinun pitäisi ajatella sitä muulla tavalla. \ $ p = \ frac {v ^ 2} {r} \ $. Lähteenä jännite on vakio, sitä pienempi \ $ r \ $ -arvo, sitä suurempi lämpö vapautuu.
- Ajattelemaan sitä käytännöllisessä intuitiivisessa mielessä kuvittele, että sijoitat erittäin matalan vastuksen metallityökalun, kuten jakoavaimen, liittimien yli auton akku = paljon vapautunutta lämpöä. Aseta nyt kuiva puupala (korkea vastus) napojen yli = hyvin vähän lämpöä vapautuu. Tämän kokeen pitäisi itse asiassa suorittaa päinvastaisessa järjestyksessä:)
- @GlenYates En edes ’ edes vitsi kyseisen kokeen suorittamisesta. ’ on hämmästyttävää, mitä ihmiset tekevät lukiessaan jotain Internetistä.
- Ainoastaan sen selvittämiseksi: älä tee sitä, mitä @GlenYates ehdottaa yllä olevassa kommentissa. Se ei ole ’ vain huono idea, se on suorastaan vaarallinen.
Vastaa
simuloi tätä virtapiiriä – Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab
Kuva 1 Lisääkö vai vähentääkö vastusten lisääminen kokonaislämpöä?
Olisin uskonut, että suurempi vastus olisi johtanut enemmän lämpöön menetys …
- Sen pitäisi olla intuitiivista, että mitä enemmän yhdensuuntaisia vastuksia käytämme kuvion 1 piiriin, sitä pienempi vastus tulee.
- Kun otetaan huomioon kysymyksessä määritelty vakiojännite, on myös intuitiivista, että jokaisen haaran läpi kulkeva virta on sama riippumatta siitä, kuinka monta haaraa. *
- Voimme sitten nähdä, että n rinnakkaiset vastukset, joiden kokonaisteho haihtui w ei n kertaa teho hukkaan yhdellä vastuksella.
Siksi pienempi vastusarvo johtaa enemmän tehohäviöön tai lämpöhäviöön.
Matemaattisesti tämä näkyy tehoyhtälöstä \ $ P = \ frac {V ^ 2} {R} \ $, että tietylle jännitteelle hajautettu teho on käänteisesti verrannollinen vastukseen.
* Todellisella virtalähteellä on tietysti raja sille, kuinka paljon virtaa se voi tuottaa ennen jännitteen alkamista.
Kommentit
- Pidän tämän kaavion visuaalisesta ja käytännön selityksestä.
Vastaa
Se riippuu:
- jos se on kytketty ihanteelliseen vakiojännitelähteeseen : pienempi kuormitusvastus aiheuttaa suuremman kuormitustehon
- jos se on kytketty ihanteellinen vakiovirta sou rce : suurempi kuormituksen palautuminen aiheuttaa enemmän kuormitustehoa.
Usein käytännöllisiä virtalähteitä voidaan kohdella kuin ihanteellista vakiojännitelähdettä, jolla on (melko pieni) sisäinen sarjaresistanssi. Tällöin suurin osa kuormitustehosta johtuu kuormitusvastuksesta, joka on yhtä suuri kuin virtalähteen sisäinen sarjaresistanssi .
Tätä tosiasiaa kutsutaan suurimmaksi tehonsiirtolauseeksi .
Vastaus
Lämmöntuotto määritetään teholla \ $ P \ $, joka itse määritellään jännitteen pudotuksella \ $ V \ $ elementin yli ja sen hetkisellä \ $ I \ $: \ $ P = V * Minä \ $.
Jos sinulla on haluamasi lämpöteho ja tulojännite, voit selvittää tarvittavan vastuksen kytkemällä Ohmin lain.
\ $ P = V * A = \ frac {V * V} {R} \ $
Vastuksen pienentäminen lisää lämmöntuotantoa.
Vastaa
Hämmentääksesi asioita, ehkä vuodata enemmän lämpöä kuin valoa, jos sinulla on nimellisesti vakio jännitelähde, jolla on kiinteä lähdevastus, tulee olemaan kuormitusvastus, jolla on suurin teho. Huomaa, että yleensä” s way pienempi vastus kuin mitä käyttäisit (sanot) verkkovirrassa.
simuloi tätä virtapiiriä – Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab
Yllä olevassa piirissä virta on V1 / (Rs + RL), joten kuorman teho on:
\ $ P_L = \ frac {R_L \ cdot V_1 ^ 2} {R_S + R_L} \ $
Näet intuitiivisesti tarkastelemalla osoitinta ja nimittäjää, että jos RL on hyvin matala, tai on erittäin suuri, teho lähestyy nollaa.
