電流通過導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱。這種由電流產(chǎn)生的熱,叫做電熱。由電產(chǎn)生的熱量,把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象,叫做電熱。
定義
實(shí)驗(yàn)證明:電阻阻值、電流相等的情況下,通電的時(shí)間越長(zhǎng),電流產(chǎn)生的熱量就越多。
現(xiàn)代在電熱已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)行業(yè),稱為電熱行業(yè)(也叫電熱產(chǎn)業(yè))。
分類
按照導(dǎo)體的不同 細(xì)分的話可以分為
金屬電熱絲式 電熱元件(0-700度)PTC式 電熱元件(自限溫,自控溫)
電熱膜式 電熱元件(金屬型和噴涂型)
一般國(guó)內(nèi)金屬電熱絲式電熱元件的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),而且為我國(guó)創(chuàng)造了很多外匯收入,
而PTC式由于溫度的局限性,電熱膜式電熱元件由于其生產(chǎn)的污染問題一直無法得到解決,在生產(chǎn)上受到很多限制,不能得到迅速發(fā)展
按照溫度的不同分為:
低溫型(最高100度,常用于液體加熱,如水),
中溫型(100-500度,常用于電爐,烘烤設(shè)備),
高溫型(500度-1100度常用于高溫爐內(nèi),超高溫型(1100-1300度,常用于試驗(yàn)設(shè)備,特殊場(chǎng)合用加熱爐)。
國(guó)內(nèi)的電熱技術(shù)雖然已經(jīng)有很大的發(fā)展,但是一般國(guó)內(nèi)的常規(guī)電熱元件最高使用溫度大多在500度以內(nèi),超過500度后,壽命極短。
超高溫型電熱元件由于技術(shù)上的壁壘,先進(jìn)的制造工藝在國(guó)內(nèi)還屬于空缺,技術(shù)還掌握在國(guó)外的電熱廠家手中,還需國(guó)內(nèi)的電熱廠家努力攻關(guān)。
電熱元件分類
加熱PTC熱敏電阻具有恒溫發(fā)熱特性,其原理是PTC熱敏電阻加電后自熱升溫使阻值進(jìn)入躍變區(qū),恒溫加熱PTC熱敏電阻表面溫度將保持恒定值,
利用恒溫加熱PTC熱敏電阻恒溫發(fā)熱特性設(shè)計(jì)的加熱元件件。在中小功率加熱場(chǎng)合,PTC加熱元件具有恒溫發(fā)熱、自然壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì),熱轉(zhuǎn)換率高、受電源電壓影響極小、在電熱器具中的應(yīng)用越來越受到研發(fā)工程師的重視,傳統(tǒng)發(fā)熱元件無法勝任。
恒溫加熱PTC熱敏電阻可制作成多種外形結(jié)構(gòu)和不同規(guī)格,常見的有圓片形、方形、條形、圓環(huán),PTC發(fā)熱元件和金屬構(gòu)件進(jìn)行組合可以形成各種形式的大功率PTC加熱元件。
普通實(shí)用型PTC陶瓷加熱元件有:蚊藥驅(qū)蚊器、暖手器、干燥器、電熱板、電燙斗、電烙鐵、電熱粘合器、卷發(fā)燙發(fā)器。功率不大,熱效率高。
自動(dòng)恒溫型PTC加熱元件有:小型晶體器件恒溫槽、恒溫培養(yǎng)箱、電子保溫瓶、保溫箱、保溫杯、保溫盤、保溫柜、保溫桌等。自動(dòng)保溫、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、恒溫特性好、熱效率高。
熱風(fēng)PTC加熱元件有:小型溫風(fēng)取暖器、電吹風(fēng)、暖房機(jī)、烘干機(jī)、干衣柜、干衣機(jī)、工業(yè)烘干設(shè)備等,輸出熱風(fēng)功率大、速熱、安全、能自動(dòng)調(diào)節(jié)功耗。
焦耳定律
焦耳定律:
電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律,它最先是由英國(guó)科學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)的。
焦耳定律可以用如下的公式表示:
電熱公式還有另外的表示方法:
但是這種公式只適用于純電阻電路,即電流通過導(dǎo)體時(shí),如果電能全部轉(zhuǎn)化為熱,而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量,那么就是純電阻電路,電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W,即。
應(yīng)用
利用電熱原理可以制成各種電熱器,例如電烙鐵、電爐、電熨斗、電烤箱、熱水器、電孵化箱等。
參考資料 >