Defnyddir taflen wresogi yn eang mewn amrywiaeth o offer gwresogi, y mae ei graidd yn dibynnu ar yr elfen wresogi, felly beth yw'r elfen wresogi? Beth yw priodweddau elfennau gwresogi? Bydd yr erthygl hon yn mynd â chi i ddeall.
1. Beth yw elfen wresogi?
Mae elfen wresogi yn ddeunydd neu ddyfais sy'n trosi ynni trydanol yn uniongyrchol i wres neu ynni thermol trwy egwyddor o'r enw gwresogi joule. Mae gwresogi joule yn ffenomen lle mae dargludydd yn cynhyrchu gwres oherwydd llif cerrynt trydan. Pan fydd cerrynt trydan yn llifo trwy'r deunydd, mae electronau neu gludwyr gwefr eraill yn gwrthdaro ag ïonau neu atomau'r dargludydd, gan greu ffrithiant ar y raddfa atomig. Yna mae'r ffrithiant hwn yn amlygu ei hun fel gwres. Defnyddir deddf gyntaf Joule (cyfraith Joule-Lenz) i ddisgrifio'r gwres a gynhyrchir gan gerrynt trydan mewn dargludydd. Mynegir hyn fel,
P=IV neu P=I²R
Yn ôl yr hafaliadau hyn, mae'r gwres a gynhyrchir yn dibynnu ar gerrynt, foltedd neu wrthiant y deunydd dargludydd. Yn nyluniad yr elfen wresogi gyfan, mae ymwrthedd yn ffactor pwysig.
Yr egwyddor o wresogi'r gwreiddiol
Mae gwresogi joule yn amlwg ym mhob deunydd dargludol o ddwysedd amrywiol, ac eithrio deunydd arbennig a elwir yn uwch-ddargludydd. Yn gyffredinol, ar gyfer deunyddiau dargludol, cynhyrchir llai o wres oherwydd bod cludwyr gwefr yn llifo drwodd yn hawdd; Ar gyfer deunyddiau â gwrthiant uchel, bydd mwy o wres yn cael ei gynhyrchu. Mae uwch-ddargludyddion, ar y llaw arall, yn caniatáu i gerrynt lifo heb gynhyrchu unrhyw wres. Yn gyffredinol, mae gwres o ddargludydd yn cael ei ddosbarthu fel colli ynni. Mae'r ynni trydanol a ddefnyddir i yrru offer pŵer yn cynhyrchu gwres diangen ar ffurf colledion trawsyrru ac yn y pen draw nid yw'n cynhyrchu unrhyw waith defnyddiol.
Mewn ffordd, mae effeithlonrwydd yr elfen gwresogi trydan bron i 100 y cant , gan fod yr holl ynni a gyflenwir yn cael ei drawsnewid i'w ffurf arfaethedig. Mae'r elfen wresogi nid yn unig yn dargludo gwres, ond hefyd yn trosglwyddo egni trwy olau ac ymbelydredd. Fodd bynnag, dim ond i rai gwrthyddion delfrydol y mae hyn yn berthnasol. Mae cynhwysedd ac anwythiad cynhenid y deunydd yn trosi ynni trydanol yn feysydd trydan a magnetig, yn y drefn honno, gan arwain at golledion bach. O ystyried y system wresogydd gyfan, daw'r golled o'r gwres sy'n cael ei wasgaru o hylif y broses neu'r gwresogydd ei hun i'r amgylchedd allanol. Felly, rhaid ynysu'r system i ddefnyddio'r holl wres a gynhyrchir.
Yn ail, yr elfen wresogi eiddo
Pan fydd cerrynt yn mynd trwodd, gall bron pob dargludydd gynhyrchu gwres. Fodd bynnag, nid yw pob dargludydd yn addas ar gyfer elfennau gwresogi. Mae angen y cyfuniad cywir o briodweddau trydanol, mecanyddol a chemegol. Mae'r canlynol yn rhai o'r nodweddion sy'n bwysig ar gyfer dylunio elfennau gwresogi.
Gwrthiant: Er mwyn cynhyrchu gwres, rhaid i'r elfen wresogi gael digon o wrthwynebiad. Fodd bynnag, ni all y gwrthiant fod yn ddigon uchel i ddod yn ynysydd. Mae ymwrthedd yn hafal i wrthedd wedi'i luosi â hyd y dargludydd wedi'i rannu â thrawstoriad dargludydd. Ar gyfer croestoriad penodol, er mwyn cael dargludydd byrrach, defnyddir deunydd â gwrthedd uchel.
Gwrthiant ocsideiddio: Mae gwres fel arfer yn cyflymu ocsidiad metelau a cherameg. Mae ocsidiad yn defnyddio'r elfen wresogi, gan leihau ei allu neu niweidio ei strwythur. Mae hyn yn cyfyngu ar fywyd yr elfen wresogi. Ar gyfer elfennau gwresogi metel, mae aloion yn cael eu ffurfio ag ocsidau, sy'n helpu i wrthsefyll ocsideiddio trwy ffurfio haen passivation. Ar gyfer elfennau gwresogi ceramig, graddfa gwrth-ocsidiad amddiffynnol SiO2 neu Al2O3 yw'r mwyaf cyffredin. Mae mathau o elfennau gwresogi nad ydynt yn addas i'w defnyddio mewn amgylcheddau ocsideiddio, megis graffit, yn cael eu defnyddio amlaf mewn ffwrneisi gwactod, neu ffwrneisi sy'n cynnwys nwyon atmosffer nad ydynt yn ocsideiddio fel H2, N2, Ar, neu He, lle nad oes aer yn y siambr wresogi.
Cyfernod gwrthiant tymheredd: Sylwch fod gwrthedd y deunydd yn newid gyda thymheredd. Yn y rhan fwyaf o ddargludyddion, mae'r gwrthiant yn cynyddu wrth i'r tymheredd gynyddu. Mae'r ffenomen hon yn effeithio ar rai deunyddiau yn fwy amlwg nag eraill. Defnyddir y cyfernod gwrthiant tymheredd uchel yn bennaf mewn cymwysiadau thermol. Ar gyfer twymyn, fel arfer mae'n well defnyddio gwerth is. Er y gellir rhagweld newidiadau mewn ymwrthedd yn gywir mewn rhai achosion, mae angen cynnydd sydyn mewn ymwrthedd i ddarparu mwy o bŵer. Er mwyn addasu'r system i wrthedd newidiol, defnyddir systemau rheoli neu adborth.
Priodweddau mecanyddol: Mae elfennau gwresogi anhyblyg yn dadffurfio pan gânt eu defnyddio ar dymheredd uchel. Wrth i'r deunydd nesáu at ei gam toddi neu ailgrisialu, mae'r deunydd yn dod yn fwy tebygol o wanhau ac anffurfio o'i gymharu â'i gyflwr ar dymheredd ystafell. Mae elfen wresogi dda yn cadw ei siâp hyd yn oed ar dymheredd uchel. Ar y llaw arall, mae hydwythedd hefyd yn eiddo mecanyddol delfrydol, yn enwedig ar gyfer elfennau gwresogi metel. Mae hydwythedd yn galluogi deunydd i gael ei dynnu i mewn i edau a'i siapio heb effeithio ar ei gryfder tynnol.
Pwynt toddi: Yn ogystal â thymheredd ocsideiddio sylweddol uwch, mae pwynt toddi deunydd hefyd yn cyfyngu ar ei dymheredd gweithredu. Yn gyffredinol, mae gan serameg bwynt toddi uwch na gwresogyddion metel.