Cálculo de las propiedades de los cables de resistencia para mis proyectos

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Tengo algunas cosas que quiero hacer con el cable del resistor. Todos ellos implican obtener una temperatura aproximada usando un voltaje conocido. Entiendo que la temperatura depende en gran medida del medio ambiente, pero lo que sé ahora no es nada, lo cual es mucho menos de lo que se puede saber en mi opinión.

En la tienda ofrecen cables con estas 3 propiedades:

  • longitud
  • resistencia
  • diámetro

Tengo dos cosas generales que quiero crear

  • dispositivo de secado a baja temperatura para productos químicos
  • shisha eléctrico de alta temperatura

Me pregunto cómo podría calcular aproximadamente qué cable quiero. Luego lo probaría para obtener la temperatura exacta. Entiendo que esto necesitaría algunos dispositivos electrónicos adicionales , pero estoy seguro de que primero puedo calcular el cable para que no se queme en rojo. en lugar de un poco de calor.

    
pregunta Tomáš Zato

1 respuesta

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Esto depende principalmente de con qué alimenta el cable de resistencia. La tensión que entra, combinada con la resistencia del cable dictará el flujo de corriente y, por lo tanto, la potencia se disipará en el cable de resistencia. Toda la energía disipada en el cable de resistencia es calor útil, para calentar sus materiales (químicos, shisha, etc.).

Por lo tanto, la resistencia real no es relevante si tiene control absoluto sobre el voltaje que se alimenta. Como un indicador aproximado, un calentador de 10W con una fuente de voltaje de 12V necesitaría una resistencia total de 14.4Ohm (Pd = V ^ 2 / R), que con cable debería tener una longitud de 3,42 m.

La cantidad de energía térmica que produce (Pd) determinará la temperatura, dependiendo de los materiales que esté calentando. Se necesitará energía térmica para elevar los materiales a la temperatura deseada, y se necesitará menos energía para mantener los materiales a la temperatura requerida (debido a la salida de calor al medio ambiente).

Para mantener una temperatura constante, debe alcanzar un estado de equilibrio en el que la energía térmica agregada al sistema coincida con la energía térmica que se está perdiendo. La pérdida de calor aumentará a medida que aumente la temperatura del sistema, por lo que para cualquier sistema de calefacción dado, naturalmente alcanzará una temperatura máxima. Sin embargo, cualquier cambio en el sistema cambiará la temperatura máxima (retire los materiales, el cable podría sobrecalentarse).

En resumen, puede hacer un sistema de calefacción que no tenga un controlador, pero la alimentación requerida depende en gran medida del sistema (qué materiales está calentando, cuánto etc.). Lo mejor es usar una fuente de alimentación de laboratorio, en el modo de control actual, y aumentar la corriente lentamente hasta que se caliente y se estabilice a la temperatura requerida. Puede hacer cálculos para estimar la pérdida de calor, pero pueden no ser mucho más útiles que las pruebas empíricas.

Como una guía aproximada para comenzar en algún lugar, haga una suposición informada sobre el orden aproximado de la magnitud del poder necesario. Este dispositivo calienta sobre 0.5sq m del suelo para alrededor de 30C, y tiene una potencia nominal de 27W. Así que podríamos inferir que para temperaturas de 30-50 ° C, en un área de alrededor de un trozo de papel A4 a 0.5sq m, 10-30W haría el truco. Esto es asumiendo que el cable está calentando otra cosa primero (algún medio como la arena). Esta es una estimación de estilo Fermi, para dar una idea aproximada o escalas. Si comienza a realizar pruebas con la capacidad de generar 10-30W de calor de su cable, puede aumentar su fuente de alimentación en todo el rango para ver qué funciona.

Si hace un calentador sin un controlador, todavía necesita algún tipo de viaje de seguridad para evitar que se sobrecaliente. Si haces algo de google, puedes encontrar varias formas de hacerlo. Lo más fácil es probablemente un fusible térmico simple en serie con el cable de resistencia, que desconectará la energía del cable de resistencia si se calienta más allá de una temperatura establecida.

    
respondido por el Oliver

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