ฮีตเตอร์ท่อกลม หรือฮีทเตอร์ทิวโบล่า  ตัวอย่างท่อกลมยาวก. ฮีทเตอร์ทิวโบล่า (Tubular Heater) Show
ฮีตเตอร์ท่อกลม หรือฮีทเตอร์ทิวโบล่า (Tubular Heater) เส้นตรง สามารถนำไปดัดไปงอใช้เป็นฮีทเตอร์รูปตัว Uฮิตเตอร์หน้าแปลน ฮิตเตอร์ต้มน้ำ หรือฮีทเตอร์จุ่ม ฯลฯ ใช้ท่ออินคอลอยด์ (In Colloid Tube) สำหรับต้มน้ำกรด/ด่าง ส่วนประกอบที่สำคัญของฮีทเตอร์ทิวโบล่า
ส่วนผสม ของ นิเกิ้ล,โ ครเมี่ยม, เหล็ก แตกต่างกัน เช่น ลวด Nichrome Type A Nicr80 หรือลวดนิโครม80 มี นิเกิล Ni 80% และ โครเมี่ยม 20% ลวด Nichrome Type C Nicr60 หรือลวดนิโครม60 มี นิเกิล60 % และ โครเมี่ยม16% และ เหล็ก24% (ลวดนิโครมเป็นลวดที่มีความต้านทานสูง ต่างกับลวดสายไฟฟ้าหรือลวดทองแดงที่มีความต้านทานต่ำ) เมื่อมีกระแสไหลผ่านลวดนิโครมก็จะทำให้ลวดนิโครมร้อนขึ้นตามปริมาณกระแสไฟที่ผ่านเข้าไป
ท่อโลหะทำหน้าที่เป็นเปลือก (Sheath) ป้องกันการขูดขีดตัวฮีตเตอร์ผงแมกนีเซี่ยมอ๊อกไซด์ (MgO) และลวดฮีทเตอร์ที่อยู่ภายในท่อทำให้ยืดอายุการใช้งานของฮีทเตอร์แบบท่อ (Tubular Heater) เมื่อผลิตได้ฮีทเตอร์ท่อกลม หรือฮีตเตอร์ทิวโบลาร์แล้วสามารถนำไปดัดเป็นฮีตเตอร์ต้มน้ำ, ฮีทเตอร์ครีบ, ฮีทเตอร์ตระแกรง หรือนำฮีทเตอร์ขึ้นรูปแล้วไปหล่อทับด้วยอลูมิเนี่ยมร้อนเหลวเป็นรูปร่างต่างๆ เช่น เตารีดไฟฟ้า ฮีทเตอร์ในตู้ไมโครเวฟแบบทำไอน้ำร้อน (ให้ความชื้นซาละเปาไม่ให้แห้งเกินไป) เป็นต้น แมนีเซี่ยมออกไซด์ (MgO) มีหน้าที่เป็นฉนวนไฟฟ้าอย่างดีและให้ความร้อนผ่านได้ดีเยี่ยม การเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีทำให้สามารถออกแบบให้ลวดฮีทเตอร์ที่ขดเป็นวงกลมรูปร่างแบบเดียวกับสปริงอยู่ใกล้กับผิวในของท่อเหล็กได้มากขึ้นโดยไม่เกิดการช๊อตกัน (ทำให้ลวดฮีทเตอร์ขาด) จึงทำให้ลวดฮีทเตอร์ท่อกลมมีขนาดโตขึ้น ทำให้ลวดฮีทเตอร์ไฟฟ้ามีความสามารถผลิตความร้อนได้ ลวดฮีทเตอร์มีหน้าที่เปลี่ยนกำลังงานไฟฟ้า (วัตต์) เป็นพลังานความร้อน โดย Watt = V 2/ R
ข.ขั้นตอนการผลิตฮีทเตอร์ท่อกลม หรือฮีทเตอร์ทิวโบลาร์ (Tubular Heater) ขั้นตอนการผลิตฮีทเตอร์ Tubular Heater โดยย่อมีดังนี้
การคำนวนขนาดลวดอีตเตอร์ที่ดีที่สุดคือ การใช้คอมพิวเตอร์คำนวนเพราะคอมพิมเตอร์สามารถคำนวณได้เร็ว โดยการคำนวณทำหลายครั้งจได้ลวดที่โจที่สุด โดยฮีตเตอร์ไม่มีการช๊อตกัน หรือลวดขาดง่ายเมื่อนำไปใช้งาน
