発熱体の抵抗

発熱体の抵抗は非常に高くなりますか、それとも非常に低くなりますか？（この投稿のすべてのコメントは、電圧が各状況で同じであるという事実に基づいています）私は、抵抗が高いと熱損失が多くなると考えていましたが、電流が大きいほど、より多くのエネルギーが熱に失われます。したがって、抵抗が低いほど多くの熱が放出されます。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

図1.抵抗を追加すると、発生する総熱量が増加または減少しますか？

抵抗が高いと熱損失が多くなると思いました...

• 図1の回路に適用する並列抵抗が多いほど、抵抗が低くなることは直感的です。
• 質問で指定された一定の電圧が与えられた場合、各分岐を流れる電流が分岐の数に関係なく同じになることも直感的である必要があります。*
• 次に、n個の並列抵抗を使用すると、消費される総電力は1つの抵抗で消費される電力のn倍になることがわかります。

したがって、抵抗値が低いほど、電力損失または熱損失が多くなります。

数学的には、これはべき乗方程式から見ることができます $P = \frac {V^2}{R}$つまり、所定の電圧に対して、消費される電力は抵抗に反比例します。

* もちろん、実際の電源には、電圧が垂れ始める前に生成できる電流の量に制限があります。

場合によります：

• 理想的な定電圧源に接続されている場合：負荷抵抗が低いほど負荷電力が高くなります
• 理想的な定電流源に接続されている場合：負荷抵抗が高いほど、負荷電力が増加します。

多くの場合、実用的な電源は、内部直列抵抗が（かなり低い）理想的な定電圧源のように扱うことができます。その場合、ほとんどの負荷電力は、電源の内部直列抵抗に等しい負荷抵抗によって引き起こされます。
この事実は、最大電力伝達定理と呼ばれます。

熱出力は力によって定義されます $P$ それ自体が電圧降下によって定義されます $V$ 要素と現在の $I$ それを通して： $P = V*I$。

必要な比熱出力と入力電圧がある場合、オームの法則を適用することで必要な抵抗を把握できます。

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

したがって、抵抗を下げると熱出力が増加します。

さらに混乱させるために、おそらく光よりも多くの熱を放出します。固定ソース抵抗を持つ公称定電圧ソースがある場合、最大電力を持つ負荷抵抗があります。なお、通常、その者の道あなたがメインで（言う）を使用するものよりも低い抵抗が。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

上記の回路では、電流はV1 /（Rs + RL）なので、負荷の電力は次のようになります。

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

分子と分母を調べると、直感的に、RLが非常に低いか非常に高い場合、パワーがゼロに近づくことがわかります。

実際には、 $R_L = R_S$ここで、負荷抵抗はソース抵抗と同じです。ソース抵抗で電力の半分が失われます。

より一般的には、最大電力伝送は、ソースインピーダンスが負荷インピーダンスと等しい場合です。

発熱体には「非常に高い」抵抗も「非常に低い」抵抗もありません。

回路で消費される総エネルギーは電流に比例するため、加熱エレメントの抵抗は、十分な熱を生成するのに十分な電流を引き出すのに十分低くなければなりません。

ただし、回路で消費されるエネルギーの合計のうち、各部品で消費されるエネルギーの部分はその抵抗に比例するため、発熱体の抵抗は ため、ほとんどのエネルギーが発熱体で消費されるように、発熱体十分高くする必要があります。たとえば、壁の配線ではなく、それ自体。

加熱要素を壁の主電源に接続している場合、配線が熱くなりすぎないように電流を制限する回路ブレーカーがあります。（例えば、やかんの中で）最大の熱を供給するように設計された加熱要素は、安全にその限界以下にとどまっている間、できるだけ多くの電流を引き出します。

電源により異なります。ほとんどの場合と同様に、それが適度に一定の電圧を提供する場合、抵抗が低いほど電流が増加し、電力損失が増加するため、熱が増加します。

暖房は通常、（電子機器と比較して）大量の電力を消費するため、通常、ポータブルの場合、大型の鉛蓄電池やリチウムイオンバッテリーなどの非常に優れた電源が必要です。これらはかなり良い電圧源です。

したがって、PWMやサーモスタットのオン/オフスイッチなどの制御手段がある場合は、抵抗の低い側を少し間違えて、必要以上の電力を得て、適切な温度になるようにその電力を調整します。

優れた定電流源がある場合、抵抗を増やすと電圧が上がり、電力が増えます。しかし、それらは実際には非常にまれです。

高抵抗または低抵抗が必要ですか？

それはあなたの電源に依存します。熱が欲しいならパワーが欲しい

したがって、定電流源がある場合は、高い抵抗が必要です。ただし、ほとんどのヒーターには定電圧が供給されているため、より低い抵抗が必要になります。

電源がACの場合は、電流または電圧のRMS値を適切に使用することを忘れないでください。

そのヒーターに電力を供給する際の最大の問題はどこにあるかによります。

電源の抵抗に問題がある場合（長いまたは細いワイヤー、高い内部抵抗など）、高抵抗、高電圧、低電流のオプションを選択します。

絶縁に問題がある場合（たとえば、厚い絶縁のための十分なスペースがない、またはヒーターが潜在的なユーザーがそれに触れるのを十分に絶縁できない）場合は、低抵抗、低電圧、高電流のセットアップを行います。

それは、これら2つのバランスです。実際には、手元にある電圧を使用します（たとえば、古い路面電車は、ライン電圧に直接接続されたヒーターを使用します。600V、800V、または他の路面電車が稼働している他の電圧を使用します。より最近の路面電車は、既製の220Vヒーター。なぜなら、今日、新しいヒーターを設計するよりも電圧コンバーターを設計する方が安価だからです。唯一の例外は、触れないように保護する必要がある場合で、その後、電圧を安全なレベルに下げて、それで作業します。

これが役立つかどうかはわかりませんが、私はマルチメーターを220-240V 1850-2200Wケトルエレメントに置くだけで、約27オームを得ました。

PSエレクトロニクスは私の強みではありません