Принципът на отопление на електрическите одеяла

Принципът на отопление на електрическите одеяла

1. Топлинен ефект на електрически ток

Когато електрическият ток преминава през метални проводници, проводниците генерират топлина поради електрическо съпротивление, което води до повишаване на температурата на проводника. Това явление се нарича топлинен ефект на електрически ток. Електрическото одеяло е нагревателен уред, който използва електрически нагревателни проводници за генериране на топлина чрез електричество, което е специфично приложение на топлинния ефект.

2. Съпротивление на проводниците

Когато електроните текат по протежение на проводник, те постоянно се сблъскват и трият в атоми, създавайки вид съпротивление. Това съпротивление се нарича електрическо съпротивление. В различните проводници съпротивлението на електрическия ток не е напълно еднакво. Дори за един и същ материал съпротивлението на електрически ток също е свързано с температурата, дължината и площта на напречното-сечение на проводника. Ако площта на напречното-сечение е същата, тогава колкото по-дълъг е проводникът, толкова по-голямо е съпротивлението. Ако дължината е една и съща, колкото по-малка е площта на напречното-сечение, толкова по-голямо е съпротивлението. Това е, което обикновено се казва: електрическото съпротивление е пропорционално на дължината на-проводника, по който тече ток, и обратно пропорционално на неговата площ на напречното{10}}сечение. Обикновено се изразява със следната формула:

Къде
R - съпротивление на проводник, единица: ом;
L - дължина на проводника, единица: метър;
ρ - съпротивление (вижте таблица 1 за съпротивление на често използвани материали);
S - напречно{1}}площ на сечението на проводника, единица: квадратен метър.

Таблица 1

Материалите, използвани за нагревателните проводници на електрическите одеяла, обикновено са проводници от никел-хром или константанови кабели, а малък брой също използват проводници от манганинова сплав.

3. Електрическа отоплителна мощност

Електрическата нагревателна мощност се отнася до количеството топлина, отделена от резистора за единица време. Когато количеството отделена топлина за единица време е голямо, казваме, че има висока топлинна мощност. Когато топлинната мощност е малка, количеството отделена топлина също е малко. Електрическото одеяло всъщност е генератор на топлина с малка-мощност и ниска{4}}температура. Мощността му може да се определи според повърхността на електрическото одеяло. Тъй като електрическото одеяло използва вътрешното съпротивление на никелови -хромови жици, за да генерира топлина за затопляне, неговият метод за изчисляване на мощността може да следва метода на чистите резистивни вериги. Обикновено мощността на такава верига може да се изчисли по следните формули:

Къде
P - мощност на електрическото одеяло, единица: ват;
U - захранващо напрежение на електрическо одеяло, единица: волт;
I - електрически ток, преминаващ през проводника на електрическото одеяло, единица: ампер.

Например, ако електрическо одеяло е свързано към 220-волтово захранване и токът, преминаващ през него, е 0,45 A, то неговата мощност е 100 вата.

4. Преобразуване на енергия

Електрическите одеяла преобразуват електрическата енергия в топлинна. Законът на Джаул е фиксираната пропорционална връзка между електрическата енергия и топлинната енергия, осигуряваща основа за количествен анализ между тях. Топлината Q, отделена при преминаване на електрически ток през проводник, е пропорционална на квадрата на тока I, съпротивлението R на проводника и времето t, през което преминава токът. това е:

Къде
0.24 - коефициент;
Q - отделена топлина, единица: калория;
t - време, единица: секунда.

Значението на тази формула е, че когато токът преминава през проводник със съпротивление R, в рамките на време t той може да произведе I²Rt топлина. Например 100-ватово електрическо одеяло може да отдели 86,400 калории топлина за един час, което се изчислява по тази формула.

Тъй като нагревателната жица генерира топлина равномерно, тя трябва само да бъде равномерно подредена вътре в плат или одеяла с подобен размер на леглото. Топлината, генерирана от нагревателната жица, ще затопли повърхностната тъкан, придавайки на повърхността определена температура за нагряване от човека. Тоест нагревателният проводник преобразува електрическата енергия в топлинна енергия, образува повърхностна температура чрез топлопроводимост и има температурна разлика между температурата на повърхността и нагревателния проводник. Тъй като основната посока на пренос на топлина е отдолу нагоре, е разумно електрическите одеяла да се използват като подложки за легло или подложки за матраци