ผู้ผลิตบางราย จะไม่ใช้เครื่องพันลวดมาตรฐานซึ่งไท้กระชากลวดจึงยึดออกตอนที่พันรวด แต่ใช้สว่านมือพันลวดรอบแกนของสว่านมือที่ต่อจากปลาย ซึ่งทำให้ลวดฮีทเตอร์มีอายุการใช้งานสั้นลง เพราะสว่านมือเป็นมอเตอร์ที่มีความเร็วรอบสูง และแรงบิดสูงยังผลให้ลวดฮีทเตอร์ที่พันอยู่รอบแกนที่เสียบอยู่ที่ปลายสว่านมือถูกแรงบิดอย่างรุนแรงและความเร็วรอบสูงมากทำให้ลวดยืดความโตของลวดลดลงกว่าค่าที่คำนวนและตัวลวดก็บอบช้ำจากการพันลวดฮีทเตอร์เป็นคอยด์
อุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อนคือฮีตเตอร์ ซึ่ง ขดลวดความร้อนเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุด เปรียบเสมือนหัวใจของฮีตเตอร์ การเลือกใช้และออกแบบขดลวดความร้อนจึงเป็นสิ่งสำคัญ เราจะมาพูดถึงการออกแบบและเลือกใช้ลวดความร้อนในบทความนี้ ขดลวดความร้อน คือ ลวดที่มีความต้านทานทางไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดความร้อน จะเกิดการเปลี่ยนแปลงพลังงานจากพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อนขึ้นในขดลวด ยิ่งความต้านทานของขดลวดน้อยลงยิ่งทำให้พลังงานความร้อนมากขึ้น พลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นจะถ่ายเทออกไปยังโหลดที่ต้องการ ภาพที่ 1 แสดงลวดความร้อนภายในแกนฮีตเตอร์ ขดลวดความร้อน หรือบางครั้งเรียกว่า ลวดฮีตเตอร์ แบ่งออกเป็นหลายประเภท เช่น ลวดนิโครม ลวดเหล็ก ซึ่งจะถูกพันขดอยู่ในแกนซึ่งอาจทำจากเซรามิกหรือวัสดุทนไฟ โดยมีขนาดและความยาวตามความต้องการกำลังไฟฟ้าที่ออกแบบไว้ ซึ่งบทความนี้จะอธิบายหลักการออกแบบตามหลักวิศวกรรมโดยละเอียดต่อไป รายละเอียด ฮีตเตอร์สำหรับชุบโลหะ ฮีตเตอร์ ฮีตเตอร์หลอดแก้ว ฮีตเตอร์สแตนเลส ฮีตเตอร์ไทเทเนียม สารบัญเนื้อหา
ขั้นตอนการออกแบบขดลวดความร้อนหน้าที่ของขดลวดความร้อนคือการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อนซึ่งใช้ในงานหลากหลายประเภท กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านลวดที่มีความต้านทานทำให้เกิดความร้อนขึ้น ยิ่งความต้านทานมากเท่าไหร่ความร้อนยิ่งเพิ่มขึ้นมากเท่านั้น ซึ่งขนาดและความยาวมีผลโดยตรงกับความต้านทานของลวดความร้อน ความร้อนที่เกิดขึ้นจะเคลื่อนที่ไปสู่ที่ความร้อนน้อยกว่าผ่านการนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสีความร้อน ซึ่งเราสามารถออกแบบการถ่ายเทได้โดยลักษณะงานที่ใช้ ในการออกแบบลวดความร้อนสำหรับทำฮีตเตอร์ เริ่มต้นจากต้องหาพลังงานความร้อนที่ต้องใช้ทั้งหมด รวมถึงระบบไฟฟ้าที่ใช้งาน เช่น แรงดันไฟฟ้า 3เฟส 380โวลต์ / 1เฟส 220โวลต์ เนื่องจากใช้วิธีการต่อขดลวดที่แตกต่างกัน ตัวอย่าง เช่น ต้องการทำความร้อนโดยใช้กำลังไฟฟ้า 15kW โดยใช้ไฟฟ้าแรงดัน 380โวลต์ ซึ่งการออกแบบอาจเป็น ฮีตเตอร์ 5kW จำนวน 3 ตัว หรือ ฮีตเตอร์ 3kW จำนวน 5 ตัว (ดูตารางสเปคมาตรฐานของฮีตเตอร์) คำถามต่อไปคือ เราจะรู้ได้อย่างไรว่า ต้องใช้กำลังไฟฟ้าเท่าไร ? หลักการง่ายๆคือ ” ฮีตเตอร์ 10kW ให้ความร้อนน้ำเปล่า 100 ลิตร จนมีอุณหภูมิ 100°C (จาก 25°C) ในเวลา 1 ชั่วโมง” ซึ่งเป็นการคำนวณอย่างคร่าวๆที่สามารถใช้ได้จริง โดยใช้หลักการนี้ประยุกต์ให้เข้ากับงานของแต่ละที่ได้ โดยเทียบบรรยัดไตรยางค์ เช่น ฮีตเตอร์ 5kW ให้ความร้อนน้ำเปล่า 100 ลิตร จนมีอุณหภูมิ 63.5°C (เพิ่มขึ้น 37.5°C) ในเวลา 1 ชั่วโมง ฮีตเตอร์ 5kW ให้ความร้อนน้ำเปล่า 50 ลิตร จนมีอุณหภูมิ 100°C (เพิ่มขึ้น 75°C) ในเวลา 1 ชั่วโมง ฮีตเตอร์ 5kW ให้ความร้อนน้ำเปล่า 100 ลิตร จนมีอุณหภูมิ 100°C (เพิ่มขึ้น 75°C) ในเวลา 2 ชั่วโมง เมื่อทราบว่า เรากำลังจะออกแบบฮีตเตอร์กำลังไฟฟ้าเท่าไร และต่อกับแรงดันไฟฟ้าเท่าไหร่แล้ว สิ่งที่ต้องทราบต่อไป คือ สิ่งที่มีผลกระทบต่อกำลังไฟฟ้าของลวดฮีตเตอร์ ซึ่งได้แก่ คือ ความต้านทานของขดลวด (Resistance of heater wire) มีหน่วยเป็นโอห์ม (Ω) ซึ่งสิ่งที่มีผลโดยตรงกับความต้านทานของขดลวด คือ ชนิดวัสดุ ความยาวขดลวด และขนาดพื้นที่หน้าตัดของขดลวด ซึ่งจะกล่าวต่อไป สรุปสิ่งที่ต้องทราบก่อนการออกแบบลวดฮีตเตอร์
หากท่านต้องการให้เราช่วยเหลือ ยินดีให้คำปรึกษาจากผู้เชี่ยวชาญ ไม่เสียค่าใช้จ่าย แอด [email protected] โทรศัพท์ การเลือกชนิดลวดความร้อนวัสดุที่นิยมใช้สำหรับทำขดลวดความร้อนมีสองอย่าง ได้แก่ 1. ลวดนิโครม ( Nickel-based coil,Nicr ) หรือบางทีเรียกว่า ลวดนิเกิล ลวดนิโครมเป็นขดลวดชนิด ออสเทนนิติกอัลลอยด์ ( Austenitic Alloy) ซึ่งประกอบด้วย นิเกิลประมาณ 20% และ โครมประมาณ 20% สามารถทนอุณหภูมิได้สูงสุดถึง 1250 องศาเซลเซียส มีข้อดีคือ ต้านการเกิดออกซิเดชั่นได้ดี มีความเสถียร จุดหลอมเหลวสูง และ การยืดตัวน้อยเมื่อเกิดความร้อน ดูรายละเอียดลวดนิโครมเพิ่มเติม ได้ที่ https://en.wikipedia.org/wiki/Nichrome