高溫電阻絲通過電流的熱效應(yīng)發(fā)熱的工作原理

主要由電阻絲和隔熱材料組成。電阻絲用于將電能轉(zhuǎn)化為熱能，保溫材料起到保溫的作用。使?fàn)t子達(dá)到要求的溫度，并有適當(dāng)?shù)臏囟确植肌４送猓瑺t體還包括爐管、爐架、爐殼、端子等。爐管用于放置樣品，絕緣材料裝在爐殼內(nèi)，爐架支撐爐體，接線柱連接電源和電阻絲。

電阻爐是將電能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置電熱絲加熱的原理是電流的熱效應(yīng)。

電流的熱效應(yīng):當(dāng)電流通過電阻時(shí)，電流做功消耗電能并產(chǎn)生熱量。這種現(xiàn)象被稱為電流熱效應(yīng)。實(shí)踐證明，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方、導(dǎo)體本身的電阻值、電流通過的時(shí)間成正比。

電熱絲是常見的發(fā)熱元件，其作用是通電后產(chǎn)生熱量，將電能轉(zhuǎn)化為熱能。電熱絲的應(yīng)用范圍很廣，很多常見的電熱裝置都會(huì)使用電熱絲作為發(fā)熱元件。因此電熱絲在化工、電子、電器、冶金機(jī)械、陶瓷玻璃加工等行業(yè)都有應(yīng)用。

1.電熱絲的工作原理

電熱絲的工作原理和其他金屬發(fā)熱元件一樣，都是金屬通電后的電熱現(xiàn)象。電加熱是指電流通過導(dǎo)體后，電流會(huì)產(chǎn)生熱量，被導(dǎo)體傳導(dǎo)。電熱絲本身是金屬導(dǎo)體，通電時(shí)會(huì)發(fā)熱，提供熱能。

2.電熱絲的分類

根據(jù)電熱絲的化學(xué)元素含量和組織結(jié)構(gòu)對(duì)電熱絲的類型進(jìn)行分類。電熱絲的型號(hào)有鐵鉻鋁合金電熱絲和鎳鉻合金電熱絲。作為電加熱元件，兩種電熱絲在功能特性上是不同的。

3.鐵鉻鋁合金電熱絲的優(yōu)缺點(diǎn)

鐵鉻鋁合金電熱絲的優(yōu)點(diǎn)是工作溫度高。實(shí)驗(yàn)表明，鐵鉻鋁合金電熱絲的工作溫度可達(dá)1400℃。Fe-Al合金電熱絲具有長(zhǎng)壽命、高電阻率。

鐵鉻鋁合金電熱絲的缺點(diǎn)是高溫時(shí)強(qiáng)度低，隨著溫度的升高塑性會(huì)增加。也就是說，鐵鉻鋁合金電熱絲在高溫下容易變形。

4.鎳鉻合金電熱絲的優(yōu)缺點(diǎn)

鎳鉻合金電熱絲的優(yōu)點(diǎn)是高溫環(huán)境下強(qiáng)度高，長(zhǎng)期高溫運(yùn)行后不易變形和結(jié)構(gòu)變化，室溫塑性好。此外，鎳鉻合金電熱絲發(fā)射率高，無磁性，耐腐蝕性好，使用壽命長(zhǎng)。

鎳合金電熱絲的缺點(diǎn)是工作溫度無法達(dá)到之前電熱絲的水平。鎳合金電熱絲的制造需要使用鎳。這種金屬的價(jià)格高于鐵、鉻、鋁，所以鎳鉻合金電熱絲的制造成本較高，不利于成本控制。

電阻絲加熱原理

電熱元件是一種實(shí)現(xiàn)電能向熱能轉(zhuǎn)化的元件。各種電熱設(shè)備都需要使用電熱元件來產(chǎn)生熱量。電熱元件自問世之日起，就在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮了重要作用。我們就來看看電熱元件的種類和優(yōu)缺點(diǎn)。

1 、電熱絲

電熱絲是電熱元件，以電加熱為基本工作原理，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。電熱絲雖然是傳統(tǒng)的電熱元件，但至今沒有被取代。現(xiàn)在電熱絲仍然廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室。

電熱絲近年來，鐵鉻鋁合金和鎳鉻合金得到了廣泛的應(yīng)用，鐵鉻鋁合金的溫度達(dá)到了1400℃。在電熱絲的基礎(chǔ)上，近年來發(fā)展了電熱棒、電熱板、電熱板等電熱元件，但其本質(zhì)仍是電熱絲，其原理離不開電加熱。

電熱絲的優(yōu)點(diǎn)是加熱溫度和耐熱溫度高，技術(shù)成熟，制造容易，便于在各種電熱設(shè)備中應(yīng)用。電熱絲的缺點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換率低，加熱過程伴隨發(fā)光過程，所以能量轉(zhuǎn)換率只能達(dá)到60%到70%。

2.PTC電熱元件

PTC的全稱是正溫度系數(shù)，即熱敏電阻，是由導(dǎo)電材料燒結(jié)而成的電熱元件。PTC電熱元件是電熱絲之后出現(xiàn)的一種電熱元件。受居里溫度的限制，只能用于350℃以下的加熱，應(yīng)用于各種小功率低溫電熱器件。

PTC元件的優(yōu)點(diǎn)是加熱時(shí)沒有明火，加熱效率可達(dá)70%。PTC電熱元件的缺點(diǎn)是抗震性能差，不能隨意切割使用。特別是PTC電熱元件受到居里溫度的限制，不能用于350℃以上的加熱。因此，PTC電熱元件在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用只能局限于低溫加熱。

3.導(dǎo)電涂層

導(dǎo)電涂料又稱黑膜，產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代后期，噴涂在絕緣材料表面后可作為電熱元件使用。導(dǎo)電涂料用途廣泛，但很少用作電熱元件。其優(yōu)點(diǎn)是平面加熱，散熱面積大，抗震性能好，缺點(diǎn)是加熱層容易脫落，只能用于200℃以下的加熱。

4.電熱膜

電熱膜是近年來出現(xiàn)的一種新型電熱元件。它是吸收了PTC和導(dǎo)電涂料的特點(diǎn)而制成的。目前電熱膜主要應(yīng)用于室內(nèi)采暖和環(huán)境溫度維持，如建筑采暖、孵化室保溫等。

電熱膜具有無明火加熱、表面加熱、熱阻低、導(dǎo)熱快、使用壽命長(zhǎng)、易切割分離的優(yōu)點(diǎn)，尤其是電熱膜的電能轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90%，熱能損耗小。

電熱膜的缺點(diǎn)是加熱速度慢，加熱溫度達(dá)不到高值，斷電后散熱速度快。