Weerstand van een verwarmingselement

^{simuleer dit circuit – Schema gemaakt met CircuitLab}

Figuur 1 . Verhoogt of verlaagt het toevoegen van meer weerstanden de totale geproduceerde warmte?

Ik had gedacht dat een hogere weerstand zou hebben geleid tot meer warmte loss …

• Het zou intuïtief moeten zijn dat hoe meer parallelle weerstanden we toepassen op het circuit van figuur 1, hoe lager de weerstand wordt.
• Gegeven een constante spanning zoals gespecificeerd in je vraag, zou het ook intuïtief moeten zijn dat de stroom door elke tak hetzelfde zal zijn, ongeacht het aantal takken. *
• We kunnen dat dan zien met n parallelle weerstanden het totale gedissipeerde vermogen w ill be n keer het vermogen gedissipeerd met één weerstand.

Daarom zal een lagere weerstandswaarde resulteren in meer vermogensdissipatie of warmteverlies.

Wiskundig gezien is dit te zien aan de krachtvergelijking \ $ P = \ frac {V ^ 2} {R} \ $ dat, voor een gegeven spanning, het gedissipeerde vermogen omgekeerd evenredig is met de weerstand.

* Een echte voeding heeft natuurlijk een limiet voor hoeveel stroom hij kan produceren voordat de spanning begint te dalen.

Opmerkingen

• Ik hou van de visuele en praktische uitleg die dit diagram presenteert.

Het hangt ervan af:

• of het is aangesloten op een ideale bron van constante spanning : lagere belastingsweerstand zal een hoger belastingsvermogen veroorzaken
• indien aangesloten op een ideale constante stroom sou rce : hogere belastingsrestantie zal meer belastingsvermogen veroorzaken.

Vaak kunnen praktische stroombronnen worden behandeld als een ideale bron van constante spanning met een (vrij lage) interne serieweerstand. In dat geval wordt het meeste belastingsvermogen veroorzaakt door een belastingsweerstand die gelijk is aan de interne serieweerstand van de stroombron.
Dit feit wordt de Stelling voor maximale vermogensoverdracht genoemd.

Warmteafgifte wordt gedefinieerd door het vermogen \ $ P \ $ dat zelf wordt bepaald door de spanningsval \ $ V \ $ over het element en de huidige \ $ I \ $ erdoorheen: \ $ P = V * Ik \ $.

Als je een specifieke warmteafgifte hebt die je wilt en een ingangsspanning, kun je de benodigde weerstand berekenen door de wet van Ohm in te pluggen.

\ $ P = V * A = \ frac {V * V} {R} \ $

Dus het verlagen van de weerstand verhoogt de warmteafgifte.

Om de zaken nog meer te verwarren, misschien meer warmte afgeven dan licht, als je een nominaal constante spanningsbron met een vaste bronweerstand hebt, zal er een belastingsweerstand zijn die een maximaal vermogen heeft. Merk op dat gewoonlijk” s way lagere weerstand dan wat je zou gebruiken (zeg maar) op het lichtnet.

^{simuleer dit circuit – Schema gemaakt met CircuitLab}

In het bovenstaande circuit is de stroom V1 / (Rs + RL), dus de kracht in de belasting is:

\ $ P_L = \ frac {R_L \ cdot V_1 ^ 2} {R_S + R_L} \ $

Je kunt intuïtief zien door de teller en de noemer te inspecteren dat als RL erg laag is of erg hoog is, het vermogen nul nadert.

In feite is het een maximum bij \ $ R_L = R_S \ $, waarbij de belastingsweerstand gelijk is aan de bronweerstand. De helft van het vermogen gaat verloren in de bronweerstand.

Meer in het algemeen is maximale vermogensoverdracht wanneer de bronimpedantie gelijk is aan de belastingsimpedantie.

Een verwarmingselement heeft geen “zeer hoge” of “zeer lage” weerstand.