ภาพที่ 2 ลวดนิโครม Alloywire 2. ลวดเหล็กโครม ( Iron-based coil,FeCrAl ) มีส่วนประกอบคือ เหล็ก โครเมี่ยม และ อลูมิเนียม เป็นขดลวดชนิด เฟอรริติกอัลลอยด์ ( Furitic Aloy) ซึ่งลวดชนิดนี้ทนอุณหภูมิได้สูงสุด 1400 องศาเซลเซียส รวมทั้งมีน้ำหนักและความหนาแน่นน้อยกว่าลวดนิโครม สามารถใช้งานแทนกันได้อย่างดีโดยเลือกได้จากจุดประสงค์การใช้งาน ภาพที่ 3 ลวดเหล็กโครม Kantholwire 3. ลวดนิเกิลเหล็ก ( NiFe-based coil ) ใช้ในงานที่ต้องการอุณหภูมิไม่สูงมากประมาณไม่เกิน 600 องศาเซลเซียส มีค่าสัมประสิทธิความต้านทานต่ออุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงสูง ซึ่งหมายถึงความต้านทานของลวดจะไม่เปลี่ยนแปลงไปมากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ลวดนิโครม และ ลวดเหล็กโครม แบบไหนดีกว่ากัน ลวดนิโครมมีข้อดีมากกว่าลวดเหล็กโครม ดังนี้ – ความแข็งแรงต่อการคืบสูงกว่า (higher hot and creep strength ) – มีความเหนียวมากกว่าเมื่อผ่านการใช้งานเป็นเวลานาน – การแผ่รังสีความร้อนมากกว่า ( Higher emissivity ) – ต้านการผุกร่อนจากความชื้นได้ดีกว่า ลวดเหล็กโครมมีข้อดีมากกว่าลวดนิโครม ดังนี้ – อุณหภูมิสูงสุดในการทำงานสูงกว่า ( Higher maximum temperature ) – โหลดต่อพื้นผิวสูงกว่า (Higher surface load) – ความต้านทานสูงกว่า ( Higher resistivity ) – กำลังคลากสูงกว่า ( Higher yield strength ) – ความหนาแน่นและน้ำหนักต่ำกว่า ( Lower density ) สรุปการเลือกชนิดลวดความร้อน ลวดความร้อนแต่ละชนิด มีข้อดีข้อเสียแตกต่างกันไป และมีราคาที่แตกต่างกันด้วย ไม่ว่าลวดนิโครม ลวดเหล็กโครม ล้วนเหมาะสมกับงานซึ่งแตกต่างกันออกไป เมื่อเลือกชนิดขดลวดและแบรนด์ได้แล้ว สิ่งที่ต้องใช้เพื่อออกแบบในขั้นตอนต่อไป คือ รายละเอียดสเปคของลวดชนิดที่เลือกจากผู้ผลิต เพื่อใช้ออกแบบและคำนวณต่อไป หากท่านต้องการให้เราช่วยเหลือ ยินดีให้คำปรึกษาจากผู้เชี่ยวชาญ ไม่เสียค่าใช้จ่าย แอด [email protected] โทรศัพท์ การเลือกขนาดลวดความร้อนเมื่อเราเลือกชนิดของลวดความร้อนตามงบประมาณและลักษณะการใช้งานของเราได้แล้ว เราจะนำสเปคจากผู้ผลิตเพื่อมาคำนวณหาขนาดและความยาวที่เหมาะสมต่อไป สมการที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณพลังงานP กำลังไฟฟ้า (วัตต์ , W ) I กระแสไฟฟ้า ( แอมแปร์ , A ) V ความต่างศักย์ไฟฟ้า ( โวลต์ , V ) R(t) ความต้านทานที่อุณหภูมิ t ( โอห์ม , Ω ) R(20) ความต้านที่ที่อุณหภูมิห้อง 20 องศาเซลเซียส ( โอห์ม , Ω ) f ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานเมื่อเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ S โหลดความร้อนพื้นผิว Surface load ( W/cm^2 ) A พื้นที่ผิวของลวด (cm^2) สมการที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณรูปร่างขดสปริงภาพที่ 4 แสดงขดลวดความร้อนที่ถูกม้วนเป็นคอยด์ d เส้นผ่านศูนย์กลางของลวด ( มิลลิเมตร , mm ) D เเส้นผ่านศูนย์กลางคอยด์ลวด ( มิลลิเมตร , mm ) L ความยาวของลวดที่ใช้ ( มิลลิเมตร , mm ) x(c) ความยาวของขดลวดสปริงปกติ( มิลลิเมตร , mm ) x(e) ความยาวของขดลวดสปริงเมื่อยืด ( มิลลิเมตร , mm ) a จำนวนเท่าของความยาวยืดคอยด์ ( มิลลิเมตร , mm ) ตารางแสดงโหลดความร้อนบนพื้นผิว (Surface load)อุปกรณ์โหลดความร้อน (Surface load , W/cm^2)ฮีตเตอร์รัดท่อ4.0-5.5เครื่องปิ้งขนมปัง3.0-4.0Convector3.5-4.5ฮีตเตอร์พัดลม9.0-15.0เตาอบ8.0-12.0เตาย่าง15.0-20.0ฮีตเตอร์จุ่ม25.0-35.0กาต้มน้ำ35.0-50.0 ขั้นตอนการคำนวณเพื่อเลือกขนาดลวดฮีตเตอร์กำหนดลักษณะของลวดฮีตเตอร์ออกแบบรูปร่างและลักษณะของลวดฮีตเตอร์รวมถึงลักษณะการพันลวดเพื่อหาช่วงร้อน (heat zone) หาความต้องการพลังงานที่ต้องใช้กำหนดกำลังไฟฟ้าของฮีตเตอร์แต่ละตัวเพื่อกำหนดค่าพลังงาน (P) และระบบไฟฟ้า (V) เลือกชนิดและแบรนด์ของขดลวดความร้อนเลือกชนิดของลวดที่ใช้ ได้แก่ ลวดนิโครม ลวดเหล็ก หรือ ชนิดอื่นๆ ตามความเหมาะสมกับงานและงบประมาณ เพื่อขอสเปคชีทจากผู้ผลิต คำนวณหาความต้านทาน (Rt) และ (R20)นำค่า (P) และ (V) จาก ขั้นตอนที่ 2 แทนลงในสมการ (2) เพื่อหาความต้านทานของลวดฮีตเตอร์เพื่อหาค่า (Rt) จากนั้นหาความต้านทานที่อุณหภูมิทำงาน (R20) จากสมการ (3) โดยใช้ ค่า (f) จากสเปคชีทของผู้ผลิต คำนวณหาความยาวของขดลวดความร้อนที่ใช้ (L)จากขั้นตอนที่ 1 นำความยาวช่วงร้อน (heat zone) กำหนดรูปแบบของขดลวด ซึ่งจะได้ค่าความยาวลวดสปริงเมื่อยืด (Xe) ใช้ค่า (Xe) แทนในสมการที่ (5) เพื่อหาค่า (Xc) และใช้ ค่า (Xc) แทนในสมการที่ (4) เพื่อหาค่า (L) *เลือกใช้ค่าอัตราส่วน D:d และค่า a ที่แนะนำ เลือกขนาดลวดจากค่า (R20) และ (L)เลือกขนาดลวดจากสเปคชีทของผู้ผลิตโดยใช้ค่า R/L เปรียบเทียบ ตรวจสอบโหลดความร้อนพื้นผิวตรวจสอบ (S) จากสมการที่ 4 โดยใช้ค่า (A) ที่ได้จากตารางสเปคของผู้ผลิตลวด -หากค่าที่ได้ไม่อยู่ในช่วงแนะนำตามตาราง Surface load ให้ปรับเปลี่ยนอัตราส่วน D:d , a -หากปรับเปลี่ยนแล้วยังไม่ได้ จำเป็นต้องออกแบบขดลวดใหม่เพื่อเปลี่ยนค่า (Xe) ตัวอย่างการคำนวณขดลวดความร้อนในบทนี้เราจะแสดงตัวอย่างการออกแบบฮีตเตอร์และการเลือกใช้ขดลวดความร้อนทีละขั้นตอนอย่างละเอียด เพื่อให้ผู้อ่านสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ในงานของท่านเอง 1. กำหนดลักษณะลวดฮีตเตอร์ กำหนดให้ต้องการออกแบบอินฟราเรดฮีตเตอร์โดยใช้ขดลวดความร้อนแบบคอยด์สปริง ช่วงร้อน (heat zone) 500 mm ซึ่งมีค่าเท่ากับความยาวขดฮีตเตอร์สปริงที่ยืด (Xe) ภาพที่ 5 คอยด์ลวดความร้อนอินฟราเรดฮีตเตอร์ 2. หาความต้องการพลังงานที่ต้องใช้ มีกำลังไฟฟ้า 500W ใช้ระบบไฟฟ้า 1 เฟส 220V ภาพที่ 6 วงจรไฟฟ้า 3. เลือกชนิดและแบรนด์ของขดลวดความร้อน เลือกใช้ลวดเหล็กแทนลวดนิโครม Kanthal D รายละเอียดสเปค Kanthal Dหน้า 1 ภาพที่ 7 สเปคลวดนิโครม Kanthal D หน้าที่ 1 หน้า 2 ภาพที่ 8 สเปคลวดนิโครม Kanthal D หน้าที่ 2 4. คำนวณหาความต้านทาน (Rt) และ (R20) P 2000 W V 220V P 2000 W V 220V f 1.07 ( จากรูปที่ 7 โดยให้อุณหภูมิทำงานอยู่ที่ 1000 C) 5. คำนวณหาความยาวของขดลวดความร้อนที่ใช้ (L) x(e) 500mm (heat zone) a 2 ( ค่า a ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมกับงานและประสบการณ์ผู้ออกแบบ ) D:d 5:1 ( ค่า D:d ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมกับงานและประสบการณ์ผู้ออกแบบ ) 6. เลือกขนาดลวดจากค่า (R20) และ (L) คำนวณ ค่า R20/L เพื่อนำไปเลือกขนาดลวดในตารางสเปคของภาพที่ 7 และ 8 จากภาพที่ 8 เลือกขดลวดความร้อนขนาด 0.45mm เนื่องจาก Resistance at 20C มีค่าใกล้เคียงมากที่สุด 7. ตรวจสอบโหลดความร้อนพื้นผิว นำค่าจากภาพที่ 8 ของขดลวดความร้อนขนาด 0.45mm มาหาค่า L และ Surface area ที่ถูกต้องจากสเปคที่ให้ ตรวจสอบ Surface load สรุปผลการออกแบบ จากตัวอย่างการคำนวณ จะสรุปผลการออกแบบได้ดังนี้
