Os fios de metal, fios e filamentos exibem valores de resistência que são baseados em sua composição metálica, área de seção transversal e temperatura de operação em condições de fluxo de corrente constante. A resistência dos condutores metálicos aumenta a temperaturas mais altas, o que permite uma temperatura alta terminal com potência (em watts) com os fios de níquel-cromo usados ​​em elementos elétricos de fogão. Conhecer o fluxo de potência permite um cálculo simples da resistência de ohms a uma dada tensão de trabalho, ou uma aproximação de temperatura baseada em valores comparativos de resistência se o tipo de metal que forma o fio é conhecido.

Calculando a Resistência Operacional do Fogão Elétrico em Temperatura

Defina o aplicativo de resistência. Neste exemplo, um fio de níquel-cromo (níquel-cromo) em um grande elemento de fogão elétrico em espiral é classificado para 2400 watts em potência operacional total quando aceso vermelho cereja (cerca de 1600 graus F). A tensão de funcionamento da estufa é de 230 volts CA (corrente alternada). Com essa informação, você pode calcular a resistência da temperatura do fio para o elemento.

Calcule a amperagem de estado estacionário do circuito de fogão em potência máxima dividindo watts por volts para obter corrente de corrente. Esta é a equação de energia elétrica simples watts de energia = volts X amps. Como a carga elétrica é totalmente resistiva e não reativa (não-magnética), o fator de potência é de 1 para 1 e 2400 watts /230 volts = 10,435 ampères.

Calcule a resistência de estado estacionário do fio à temperatura de operação. A fórmula aplicável é R ohms = E volts /I amps. Portanto, R = 230 volts /10,435 amps = 22,04 ohms.

Calculando a mudança de resistência do fio com redução de temperatura

Defina o cálculo da mudança de resistência. Com o mesmo elemento de fogão em uma configuração de controle inferior, ele consome apenas 1200 watts de energia. Neste nível, um valor de apenas 130 volts é medida fluindo para o elemento porque o controle de temperatura na estufa reduz a tensão. Com essas informações, você pode calcular a resistência da temperatura do fio na configuração mais baixa, bem como aproximar a temperatura mais baixa do elemento.

Calcule o fluxo de corrente elétrica em ampères dividindo 1200 watts em 130 volts para produzir 9,23 amps.

Calcule a resistência do fio do elemento dividindo 130 volts por 9,23 ampères para obter uma resistência de 14,08 ohms.

Calcule a mudança de temperatura resultando na menor resistência do elemento. Se a condição inicial for 1600 graus F (vermelho cereja), a temperatura pode ser calculada a partir da fórmula do coeficiente de resistência à temperatura alfa R = R ref X (1 + alfa (T - T ref)). Rearranjo, T ref = (1 + (alfa x 1600 - R /R ref)) /alfa. Como o fio de nicromo tem um valor de alfa de 0,0009444 ohms /grau F de mudança (0,00017 /grau C mostrado no gráfico X 1 ° C /1,8 ° F), os valores de substituição são T ref = (1 + 0,000944 X 1600 - (22,04 ohms /14,08) ohms) /0,000944 ohms /grau F = (1 + 1,5104 - 1,565) /0,000944 = 0,946 /0,000944 = 1002 graus F. O ajuste inferior do fogão resulta em uma temperatura mais baixa de 1002 graus Fahrenheit, o que seria um vermelho opaco em condições normais. luz do dia, e ainda o suficiente para causar queimaduras graves.

Dica

Sempre tenha os potes de tamanho correto com bastante líquido em elementos moderadamente energizados para evitar temperaturas altas.

Aviso

Nunca coloque objetos em cima de fogões elétricos, mesmo quando estiver frio e desligado.