De totale energie die door het circuit wordt gedissipeerd, is evenredig met de stroom, dus de weerstand van het verwarmingselement moet laag genoeg zijn om voldoende stroom te trekken om voldoende warmte te genereren.

de totale energie die door het circuit wordt gedissipeerd, het deel van de energie dat door elk onderdeel wordt gedissipeerd, is evenredig met de weerstand, dus de weerstand van het verwarmingselement moet hoog genoeg zijn zodat de meeste energie wordt afgevoerd door het verwarmingselement zelf in plaats van bijvoorbeeld de bedrading in de muren.

Als je een verwarmingselement op het stopcontact aansluit, is er een stroomonderbreker bij betrokken die de stroom begrenst zodat je bedrading wordt niet te heet. Een verwarmingselement dat is ontworpen om maximale warmte te leveren (bijvoorbeeld in een ketel), zal zoveel mogelijk stroom verbruiken terwijl het veilig onder die limiet blijft.

Het hangt af van de stroombron. Als dat een redelijk constante spanning biedt, zoals de meeste, dan verhoogt een lagere weerstand de stroom, waardoor de vermogensdissipatie en dus de warmte toeneemt.

Omdat verwarming meestal veel stroom kost (vergeleken met elektronica), is het meestal heeft een redelijk goede voeding nodig, zoals een grote loodzuur- of Li-Ion-accu als deze draagbaar is – en dat zijn redelijk goede spanningsbronnen.

Dus als je een of andere manier hebt om te regelen, zoals PWM, of een thermostatische aan / uit-schakelaar, vergis je iets aan de lage kant van de weerstand om iets meer vermogen te krijgen dan je nodig hebt, en regel je dat vermogen om de juiste temperatuur te krijgen.

Als je een goede constante stroombron had , dan zou toenemende weerstand de spanning verhogen, en dat zou het vermogen verhogen. Maar die zijn in de praktijk vrij zeldzaam.

Wil je een hoge of lage weerstand?

Het hangt af van je stroombron. Als je warmte wilt, wil je kracht en stroom is

$$ P = I \ cdot V = I ^ 2 \ cdot R = \ d frac {V ^ 2} {R} $$

Dus als je een constante stroombron hebt, wil je een hoge weerstand. De meeste verwarmers worden echter geleverd met een constante spanning, dus zou een lagere weerstand nodig zijn.

Als de stroombron wisselstroom is, vergeet dan niet om het RMS-getal te gebruiken voor de stroom of het voltage.

Het hangt ervan af waar je grootste problemen zijn bij het voeden van die verwarmer.

Als je problemen hebt met de weerstand van de voeding ( bijv. lange of dunne draden, hoge inwendige weerstand) dan ga je voor hoge weerstand, hoogspanning, laagstroom optie.

Mocht je problemen hebben met isolatie (er is bijv. niet genoeg ruimte voor dikke isolatie of de kachel kan niet goed worden geïsoleerd van potentiële gebruikers die hem aanraken), dan ga je voor een opstelling met lage weerstand, lage spanning en hoge stroom.

Het is een balans tussen die twee. In werkelijkheid ga je voor de spanning die u bij de hand hebt (bijv. oudere trams gebruiken verwarmingstoestellen die rechtstreeks op netspanning zijn aangesloten, of het nu 600V, 800V of een andere spanning is waar de rest van de tram op rijdt. Modernere trams gebruiken standaard f 220V kachels, omdat het tegenwoordig goedkoper is om een spanningsomvormer te ontwerpen dan om een nieuwe kachel te ontwerpen). De vrijwel enige uitzondering is wanneer u bescherming moet bieden tegen aanraken, dan verlaagt u de spanning tot een veilig niveau en werkt u daarmee.

Weet niet of dit helpt, maar ik heb gewoon mijn multimeter op een 220-240V 1850-2200W ketelelement gezet en heb ~ 27 ohm gehaald.

Ps elektronica is niet mijn sterke punt