การคำนวณนี้เป็นตัวอย่างคร่าวๆ ซึ่งใช้เป็นแนวความคิดสำหรับออกแบบขดลวดความร้อนได้ โดยความคงทนหรือความเหมาะสมขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ชนิดของลวดนิโครมหรือลวดเหล็กที่ใช้ ขนาดลวด รวมถึงคุณภาพในการประกอบ ซึ่งต้องใช้ความรู้และประสบการณ์โดยเฉพาะ รวมถึงการนำค่าที่ได้จากการออกแบบไปทดลองและเก็บข้อมูลเพื่อการออกแบบให้มีความเหมาะสมที่สุด ตัวอย่างการคำนวณขดลวดความร้อนโดยพื้นฐานทั่วไปคนมักเข้าใจว่าหลักกการทำงานของฮีตเตอร์นั้น ลวดฮีตเตอร์ที่ดีต้องมีความต้านทานสูง จึงจะให้ความร้อนได้ดี แต่จริงๆแล้วสิ่งที่เปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนคือกระแสไฟฟ้าในขดลวด การทำให้กระแสไฟฟ้าไหลในขดลวดจำนวนมากมีความความสำคัญมากกว่าการทำให้ขดลวดมีความต้านทานมาก ซึ่งขัดกับสัญชาติญานแต่สามารถพิสูจน์ได้ด้วยหลักการทางคณิตศาสตร์ ลองจินตนาการว่า ถ้าหากต้องการทำลวดฮีตเตอร์ขึ้นมาหนึ่งชิ้น สมมติว่าเราจะทำให้ความต้านทานมากที่สุดเท่าที่มากได้จนเกือบเป็นฉนวนหรือเอาฉนวนมาทำลวดฮีตเตอร์ซะเลยจะเกิดสิ่งใดขึ้น ตามกฎของโอห์ม ความต่างศักย์ มีค่าเท่ากับผลคูณของกระแสไฟฟ้าที่ไหลและความต้านทาน ( V=IR ) เมื่อกลับสมการเพื่อดูกระแส คือ ( I = V/R ) แปลว่า กระแสไฟฟ้า ( I ) มีค่าเข้าใกล้ศูนย์เมื่อความต่างต้านทานมีค่ามากๆ หรือแปลภาษาบ้านๆว่า เมื่อเราทำให้ความต้านทานมาก กระแสจะไม่ไหล ! ไม่มีความร้อนเกิดขึ้น ! กลับกัน ถ้าเราทำให้ความต้านทานต่ำมากๆล่ะ สมมติเอาสายไฟเส้นใหญ่ๆมาทำลวดฮีตเตอร์ โดยมีความต้านทานเข้าใกล้ศูนย์ กระแสไฟฟ้าจะไหลดีมาก ไหลเหมือนรถไฟที่วิ่งเร็วจนหยุดไม่ได้ แต่ไม่มีความร้อนเกิดขึ้น สิ่งที่เราต้องการคือ ความสมดุลระหว่างกระแสไฟฟ้าและความต้านทาน นั่นคือ มีความต้านทานเพียงพอ แต่ไม่ลดกระแสไหลผ่าน ลวดนิเกิลจึงเป็นตัวเลือกที่ดี ซึ่งลวดนิเกิลมีความต้านทานมากกว่าลวดทองแดงประมาณ 80-100 เท่าที่ขนาดเดียวกัน จึงเหมาะสมที่จะใช้ทำลวดฮีตเตอร์ ทั้งที่เป็นตัวต้านทานระดับกลางๆที่ไม่เป็นฉนวนไฟฟ้ามากเกินไป ถ้าดูสมการทางคณิตศาตร์ เราจะเห็นจากสมการว่า กำลังไฟฟ้า แปรผันตรงกัน ความต้านทาน และ แปรผันตรงกับ กระแสไฟฟ้ายกกำลังสอง การเพิ่มกระแสไฟฟ้าจะให้ผลต่อกำลังไฟฟ้าเป็นทวีคูณ จึงเป็นเหตุผลว่า ทำไม กระแสไฟฟ้ามีความสำคัญกว่าความต้านทาน สรุปหลักกการทำงานของฮีตเตอร์ คือ การจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าสู่วัสดุที่มีความต้านทาน ทำให้เกิดความร้อนขึ้น โดย กระแสไฟฟ้ามีผลมากกว่าความต้านทานไฟฟ้า |
ลวดนิโครม ประกอบด้วยอะไรบ้าง
กระทู้ที่เกี่ยวข้อง
ลิขสิทธิ์ © 2024 moicapnhap Inc.
