¿Es posible que una fuente de energía de 4.7 mW caliente un cable de nicrom a 800 ° F [427 ° C]?

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Estoy tratando de entender si será posible que una fuente de energía con una potencia de 4.7 mW con una eficiencia del 47% alimente un cable de nicromo de 35 AWG (bobina del tamaño de una moneda de diez centavos) a 700-800 grados F.

Si es posible, ¿cuántos segundos / minutos se necesitarían para calentar la bobina?

¿También sería útil un condensador con una salida de 4.7 mW para almacenar suficiente energía para calentar la bobina?

enlace Inicialmente utilicé la tabla anterior para obtener una base de la cantidad de energía requerida para calentar el cable de nicrom a 700-800F pero no estoy familiarizado con las conversiones para saber si esto es posible.

    
pregunta notEnufEnergy

2 respuestas

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Respuesta corta: no.

Respuesta 50% más larga: sí.

Pero, en serio, la temperatura del alambre para una entrada de energía determinada dependerá de qué tan bien esté aislado. Si el aislamiento es perfecto, entonces teóricamente no hay límite para lo caliente que se puede hacer. De manera realista, ya sea a cierta temperatura, el calor irradiado al ambiente es igual a la entrada de energía, y deja de calentarse, o el cable se derrite.

No estoy del todo seguro de lo que significa "4.7 mW con una eficiencia del 47%". 47% de qué? ¿Es 4.7mW la salida de potencia, o entrada de la fuente de alimentación? Todo lo que es realmente relevante en la potencia de salida de su fuente de alimentación, porque la entrada de energía al cable será exactamente igual a esto, y el 100% de esta energía eléctrica se convertirá en (¿qué más?) Calor.

De todos modos, digamos que 4.7 mW fue la potencia que se pone en el cable. La forma en que la potencia se traduce en aumento de temperatura para un componente en particular generalmente se expresa como una resistencia térmica absoluta en unidades \ $ K / W \ $, o equivalentemente, \ $ ^ \ circ C / W \ $. Expresa la cantidad de aumento de temperatura por unidad de potencia de entrada.

Digamos que desea una temperatura de \ $ 750 ^ \ circ F \ approx 400 ^ \ circ C \ $, y la temperatura ambiente es \ $ 20 ^ \ circ C \ $, por lo tanto, debe aumentar la temperatura \ $ 400 ^ \ circ C - 20 ^ \ circ C = 380 ^ \ circ C \ $, y debe hacerlo con \ $ 4.7mW \ $. La resistencia térmica debe ser:

$$ \ frac {380 ^ \ circ C} {4.7mW} \ approx 80800 ^ \ circ C / W $$

o más. Eso no es físicamente imposible, pero es un aislamiento bastante serio. A modo de comparación, una resistencia térmica típica al ambiente para un paquete típico de TO-220 , que es aproximadamente del mismo tamaño que usted describe, es \ $ 34 ^ \ circ C / W \ $. Esta tabla de resistencias térmicas de paquetes comunes de Linear Technology puede ser útil para poner esos números en perspectiva. .

También preguntaste "cuánto tiempo", y nuevamente la respuesta es compleja y dependerá del entorno y el aislamiento. La máxima velocidad de calentamiento estará limitada por la capacidad de calor de su elemento de calentamiento y la velocidad de entrada de energía (potencia). Esto será compensado por la velocidad a la cual el calor se pierde en el ambiente. Pero, después de haber establecido que necesita un aislamiento bastante increíble para alcanzar la temperatura deseada en su caso, podemos omitir el análisis riguroso y saber intuitivamente que la alta temperatura se alcanza al integrar la energía durante un largo tiempo para acumular suficiente energía, y digamos simplemente que el tiempo requerido para alcanzar la temperatura deseada es "un largo tiempo".

    
respondido por el Phil Frost
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Bueno, de acuerdo con su hoja de datos, necesita 0.72A a 35AWG Nichrome para calentarlo a 800F (o, como en la nota debajo de la tabla, 0.36A para el Aciclante 35AWG Nichrome).

Además, tiene una resistencia (página siguiente) de 20 ohmios por pie. Entonces ... \ $ P = I ^ 2R = I ^ 2l \ cdot20 \ frac {\ Omega} {ft} \ $, y por lo tanto 4.7mW calentarán \ $ \ frac {4.7mW} {0.36A \ cdot 0.36A \ cdot 20 \ frac {\ Omega} {ft}} \ approx0.00034 ft \ approx 0.1mm \ $ de ese cable. Así que no, están a una magnitud de distancia de poder calentar una bobina del tamaño de una moneda de diez centavos a 800F.

    
respondido por el us2012

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