題:
纏繞和拉直電線會改變其電阻嗎?
Wes
2020-02-13 00:00:36 UTC
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我正在尋找自己的窯卷,我想知道

  1. 為什麼線圈盤繞?
  2. 當線圈拉得太遠時,它們會變冷;而當線圈靠近時,它們會變熱。如果導線是盤繞的還是直的,電阻不變,這是為什麼?
  3. ol>
五 答案:
The Photon
2020-02-13 00:16:38 UTC
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我想首先了解為什麼線圈被纏繞?

假設電線長10 m。如果不進行盤繞,則其產生的部分熱量會在“此處”,而某些熱量則位於10 m外。捲取意味著您可以加熱一個小的區域,而不是一個10m長的細長區域。

當線圈過冷時伸展得太遠,而當線圈緊靠在一起時則發燙。如果電阻是直的還是直的,電阻不變的原因是什麼?

線圈的溫度不僅取決於它們產生多少熱量( \ $ I ^ 2R \ $ span>),還取決於它們向環境損失的熱量。如果拉伸線圈,則線圈的整體表面積較大,通過傳導和對流將熱量帶走。如果壓縮線圈,則線圈會在較小的區域內散發熱量,而線圈一匝產生的大部分熱量實際上會加熱相鄰的匝,而不是散失到環境中。

漂亮回答!非常感謝您,這對我完全有意義!即使電阻相同,散熱的表面積也會發生變化。再次感謝!
好吧,從技術上講,表面積是相同的拉伸或盤繞...只是盤繞的電線處於較溫暖的環境中,會向其中散熱
@DKNguyen,不是導線的表面積。它有效地通過其散熱的表面區域。
它既不是空氣的表面積也不是散熱孔的大小,而是空氣和濕度的表面速度,因此在一定程度上會影響熱量的去除率,損失係數隨速度的增加而降低。對流vs強制空氣vs煙囪vs環形效應
如果不是那樣的話-存放幾百米的電線.....比常規電路板提供更多的空間-因此,您必須以某種方式“壓縮” ..然後盤繞是實現該目的的一種好方法
盤繞的第二個原因是金屬線在很寬的溫度範圍內的熱膨脹和收縮很重要。與在盤繞的,預張緊的彈簧中管理延伸和下垂相比,在直線中管理延伸和下垂會更加困難。
我不確定,但我認為電窯的傳導和對流作用很小。某些窯爐會通過通風扇引起少量對流,如果設計合理的話,確實有助於均勻散熱。但是大部分熱量散發出去了。當窯爐接近目標溫度時,線圈*和*保持它們的耐火磚正在散發足夠的能量,以使顏色從紅色變為黃色/白色。
haresfur
2020-02-13 04:00:49 UTC
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除了公認的答案外,線圈還具有物理優勢,可承受加熱時長度的變化而不會下垂。使用後,電線會變脆,因此如果彈出線圈(這樣做會加熱電線),則線圈中的彈簧使重新佈線到耐火磚中的通道更容易。

我認為急彎在加熱/冷卻循環中會承受更大的應力,因此線圈可以避免出現這些故障點。

hobbs
2020-02-13 10:09:43 UTC
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除了所有正確答案之外:纏繞導線確實會改變其電感,這類似於電阻,但它只會影響交流電流而不是直流電流。這不是您的線圈的原因(線圈是由DC或50/60 Hz AC饋電的-在這些頻率下,電感值影響不大,並且不會導致發熱))。但是,這也是為什麼您會在其他種電子設備中看到線圈的原因,其中包括收音機,電動機和電源。他們並沒有試圖保持熱量(通常是想盡可能多地消除熱量),但是他們正在試圖通過將能量存儲在磁場中來調節電流。

我讀過一些有關電感的知識,但我不太了解。但是,您的評論對此有很大幫助。謝謝
在電機中,繞組本身不僅是因為電感,還在於產生產生機械力的磁場。
fraxinus
2020-02-14 03:59:36 UTC
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另一項附加功能:大多數電線在受到機械應力和變形時都會改變其電阻。對於幾乎所有變形,阻力通常都會上升,並且在大多數情況下影響可以忽略不計。

對於加熱線圈絕對可以忽略不計,但是在電流測量分流器中它可能是重要的誤差來源。

對於銅來說,效果提高了1-2%。其中一些將通過退火返回。
如果您沒有通過盤繞(用窯爐包圍)將熱量集中在較小的區域,那麼電阻溫度係數也不會產生太大的影響。變熱會增加一些阻力。(在白熾燈泡中效果非常好,我認為在加熱線圈中影響較小。)
@PeterCordes加熱線圈由合金(鎳鉻合金,康塔爾合金)製成,幾乎不受這種影響。從室溫到幾乎熔化的溫度,它在10%以內(白熾燈的電阻增加了10倍)。這就是為什麼您不需要像處理白熾燈或電機那樣處理啟動電流的原因。
謝謝,沒有意識到效果會那麼小,但這很有意義。我猜想,在物理尺寸較大的元件上放置較大的TC比在燈絲中更容易導致熱點失控。
@PeterCordes燈泡中的燈絲主要通過輻射冷卻自身,Stefan-Boltzman定律中的T ^ 4部分使其很難形成熱點。OTOH,這就是絕緣電纜在“輕度”過載一段時間後有時會消失的方式。
有趣的一點;是的,這將有助於燈泡在每次打開時不會總是燒壞。(或至少抵消了較小的變化對穩定的穩態運行的影響。)但是,的確,大多數燃盡都是在從冷狀態施加全功率時發生的,我的理解是形成熱點是機制。(調光器開關極大地延長了燈絲的使用壽命。)
@PeterCordes現在開始瘋狂地猜測,但是我認為燈絲中的磁場和相關的機械應力在接通時也會燃燒。例如。如果啟動時的電流為標稱值的10倍,則磁力為100倍。而且,您幾乎可以聽到220v燈泡發出的嗡嗡聲,尤其是。當變暗為紅色時,變形顯然起作用。
camelccc
2020-02-14 07:30:10 UTC
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其他答案指出,電阻不會隨形狀而變化。但是,在窯爐中,就像燈泡一樣,大部分熱量都是通過輻射散失的。在線圈中,朝線圈中心發射的紅外輻射將被另一側的導線簡單地重新吸收,因此,當導線纏繞時,IR發射的有效表面積降低,因此溫度升高。對於大多數(如果不是全部)金屬,電阻會隨著溫度的升高而增加。這樣就產生了限制溫度的調節作用。



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