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高温电阻丝通过电流的热效应发热的工作原理

点击:250发表时间:2022-07-13

主要由电阻丝和隔热材料组成。电阻丝用于将电能转化为热能,保温材料起到保温的作用。使炉子达到要求的温度,并有适当的温度分布。此外,炉体还包括炉管、炉架、炉壳、端子等。炉管用于放置样品,绝缘材料装在炉壳内,炉架支撑炉体,接线柱连接电源和电阻丝。

电阻炉是将电能转化为热能的装置电热丝加热的原理是电流的热效应。

电流的热效应:当电流通过电阻时,电流做功消耗电能并产生热量。这种现象被称为电流热效应。实践证明,电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体本身的电阻值、电流通过的时间成正比。

电热丝是常见的发热元件,其作用是通电后产生热量,将电能转化为热能。电热丝的应用范围很广,很多常见的电热装置都会使用电热丝作为发热元件。因此电热丝在化工、电子、电器、冶金机械、陶瓷玻璃加工等行业都有应用。

1.电热丝的工作原理

电热丝的工作原理和其他金属发热元件一样,都是金属通电后的电热现象。电加热是指电流通过导体后,电流会产生热量,被导体传导。电热丝本身是金属导体,通电时会发热,提供热能。

2.电热丝的分类

根据电热丝的化学元素含量和组织结构对电热丝的类型进行分类。电热丝的型号有铁铬铝合金电热丝和镍铬合金电热丝。作为电加热元件,两种电热丝在功能特性上是不同的。

3.铁铬铝合金电热丝的优缺点

铁铬铝合金电热丝的优点是工作温度高。实验表明,铁铬铝合金电热丝的工作温度可达1400℃。Fe-Al合金电热丝具有长寿命、高电阻率。

铁铬铝合金电热丝的缺点是高温时强度低,随着温度的升高塑性会增加。也就是说,铁铬铝合金电热丝在高温下容易变形。

4.镍铬合金电热丝的优缺点

镍铬合金电热丝的优点是高温环境下强度高,长期高温运行后不易变形和结构变化,室温塑性好。此外,镍铬合金电热丝发射率高,无磁性,耐腐蚀性好,使用寿命长。

镍合金电热丝的缺点是工作温度无法达到之前电热丝的水平。镍合金电热丝的制造需要使用镍。这种金属的价格高于铁、铬、铝,所以镍铬合金电热丝的制造成本较高,不利于成本控制。

电阻丝加热原理

电热元件是一种实现电能向热能转化的元件。各种电热设备都需要使用电热元件来产生热量。电热元件自问世之日起,就在人们的生产生活中发挥了重要作用。我们就来看看电热元件的种类和优缺点。

1 、电热丝

电热丝是电热元件,以电加热为基本工作原理,实现能量转换。电热丝虽然是传统的电热元件,但至今没有被取代。现在电热丝仍然广泛应用于各个领域,尤其是工业生产和实验室。

电热丝近年来,铁铬铝合金和镍铬合金得到了广泛的应用,铁铬铝合金的温度达到了1400℃。在电热丝的基础上,近年来发展了电热棒、电热板、电热板等电热元件,但其本质仍是电热丝,其原理离不开电加热。

电热丝的优点是加热温度和耐热温度高,技术成熟,制造容易,便于在各种电热设备中应用。电热丝的缺点是能量转换率低,加热过程伴随发光过程,所以能量转换率只能达到60%到70%。

2.PTC电热元件

PTC的全称是正温度系数,即热敏电阻,是由导电材料烧结而成的电热元件。PTC电热元件是电热丝之后出现的一种电热元件。受居里温度的限制,只能用于350℃以下的加热,应用于各种小功率低温电热器件。

PTC元件的优点是加热时没有明火,加热效率可达70%。PTC电热元件的缺点是抗震性能差,不能随意切割使用。特别是PTC电热元件受到居里温度的限制,不能用于350℃以上的加热。因此,PTC电热元件在实际生产生活中的应用只能局限于低温加热。

3.导电涂层

导电涂料又称黑膜,产生于20世纪50年代后期,喷涂在绝缘材料表面后可作为电热元件使用。导电涂料用途广泛,但很少用作电热元件。其优点是平面加热,散热面积大,抗震性能好,缺点是加热层容易脱落,只能用于200℃以下的加热。

4.电热膜

电热膜是近年来出现的一种新型电热元件。它是吸收了PTC和导电涂料的特点而制成的。目前电热膜主要应用于室内采暖和环境温度维持,如建筑采暖、孵化室保温等。

电热膜具有无明火加热、表面加热、热阻低、导热快、使用寿命长、易切割分离的优点,尤其是电热膜的电能转换效率高达90%,热能损耗小。

电热膜的缺点是加热速度慢,加热温度达不到高值,断电后散热速度快。


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