Estoy tratando de encontrar la corriente específica necesaria para calentar un cable a una temperatura específica. El material del alambre es kanthal. He calculado la resistencia, a partir de la resistividad y las dimensiones del cable. También tengo la tensión de alimentación.
¿Pero cuál es la relación entre vataje y temperatura? ¿Cómo puedo saber cuánta corriente se necesita para calentar el cable a una temperatura específica?
La parte que falta es la resistencia térmica del cable al aire ambiente (o cualquier medio en el que lo tenga). Esto se especifica comúnmente en ° C / W para dispositivos semiconductores. Para los cables, por supuesto, la potencia total depende de la longitud, por lo que está buscando una figura como ° C / (W m).
Por ejemplo, supongamos que desea que la temperatura del cable sea de 100 ° C y que su resistencia térmica al aire ambiente sea de 10 ° C / (W m). El aire ambiente en este ejemplo está a 20 ° C, por lo que el aumento de temperatura requerido es de 80 ° C. Eso significa que necesita descargar 8 W en cada metro de cable. Si su segmento de cable tiene una longitud de 200 mm, entonces necesita descargar 1.6 W en él.
Una vez que sepa la potencia requerida, puede utilizar la resistencia eléctrica para calcular el voltaje y la corriente que alcanzarán esa potencia.
Tenga en cuenta que la resistividad de muchas sustancias cambia significativamente con la temperatura. Los viejos LEB (bombillas de luz) eran un buen ejemplo. El filamento se calienta tanto que emite una luz significativa. Es varias veces más resistente a esa temperatura que a la temperatura ambiente. Por lo tanto, los LEB tuvieron grandes corrientes durante un breve período de tiempo después de que se encendieron hasta que alcanzaron la temperatura incandescente.
Una forma de lidiar con la resistividad variable es medir el voltaje y la corriente en un microcontrolador, hacer la multiplicación para encontrar la potencia y ajustar la fuente de alimentación en consecuencia para mantener la potencia deseada. La fuente de alimentación es probablemente un conmutador controlado por un micro de todos modos, por lo que esto no agrega mucha complejidad.
Una forma aún mejor es regular la temperatura directamente. Este esquema hace uso del hecho de que la resistencia del cable cambia con la temperatura. Se mide el voltaje y la corriente, pero esta vez se calcula la resistencia. La fuente de alimentación se regula entonces para mantener esta resistencia constante. Este método es complicado si el material no tiene un gran cambio de resistividad por temperatura en el punto de operación que le interesa.
Lea otras preguntas en las etiquetas wire heat heat-protection