Résistance d'un élément chauffant

Un élément chauffant aurait-il une résistance très élevée ou une résistance très faible? (Tous les commentaires dans ce post sont basés sur le fait que la tension est la même pour chaque situation) J'aurais pensé qu'une résistance plus élevée aurait entraîné plus de perte de chaleur, mais on m'a appris que plus le courant est élevé, plus le courant plus d'énergie est perdue par la chaleur. Par conséquent, une résistance plus faible libérerait plus de chaleur.

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Figure 1. L'ajout de résistances augmente-t-il ou diminue-t-il la chaleur totale produite?

J'aurais pensé qu'une résistance plus élevée aurait entraîné plus de pertes de chaleur ...

• Il devrait être intuitif que plus les résistances parallèles que nous appliquons au circuit de la figure 1, plus la résistance devient faible.
• Étant donné une tension constante comme spécifié dans votre question, il devrait également être intuitif que le courant à travers chaque branche soit le même quel que soit le nombre de branches. *
• On voit alors qu'avec n résistances parallèles la puissance totale dissipée sera n fois la puissance dissipée avec une résistance.

Par conséquent, une valeur de résistance plus faible entraînera une plus grande dissipation de puissance ou une perte de chaleur.

Mathématiquement, cela peut être vu à partir de l'équation de puissance $P = \frac {V^2}{R}$que, pour une tension donnée, la puissance dissipée est inversement proportionnelle à la résistance.

* Une alimentation réelle aura, bien sûr, une limite à la quantité de courant qu'elle peut produire avant que la tension ne commence à s'affaisser.

Ça dépend:

• s'il est connecté à une source de tension constante idéale : une résistance de charge inférieure entraînera une puissance de charge plus élevée
• s'il est connecté à une source de courant constant idéale : une plus grande restance de charge augmentera la puissance de charge.

Souvent, les sources d'alimentation pratiques peuvent être traitées comme une source de tension constante idéale avec une résistance en série interne (plutôt faible). Dans ce cas, la plus grande partie de la puissance de charge est causée par une résistance de charge égale à la résistance série interne de la source d'alimentation.
Ce fait est appelé le théorème de transfert de puissance maximale .

La production de chaleur est définie par la puissance $P$ qui est lui-même défini par la chute de tension $V$ à travers l'élément et le courant $I$ à travers: $P = V*I$.

Si vous avez une chaleur spécifique que vous voulez et une tension d'entrée, vous pouvez déterminer la résistance nécessaire en branchant la loi d'Ohm.

$P = V*A = \frac{V* V}{R}$

La diminution de la résistance augmente donc la production de chaleur.

Pour encore plus de confusion, peut-être plus de chaleur que de lumière, si vous avez une source de tension nominale constante avec une résistance de source fixe, il y aura une résistance de charge qui a une puissance maximale. Notez que généralement que de façon plus faible résistance que ce que vous utilisez ( par exemple) sur le réseau.

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Dans le circuit ci-dessus, le courant est V1 / (Rs + RL), donc la puissance dans la charge est:

$P_L = \frac{R_L\cdot V_1^2}{R_S+R_L}$

Vous pouvez voir intuitivement en inspectant le numérateur et le dénominateur que si RL est très faible ou très élevé, la puissance approche de zéro.

En fait, c'est un maximum à $R_L = R_S$, où la résistance de charge est égale à la résistance de source. La moitié de la puissance est perdue dans la résistance de la source.

Plus généralement, le transfert de puissance maximal se produit lorsque l'impédance de la source est égale à l'impédance de charge.

Un élément chauffant n'a ni une résistance "très élevée" ni "très faible".

L'énergie totale dissipée par le circuit est proportionnelle au courant, de sorte que la résistance de l'élément chauffant doit être suffisamment faible pour tirer suffisamment de courant pour générer suffisamment de chaleur.

Cependant, de l'énergie totale dissipée par le circuit, la partie de l'énergie dissipée par chaque partie est proportionnelle à sa résistance, de sorte que la résistance de l'élément chauffant doit être suffisamment élevée que la majeure partie de l'énergie soit dissipée par l'élément chauffant lui-même au lieu, par exemple, du câblage dans les murs.

Si vous connectez un élément chauffant au secteur, un disjoncteur est impliqué qui limite le courant afin que votre câblage ne chauffe pas trop. Un élément chauffant conçu pour fournir un maximum de chaleur (dans une bouilloire, par exemple) consommera autant de courant que possible tout en restant en sécurité en dessous de cette limite.

Cela dépend de la source d'alimentation. Si cela offre une tension raisonnablement constante, comme la plupart le font, une résistance plus faible augmente le courant, ce qui augmente la dissipation de puissance et donc la chaleur.

Comme le chauffage nécessite généralement beaucoup d'énergie (par rapport à l'électronique), il a généralement besoin d'une assez bonne alimentation, comme une grosse batterie au plomb ou Li-Ion si elle est portable - et ce sont des sources de tension assez bonnes.

Donc, si vous avez des moyens de contrôle - comme PWM, ou un interrupteur thermostatique marche-arrêt, péchez légèrement sur le bas côté de la résistance pour obtenir un peu plus de puissance que nécessaire, et réglez cette puissance pour obtenir la bonne température.

Si vous aviez une bonne source de courant constant, l'augmentation de la résistance augmenterait la tension et cela augmenterait la puissance. Mais ceux-ci sont assez rares dans la pratique.

Voulez-vous une résistance élevée ou faible?

Cela dépend de votre source d'alimentation. Si vous voulez de la chaleur, vous voulez de l'énergie et

Donc, si vous avez une source de courant constant, vous voulez une résistance élevée. Cependant, la plupart des radiateurs sont fournis avec une tension constante et nécessiteraient donc une résistance plus faible.

Si la source d'alimentation est CA, n'oubliez pas d'utiliser le chiffre RMS pour le courant ou la tension, selon le cas.

Cela dépend où sont vos plus gros problèmes pour alimenter ce radiateur.

Si vous avez des problèmes avec la résistance de l'alimentation (par exemple, des fils longs ou minces, une résistance interne élevée), vous optez pour l'option haute résistance, haute tension et faible courant.

Si vous avez des problèmes d'isolation (par exemple, il n'y a pas assez de place pour une isolation épaisse ou que le radiateur ne peut pas être bien isolé des utilisateurs potentiels qui le touchent), alors vous optez pour une configuration à faible résistance, basse tension et courant élevé.

C'est un équilibre entre ces deux. En réalité, vous optez pour la tension que vous avez sous la main (par exemple, les tramways plus anciens utilisent des chauffages connectés directement à la tension de ligne, que ce soit 600V, 800V ou toute autre tension sur laquelle le reste du tramway fonctionne. Les plus modernes utilisent des radiateurs 220V sur étagère, car aujourd'hui il est moins cher de concevoir un convertisseur de tension que de concevoir un nouveau radiateur). La seule exception est que lorsque vous devez vous protéger contre le toucher, vous baissez ensuite la tension à un niveau sûr et travaillez avec cela.

Je ne sais pas si cela aide, mais je viens de mettre mon multimètre sur un élément de bouilloire 220-240V 1850-2200W et j'ai obtenu ~ 27 ohms.

L'électronique PS n'est pas mon point fort