Resistensi elemen pemanas

Apakah elemen pemanas memiliki resistansi yang sangat tinggi, atau resistansi yang sangat rendah? (Semua komentar dalam posting ini didasarkan pada fakta bahwa tegangannya sama untuk setiap situasi) Saya akan berpikir bahwa resistansi yang lebih tinggi akan menghasilkan lebih banyak kehilangan panas, tetapi saya telah diajarkan bahwa semakin tinggi arus, semakin tinggi lebih banyak energi yang hilang karena panas. Oleh karena itu, resistensi yang lebih rendah akan melepaskan lebih banyak panas.

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Gambar 1. Apakah menambahkan lebih banyak resistor menambah atau mengurangi panas total yang dihasilkan?

Saya akan berpikir bahwa resistensi yang lebih tinggi akan menghasilkan lebih banyak kehilangan panas ...

• Harus intuitif bahwa semakin banyak resistor paralel yang kita terapkan pada rangkaian Gambar 1, semakin rendah resistansi.
• Mengingat tegangan konstan seperti yang ditentukan dalam pertanyaan Anda, seharusnya juga intuitif bahwa arus yang melalui masing-masing cabang akan sama tidak peduli berapa banyak cabang. *
• Kita kemudian dapat melihat bahwa dengan n resistor paralel total daya yang dihamburkan akan menjadi n kali daya didisipasi dengan satu resistor.

Oleh karena itu, nilai resistansi yang lebih rendah akan menghasilkan lebih banyak disipasi daya atau kehilangan panas.

Secara matematis ini dapat dilihat dari persamaan daya bahwa, untuk tegangan yang diberikan, daya yang dihamburkan berbanding terbalik dengan tahanan.$P = \frac {V^2}{R}$

* Catu daya nyata akan, tentu saja, memiliki batas berapa banyak arus yang dapat dihasilkan sebelum tegangan mulai terkulai.

Tergantung:

• jika terhubung ke sumber tegangan konstan yang ideal : resistensi beban yang lebih rendah akan menyebabkan daya beban yang lebih tinggi
• jika terhubung ke sumber arus konstan yang ideal : restansi beban yang lebih tinggi akan menyebabkan lebih banyak daya beban.

Seringkali sumber daya praktis dapat diperlakukan seperti sumber tegangan konstan yang ideal dengan resistansi seri internal yang agak rendah. Dalam hal ini sebagian besar daya beban disebabkan oleh resistansi beban yang sama dengan resistansi seri internal dari sumber daya.
Fakta ini disebut Teorema Transfer Daya Maksimum .

Output panas didefinisikan oleh kekuatan yang itu sendiri didefinisikan oleh penurunan tegangan di seluruh elemen dan arus melalui itu: .$P$$V$$I$$P = V*I$

Jika Anda memiliki output panas spesifik yang Anda inginkan dan voltase input, Anda dapat mengetahui hambatan yang diperlukan dengan menghubungkannya dengan hukum Ohm.

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

Jadi mengurangi resistensi meningkatkan output panas.

Untuk lebih membingungkan hal-hal, mungkin melepaskan lebih banyak panas daripada cahaya, jika Anda memiliki sumber tegangan konstan nominal dengan resistansi sumber tetap akan ada resistansi beban yang memiliki daya maksimum. Perhatikan bahwa biasanya itu resistensi yang jauh lebih rendah daripada apa yang akan Anda gunakan (katakanlah) pada listrik.

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Di sirkuit di atas, arus adalah V1 / (Rs + RL), jadi daya dalam beban adalah:

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

Anda dapat melihat secara intuitif dengan memeriksa pembilang dan penyebut bahwa jika RL sangat rendah atau sangat tinggi daya mendekati nol.

Bahkan maksimum di , di mana resistansi beban sama dengan resistansi sumber. Setengah daya hilang dalam resistansi sumber.$R_L = R_S$

Lebih umum, transfer daya maksimum adalah ketika impedansi sumber sama dengan impedansi beban.

Elemen pemanas tidak memiliki resistansi "sangat tinggi" atau "sangat rendah".

