Poner calor en la estufa eléctrica

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Esto puede sonar como una pregunta extraña, pero me molesta por un tiempo:

Supongo que las estufas eléctricas (las que tienen las bobinas que se calientan) funcionan simplemente al tener una resistencia que se calienta. Si se está calentando, entonces debe estar usando mucha energía, por lo que sería una resistencia bastante baja, pero el elemento calefactor sería aún más resistente que los cables, por lo que el elemento calefactor es lo que se calienta. Pero para cambiar el calor, si la estufa debe tener una resistencia variable, ¿por qué la resistencia variable no se calienta mucho cuando se baja el calor?

¿Realmente me molesta cómo funciona todo esto?

    
pregunta Ethan

4 respuestas

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La potencia de la encimera generalmente se controla mediante un controlador termo-mecánico de ciclo de trabajo.

Figura1.Partedeunreguladordepotenciadeencimera.

Haytrespartesenelcontrol.

  1. Unpequeñoelementocalentadorqueseenciendeconlaencimera.
  2. Uncontactodeinterruptorquecontieneunatirabimetálica.Estoestádiseñadoparacambiarrepentinamenteaunaciertatemperaturaparaproporcionaruncierrerápidodecontactoounaaperturaparaevitarchispas.
  3. Unmecanismodeajusteaccionadoporlaperilla.Estomodificalatemperaturaalaquecambiaráelinterruptor.

Funcionamientonormal:

  • Enelencendido,laencimeraestáfríaytambiénlatirabimetálica.Elcontactoestácerrado.Laenergíafluyealaencimerayalcalentador.
  • Despuésdeunos20segundos,elcalentadorcalentóelcontactolosuficientecomoparaalternarelinterruptor.Seabre,sedesconectalaalimentacióndelaencimeraydelcalentadordecontacto.Ambosseenfrían.
  • Despuésdeotroretraso,latirabimetálicavolveráacerrarelcontactoyelcicloserepetirá.

Estetipodecontroleselcontroldeencendido/apagadoconciclodetrabajoajustable(elporcentajedetiempoquelaalimentaciónestáencendida).Funcionabienparaunacocina,yaquelamasatérmicadelasplacas,ollasysartenesesgeneralmentelosuficientementealtacomoparaqueunaráfagadecalorde10snoprovoqueunafluctuacióndetemperaturademasiadorápida.

¡Tengaencuentaqueestetipodecontrolnotieneideadeloquerealmentehayenlaplacaoinclusosilaplacaestáconectada!Nocontrolalatemperaturadelaolla,sololapotenciaquesealimentaalaencimera,yenrealidadessolountemporizadordeciclodetrabajoajustable.Porlotanto,paraunaconfiguracióndada,unaollapequeñasecalentarámuchomásqueunasarténanchaquepuedeirradiarcalor.Laconfiguracióndepotencialadeterminaelcocineroutilizandosuexperiencia.

  

Peroparacambiarelcalor,silaestufadebetenerunaresistenciavariable,¿porquélaresistenciavariablenosecalientamuchocuandosebajaelcalor?

Tienesrazónenqueunaresistenciavariablesecalentaríamucho.Amediapotenciaestaríadisipandotantopodercomolapropiaencimera.Elcontroldeencendido/apagadoesmuchomáseficienteyapenasutilizaenergía.

Tengaencuentaqueestatécnicadepulsosepuedeutilizaraunafrecuenciamuyaltaparaatenuarlaslucesocontrolarlavelocidaddeunmotor.Entalesaplicacionesnosreferimosaestocomomodulacióndeanchodepulso.Lafrecuenciadelospulsosseelige,porejemplo,paraqueenelcasodelailuminaciónnohayaunparpadeovisibleo,enelcasodeunmotor,quenocausevibración.

Figura2.UnaseñalPWMqueproporciona80%depotencia,20%,80%ypotenciacero.

Tirabimetálica

Figura3.Unatirabimetálicaconsisteendosmetalesdiferentesdediferentecoeficientedeexpansiónunidosentresí.Amedidaqueaumentalatemperatura,latirasevolveráconvexaenelladoconelmetaldemayortasadeexpansión.

Termostatosdehorno

Figura4.Eltermostatodelhornotieneunabombillaremotallenadelíquidoyuntubocapilar.Laexpansióndelfluidoenlabombillaconduceelfluidohaciaeltermostatodondeunfuelleactivaelcontacto.Algirarlaperillaseajustaladistanciadelcontactodesdeelactuadory,porlotanto,latemperaturaalaqueseabre.

Configuracióndepotenciaescalonadasimple

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Figura 5. Al usar elementos con relaciones de potencia de aproximadamente 1: 2: 4, se puede usar un interruptor de varios polos para crear un patrón binario para generar siete configuraciones de potencia (y apagar).

    
respondido por el Transistor
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Además de la excelente respuesta de Transistor: también hay calentadores hechos de una selección de resistencias de diferentes potencias que se encienden mediante un interruptor giratorio. En este caso, la posición del mando no puede variar continuamente, pero solo se puede cambiar en pasos discretos. Por supuesto, este es un concepto y configuración mucho más simple que el sistema de control continuo que usa un termostato ajustable implementado como Transistor ya descrito.

    
respondido por el Lorenzo Donati
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Probablemente utiliza un elemento bimetálico. El mando está haciendo un ajuste de eso.

Esencialmente, hay 2 elementos metálicos diferentes que se expanden y contraen de manera diferente entre sí con el cambio de temperatura, por lo que, en este caso, cuando se calientan, se fabrican o rompen a una cierta temperatura.

También podría ser un reóstato o un triac, pero parece ser la forma más antigua de hacer las cosas.

Editar: También hay otras formas.

    
respondido por el D-on
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La mayoría de las estufas eléctricas que he usado usan un conjunto de elementos de calentamiento para tres de las cuatro placas de calentamiento.

El principio se explica más fácilmente mediante un conjunto de dos resistencias en 1Ω cada una. Ponlos en serie, obtienes 2Ω. Usa solo uno, obtienes 1Ω. Ponlos en paralelo, obtienes 0.5Ω.

En la práctica, se utilizan más elementos calefactores por placa, por lo general, lo suficiente para darle al menos 6 configuraciones diferentes.

Una configuración común para las estufas eléctricas son tres placas de potencia constante, como se describe anteriormente, y una placa regulada por termostato.

    
respondido por el Dampmaskin

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