Itse asiassa se on maksimiarvo \ $ R_L = R_S \ $, jossa kuormitusresistanssi on yhtä suuri kuin lähteen vastus. Puolet tehosta menetetään lähteen vastuksessa.
Yleisesti ottaen suurin tehonsiirto on, kun lähteen impedanssi on yhtä suuri kuin kuorman impedanssi.
vastaus
Lämmityselementillä ei ole vastusta ”erittäin korkea” eikä ”erittäin matala”.
Piirin hajauttama kokonaisenergia on verrannollinen virtaan, joten lämmityselementin vastuksen on oltava riittävän pieni vetämään riittävästi virtaa riittävän lämmön tuottamiseksi.
Kuitenkin piirin hajauttama kokonaisenergia, kunkin osan hajauttama energian osa on verrannollinen sen vastukseen, joten lämmityselementin vastuksen on oltava riittävän suuri niin, että suurin osa energiasta haihtuu itse lämmityselementin kautta esimerkiksi seinien johdotuksen sijaan.
Jos liität lämmityselementin seinäverkkoon, mukana on virrankatkaisin, joka rajoittaa virtaa niin, että johdotus ei tule liian kuumaksi. Lämmityselementti, joka on suunniteltu tuottamaan maksimaalista lämpöä (esimerkiksi vedenkeittimessä), vetää niin paljon virtaa kuin se voi pysyä turvallisesti tämän rajan alapuolella.
Vastaa
Se riippuu virtalähteestä. Jos tämä tarjoaa kohtuullisen vakaan jännitteen, kuten useimmat tekevät, pienempi vastus lisää virtaa, mikä lisää tehohäviötä ja siten lämpöä.
Koska lämmitys vie yleensä paljon virtaa (verrattuna elektroniikkaan), se yleensä tarvitsee melko hyvän virtalähteen, kuten suuren lyijyhapon tai litiumioniakun, jos se on kannettava – ja ne ovat kohtuullisen hyviä jännitelähteitä.
Joten jos sinulla on joitain ohjauskeinoja – kuten PWM, tai termostaattinen virtakytkin, erehdy hieman vastuksen matalalla puolella saadaksesi hieman enemmän virtaa kuin tarvitset, ja säädä tätä tehoa saadaksesi oikean lämpötilan.
Jos sinulla on hyvä vakiovirtalähde , sitten vastuksen lisääminen lisäisi jännitettä ja lisäisi tehoa. Mutta ne ovat käytännössä melko harvinaisia.
Vastaa
Haluatko korkean tai matalan vastuksen?
Se riippuu sinusta virtalähteestä. Jos haluat lämpöä, haluat voimaa ja voimaa on
$$ P = I \ cdot V = I ^ 2 \ cdot R = \ d frac {V ^ 2} {R} $$
Joten jos sinulla on vakiovirtalähde, haluat korkean vastuksen. Suurimmalle osalle lämmittimistä toimitetaan kuitenkin vakiojännite, joten se vaatii pienemmän vastuksen.
Jos virtalähde on vaihtovirta, muista käyttää RMS-lukua virralle tai jännitteelle.
vastaus
Riippuu siitä, missä suurimmat ongelmasi ovat lämmittimen virran kytkemisessä.
Jos sinulla on ongelmia virtalähteen vastuksella ( esim. pitkät tai ohuet johdot, suuri sisäinen vastus), voit valita suuren vastuksen, suurjännitteen, matalan virran vaihtoehdon.
Jos sinulla on ongelmia eristämisen kanssa (esim. paksulle ei ole tarpeeksi tilaa eristystä tai lämmitintä ei voida hyvin eristää potentiaalisilta käyttäjiltä, jotka koskettavat sitä), voit valita pienen vastuksen, matalan jännitteen ja suurivirran.
Se on tasapaino näiden kahden välillä. Todellisuudessa menet käytettävissä olevalle jännitteelle (esim. vanhemmat raitiovaunut käyttävät lämmittimiä, jotka on kytketty suoraan verkkojännitteeseen, olipa se sitten 600 V, 800 V tai mikä tahansa muu jännite, jolle muu raitiovaunu kulkee. Nykyaikaisemmissa hyödynnetään suojaa f 220 V: n lämmittimet, koska nykyään on edullisempaa suunnitella jännitemuuntaja kuin suunnitella uusi lämmitin). Melkein ainoa poikkeus on, kun sinun on suojattava koskettamilta, sitten pudotat jännitteen turvalliselle tasolle ja työskentelet sen kanssa.
Vastaa
En tiedä, auttaako tämä, mutta laitoin yleismittarini 220-240 V: n 1850-2200 W: n kattilaan ja sain ~ 27 ohmia.
Ps-elektroniikka ei ole vahvuuteni 
elementti
Kommentit
- Hei @GRA , se ’ sa hyvä esimerkki, mutta en ’ ole varma, vastaako se kysymykseen