Energi total yang dihamburkan oleh rangkaian sebanding dengan arus, sehingga tahanan elemen pemanas harus cukup rendah untuk menarik arus yang cukup untuk menghasilkan panas yang cukup.

Namun, dari total energi yang dihamburkan oleh rangkaian, porsi energi yang dihamburkan oleh masing-masing bagian sebanding dengan ketahanannya, sehingga ketahanan elemen pemanas harus cukup tinggi sehingga sebagian besar energi dihamburkan oleh elemen pemanas. sendiri bukannya, misalnya, kabel di dinding.

Jika Anda menghubungkan elemen pemanas ke sumber listrik, ada pemutus arus yang membatasi arus sehingga kabel Anda tidak menjadi terlalu panas. Elemen pemanas yang dirancang untuk menghasilkan panas maksimum (dalam ketel, misalnya) akan menarik arus sebanyak mungkin saat tetap aman di bawah batas itu.

Itu tergantung pada sumber listrik. Jika itu menawarkan tegangan yang cukup konstan, seperti yang dilakukan kebanyakan orang, maka resistansi yang lebih rendah meningkatkan arus, yang meningkatkan disipasi daya dan karenanya panas.

Karena pemanasan biasanya membutuhkan banyak daya (dibandingkan dengan elektronik) biasanya membutuhkan catu daya yang cukup bagus, seperti asam timbal yang besar atau baterai Li-Ion jika portabel - dan itu adalah sumber tegangan yang cukup baik.

Jadi, jika Anda memiliki beberapa alat kontrol - seperti PWM, atau sakelar on-off termostatik, lakukan sedikit kesalahan pada sisi resistansi rendah untuk mendapatkan daya sedikit lebih dari yang Anda butuhkan, dan atur kekuatan itu untuk mendapatkan suhu yang tepat.

Jika Anda memiliki sumber arus konstan yang baik, maka meningkatkan resistansi akan meningkatkan tegangan, dan itu akan meningkatkan daya. Tapi itu sangat jarang dalam praktek.

Apakah Anda ingin resistensi tinggi atau rendah?

Itu tergantung pada sumber daya Anda. Jika Anda ingin panas, Anda menginginkan daya dan daya

Jadi jika Anda memiliki sumber arus konstan, Anda menginginkan resistansi tinggi. Namun, sebagian besar pemanas dipasok dengan tegangan konstan sehingga akan membutuhkan resistansi yang lebih rendah.

Jika sumber daya AC ingat untuk menggunakan angka RMS untuk arus atau tegangan yang sesuai.

Itu tergantung di mana masalah terbesar Anda dalam menyalakan pemanas itu.

Jika Anda memiliki masalah dengan resistansi pasokan (mis. Kabel panjang atau tipis, resistansi internal tinggi) maka Anda menggunakan opsi resistansi tinggi, tegangan tinggi, arus rendah.

Jika Anda memiliki masalah dengan isolasi (mis. Tidak ada ruang yang cukup untuk isolasi tebal atau pemanas tidak dapat diisolasi dengan baik dari pengguna potensial yang menyentuhnya) maka Anda menggunakan pengaturan dengan resistansi rendah, tegangan rendah, arus tinggi.

Ini keseimbangan antara keduanya. Pada kenyataannya, Anda menggunakan voltase yang Anda miliki (mis. Trem yang lebih tua menggunakan pemanas yang terhubung langsung ke voltase saluran, baik itu 600V, 800V, atau voltase lain yang digunakan oleh trem. Lebih banyak moden yang menggunakan off- pemanas 220V rak, karena hari ini lebih murah untuk merancang konverter tegangan daripada merancang pemanas baru). Satu-satunya pengecualian adalah ketika Anda perlu menjaga agar tidak menyentuh, maka Anda menjatuhkan voltase ke tingkat yang aman dan bekerja dengan itu.

Tidak tahu apakah ini membantu tapi saya hanya meletakkan multimeter pada elemen ketel 220-240V 1850-2200W dan mendapat ~ 27 ohm.

Ps elektronik bukan kekuatan saya