Принцип грејања електричних ћебади

Принцип грејања електричних ћебади

1. Топлотни ефекат електричне струје

Када електрична струја пролази кроз металне проводнике, проводници генеришу топлоту због електричног отпора, узрокујући пораст температуре проводника. Ова појава се зове топлотни ефекат електричне струје. Електрични покривач је уређај за грејање који користи електричне грејне жице за генерисање топлоте путем електричне енергије, што је специфична примена топлотног ефекта.

2. Отпор проводника

Када електрони теку дуж проводника, они се стално сударају и трљају о атоме, стварајући неку врсту отпора. Овај отпор се назива електрични отпор. У различитим проводницима, отпор електричне струје није потпуно исти. Чак и за исти материјал, отпор електричне струје је такође повезан са температуром проводника, дужином и површином попречног пресека. Ако је површина{5}}попречног пресека иста, онда што је проводник дужи, то је већи отпор. Ако је дужина иста, што је мања површина{7}}попречног пресека, већи је отпор. Ово је оно што се обично каже: електрични отпор је пропорционалан дужини проводника{9}}који носи струју и обрнуто пропорционалан његовој-површини попречног пресека. Обично се изражава следећом формулом:

Где
Р - отпор проводника, јединица: охм;
Л - дужина проводника, јединица: метар;
ρ - отпорност (погледајте табелу 1 за отпорност најчешће коришћених материјала);
С - попречни пресек-површине проводника, јединица: квадратни метар.

Табела 1

Материјали који се користе за грејне жице електричних ћебади су углавном жице од никла-хрома или жице константана, а мали број такође користи жице од легуре манганина.

3. Електрична грејна снага

Електрична снага грејања се односи на количину топлоте коју ослобађа отпорник по јединици времена. Када је количина топлоте која се ослобађа по јединици времена велика, кажемо да има велику грејну моћ. Када је снага грејања мала, количина ослобођене топлоте је такође мала. Електрично ћебе је заправо мали-генератор топлоте ниске температуре-. Његова снага се може одредити према површини електричног покривача. Пошто електрични покривач користи унутрашњи отпор никл-хромираних жица да генерише топлоту за загревање, његова метода израчунавања снаге може да прати методу чистих отпорних кола. Обично се снага таквог кола може израчунати следећим формулама:

Где
П - снага електричног покривача, јединица: ват;
У - напон напајања електричног покривача, јединица: волт;
И - електрична струја која пролази кроз електрични проводник, јединица: ампер.

На пример, ако је електрично ћебе прикључен на напајање од 220 волти и струја која пролази кроз њега износи 0,45 А, онда је његова снага 100 вати.

4. Конверзија енергије

Електрични покривачи претварају електричну енергију у топлотну енергију. Џоулов закон је фиксни пропорционални однос између електричне енергије и топлотне енергије, пружајући основу за квантитативну анализу између њих. Топлота К која се ослобађа када електрична струја пролази кроз проводник пропорционална је квадрату струје И, отпору Р проводника и времену т током којег струја пролази. то је:

Где
0.24 - коефицијент;
К - ослобађа топлоту, јединица: калорија;
т - време, јединица: секунда.

Значење ове формуле је да када струја прође кроз проводник отпора Р, за време т може произвести топлоту И²Рт. На пример, електрично ћебе од 100 вати може да ослободи 86, 400 калорија топлоте за један сат, што се израчунава према овој формули.

Пошто грејна жица равномерно генерише топлоту, потребно је само равномерно распоредити унутар тканине или ћебади сличне величине као и кревет. Топлота коју генерише грејна жица загреваће површинску тканину, дајући површини одређену температуру за људско грејање. То јест, грејна жица претвара електричну енергију у топлотну енергију, формира температуру површине кроз топлотну проводљивост, а постоји температурна разлика између температуре површине и грејне жице. Пошто је главни правац преноса топлоте одоздо према горе, разумно је да се електрична ћебад користе као покривачи за кревет или подлоге за душеке