电流通过
导体时,导体会发热。这种由电流产生的热,叫做电热。由电产生的热量,把
电能转化为内能的现象,叫做电热。
定义
实验证明:电阻阻值、电流相等的情况下,通电的时间越长,电流产生的热量就越多。
现代在电热已经发展为一个行业,称为电热行业(也叫电热产业)。
分类
按照导体的不同 细分的话可以分为
金属
电热丝式 电热元件(0-700度)PTC式 电热元件(自限温,自控温)
一般国内金属电热丝式电热元件的技术已经达到国际标准,而且为我国创造了很多外汇收入,
而PTC式由于温度的局限性,电热膜式电热元件由于其生产的污染问题一直无法得到解决,在生产上受到很多限制,不能得到迅速发展
低温型(最高100度,常用于液体加热,如水),
中温型(100-500度,常用于电炉,烘烤设备),
高温型(500度-1100度常用于高温炉内,超高温型(1100-1300度,常用于试验设备,特殊场合用加热炉)。
国内的电热技术虽然已经有很大的发展,但是一般国内的常规电热元件最高使用温度大多在500度以内,超过500度后,寿命极短。
超高温型电热元件由于技术上的壁垒,先进的制造工艺在国内还属于空缺,技术还掌握在国外的电热厂家手中,还需国内的电热厂家努力攻关。
电热元件分类
加热
PTC热敏电阻具有恒温发热特性,其原理是PTC热敏电阻加电后自热升温使阻值进入跃变区,
恒温加热PTC热敏电阻表面温度将保持恒定值,
利用恒温加热PTC热敏电阻恒温发热特性设计的加热元件件.在中小功率加热场合,PTC加热元件具有恒温发热、自然寿命长的优势,热转换率高、受电源电压影响极小、在电热器具中的应用越来越受到研发工程师的重视,传统发热元件无法胜任。
恒温加热PTC热敏电阻可制作成多种外形结构和不同规格,常见的有圆片形、方形、条形、圆环,PTC发热元件和金属构件进行组合可以形成各种形式的大功率PTC加热元件。
普通实用型PTC陶瓷加热元件有:蚊药驱蚊器、暖手器、
干燥器、电热板、电烫斗、电烙铁、电热粘合器、卷发烫发器。功率不大,热效率高。
自动恒温型PTC加热元件有:小型晶体器件恒温槽、
恒温培养箱、电子保温瓶、保温箱、保温杯、保温盘、保温柜、保温桌等。自动保温、结构简单、恒温特性好、热效率高。
热风PTC加热元件有:小型温风
取暖器、
电吹风、暖房机、烘干机、干衣柜、干衣机、工业烘干设备等,输出热风功率大、速热、安全、能自动调节功耗。
焦耳定律
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律,它最先是由英国科学家焦耳发现的。
焦耳定律可以用如下的公式表示:
Q=I^2Rt
电热公式还有另外的表示方法:
Q=W=Pt=UIt=(U^2/R)t
但是这种公式只适用于
纯电阻电路,即电流通过导体时,如果
电能全部转化为热,而没有同时转化成其他形式的能量,那么就是纯电阻电路,电流产生的热量Q就等于消耗的电能W,即Q=W=UIt。
应用
利用电热原理可以制成各种电热器,例如电烙铁、
电炉、
电熨斗、
电烤箱、
热水器、电孵化箱等。