شما ممکن است فکر می کنم یک عنصر گرمایش نیاز به مقاومت واقعا بالا -پس از همه, این مقاومت است که اجازه می دهد تا مواد برای تولید گرما. اما در واقع این طور نیست. چیزی که گرما تولید می کند جریانی است که در عنصر جریان دارد، نه مقدار مقاومتی که احساس می کند. گرفتن حداکثر جریان جریان از طریق یک عنصر گرمایشی بسیار مهم تر از مجبور کردن آن جریان از طریق یک مقاومت بزرگ است. این ممکن است گیج کننده و ضد شهودی به نظر می رسد، اما آن را کاملا آسان برای دیدن چرا آن است (و باید) درست است، هر دو شهودی و ریاضی است.
به طور شهودی...
فرض کنید شما ساخته شده مقاومت از عنصر گرمایش خود را به عنوان بزرگ که شما احتمالا می تواند - بی نهایت بزرگ، در واقع. سپس قانون Ohm (ولتاژ = مقاومت جریان × یا V = IR) به ما می گوید جریان جریان را از طریق عنصر خود را باید بی نهایت کوچک (اگر من = V / R ، من نزدیک صفر به عنوان R نزدیک بی نهایت). شما می خواهم مقاومت بزرگ عظیم، بدون جریان، و در نتیجه هیچ گرما تولید شده است. درسته، پس ايلي به سمت افراطي مخالف بريم و مقاومت رو بي نهايت کوچيک کنيم چي؟ اونوقت ما يه مشکل دييلي داريم اگر چه در حال حاضر من ممکن است بزرگ، R خواهد بود عملا صفر، بنابراین جریان را از طریق عنصر مانند یک قطار اکسپرس بدون حتی توقف زیپ، تولید هیچ گرما در همه.
چیزی که ما در یک عنصر گرمایشی نیاز داریم بنابراین تعادل بین دو افراط است: مقاومت کافی برای تولید گرما، اما نه به این دلیل جریان را بیش از حد کاهش می دهد. Nichrome انتخاب بسیار خوبی است. مقاومت یک سیم نیکوروم (تقریباً) ۱۰۰ برابر بیشتر از سیم همان اندازه ساخته شده از مس (یک هادی عالی) است، اما تنها یک چهارم به اندازه یک میله گرافیت به اندازه مشابه (یک هادی نسبتاً خوب) و شاید تنها یک میلیون تریلیونم که از یک عایق واقعاً خوب مانند شیشه است. اعداد برای خود صحبت می کنند: نیکوروم یک هادی متوسط با تنها مقاومت متوسط است، و نه از راه دور یک عایق!
ریاضی...
ما می توانیم دقیقا ً با ریاضی به همین نتیجه برسیم. قدرت تولید شده یا مصرف شده توسط یک جریان الکتریسیته برابر است با ولتاژ برابر جریان (وات = ولت × آمپر یا P = VI). ما همچنین از قانون هُم می دانیم که V = IR. حذف V از این معادلات و ما پیدا کردن قدرت dissipated در عنصر ما I2R است. به عبارت دیگر گرما متناسب با مقاومت، بلکه متناسب با مربع جریان است. بنابراین جریان تأثیر بسیار بیشتری بر روی گرمای تولید شده نسبت به مقاومت دارد. دو برابر مقاومت و شما دو برابر قدرت (بزرگ!) ، اما دو برابر جریان و شما چهار برابر قدرت (فوق العاده!). بنابراین جریان چیزی است که واقعا مهم است.
محاسبه آن آسان است که مقاومت رشته در یک لامپ رشته ای معمولی چند صد هُم است. من محاسبه رو بهت ميدم!
