Вы можете подумать, нагревательный элемент должен иметь действительно высокое сопротивление-в конце концов, это сопротивление, которое позволяет материалу генерировать тепло. Но на самом деле это не так. То, что генерирует тепло, это ток, протекающий через элемент, а не количество сопротивления, которое он чувствует. Получение максимального тока, протекающего через нагревательный элемент, гораздо важнее, чем заставить этот ток через большое сопротивление. Это может показаться запутанным и нелогичным, но это довольно легко понять, почему это (и должно быть) верно, как интуитивно, так и математически.
Интуитивно...
Предположим, что вы сделали сопротивление вашего нагревательного элемента, как большой, как вы, возможно, могли бы бесконечно большой, на самом деле. Тогда закон Ома (напряжение и ток × сопротивление или V и ИК) говорит нам, что ток, протекающий через ваш элемент, должен быть бесконечно маленьким (если я и V/R, я приближается к нулю по мере приближения R к бесконечности). Вы бы колоссальные большое сопротивление, не ток, и, следовательно, не тепло производится. Да, так что, если мы пошли в противоположную крайность и сделал сопротивление бесконечно крошечные. Тогда у нас была бы другая проблема. Хотя ток я мог бы быть огромным, R будет практически нулевой, так что ток будет молнии через элемент, как экспресс, даже не останавливаясь, производя не тепло на всех.
Поэтому нам нужен нагревательный элемент, так это баланс между двумя крайностями: достаточное сопротивление для получения тепла, но не так оно уменьшает ток слишком много. Нихром - отличный выбор. Сопротивление nichrome провода (примерно) в 100 раз выше, чем у провода того же размера из меди (отличный проводник), но только четверть столько, сколько аналогичного размера графитовый стержень (довольно хороший проводник) и, возможно, только миллион триллионов, что действительно хороший изолятор, таких как стекло. Цифры говорят сами за себя: нихром является средним проводником только с умеренным сопротивлением, а не удаленно изолятор!
Математически...
Мы можем прийти к точно такому же выводу с математикой. Мощность, вырабатываемая или потребляемая потоком электроэнергии, равна времени напряжения тока (ватты и вольты × усилители или P q VI). Мы также знаем из закона Ома, что V и ИК. Исключите V из этих уравнений, и мы обнаружим, что сила рассеивается в нашем элементе I2R. Другими словами, тепло пропорционально сопротивлению, но также пропорционально квадрату тока. Таким образом, ток имеет гораздо большее влияние на тепло производится, чем сопротивление. Удвоить сопротивление, и вы удвоить власть (большой!), Но удвоить ток, и вы в четыре раза власть (фантастический!). Таким образом, ток является то, что действительно имеет значение.
Легко подсчитать, что сопротивление нити в типичной лампы накаливания составляет несколько сотен омс. Я оставлю расчет вам!
