کویل های مقاومتی چگونه کار می کنند؟

بنابراین کویل مقاومتی چیست و چگونه کار می کند؟ خوب سرنخ ها در نام آن هستند.

کویل : یک کویل سیم بلندی پیچیده شده در دایره های محکم است. هدف کویل کاهش طول ظاهری سیم است. سیم مقاومتی درگیر در  کویل ممکن است به طرز شگفت آوری بلند باشد اما با سیم پیچ کردن آن، طول نهایی را  می توان به طور چشمگیری کوتاه کرد. برای مثال ، من سیم پیچی شامل 7 متر (23 فوت) سیم ساختم ، اما خود کویل کاملاً کوتاه ، شاید 15 سانتی متر (6 اینچ) بود. این صرفه جویی در فضا است و اجازه می دهد اثرات سیم در یک منطقه کوچکتر متمرکز باشد.

مقاومت : طول و ضخامت سیم میزان مقاومت الکتریکی حامل های سیم را مشخص می کند. به طور کلی هرچه سیم نازک تر یا بلند تر باشد ، مقاومت آن نیز  بالاتر است. به همین ترتیب ، هرچه سیم کوتاه تر و ضخیم تر باشد ، مقاومت آن نیز پایین تر است. مقاومت الکتریکی که در سیم رخ می دهد ، گرما ایجاد می کند. اگر سیم قادر به تحمل گرما برای مدت طولانی بوده و شرایط کاملاً درست باشد،  قرمز درخشان و گرم شدن آن ممکن است و این همان المنت کویل حرارتی مقاومتی است.

توان : قدرت کویل حرارتی با مقاومت ، جریان الکتریکی و ولتاژ آن تعیین می شود. این قدرت “توان” نامیده شده و در  واحد وات اندازه گیری می شود (یا کیلووات برای هر هزار وات ، بنابراین 1000 وات یک کیلو وات است). ترفند این است که مشخص کنیم که طول سیم مورد نیاز برای تعیین این شرایط ایده آل چقدر است و این به ریاضیات بر می گردد.

ریاضیات به کار رفته…

در حالی که ساخت و استفاده از  جیگ بسیار ساده است ، برخی ملاحظات ریاضی وجود دارند که باید مورد بررسی قرار گیرند. اما برای شروع ، به اطلاعاتی نیاز داریم …

ولتاژ : این ولتاژ اصلی در ناحیه شما یا ولتاژی است که می دانید برای کویل های خود اعمال خواهید کرد. برای نمونه ، من در بریتانیا زندگی می کنم و در اینجا ولتاژ اصلی 230 ولت است ، اگرچه این ولتاژ می تواند در بین مناطق و تأمین کنندگان تا اندازه ای اندک تغییر کند. در صورت نیاز به دقت ، خواندن مطالب مفید است

حداکثر جریان : این حداکثر جریان است که احساس می کنید خروجی (و کویل حرارتی) شما می تواندبا ایمنی کار کند. در بریتانیا ، متوسط ​​خروجی حداکثر 13 آمپر است و این جریان زیاد است. من شخصاً نمی خواهم میزان مصرف برق خود را به حد مجاز برسانم ، بنابراین کمی  آن راکاهش داده و برای حداکثر استفاده از 10 آمپر تنظیم می کنم.

مقاومت هر متر : سیم مورد استفاده برای ساخت سیم پیچ  و کویل شما باید سیم مقاومت اختصاصی باشد که برای استفاده در  تولید المنت کویل در نظر گرفته شده است. به همین ترتیب باید توسط سازنده رتبه بندی شده و مقاومت سیم ارائه شود که معمولاً در واحد  اهم در هر متر است. به عنوان مثال ، من سیم کانتال را خریداری کردم که قطر آن 1.02 میلی متر   (18 AWG)  و مقاومت آن 1.73 اهم در هر متر است.

قطر داخلی کویل یا سیم پیچ : آخرین نکته در هنگام ساخت کویل اندازه هر دایره کویل است. این اطلاعات مهم است زیرا به تعیین طول مورد نیاز  کویل کمک می کند. بدیهی است کویل های بزرگتر از سیم بیشتری استفاده می کنند و بنابراین طول کلی سیم پیچ را کاهش می دهند  و برعکس.

محاسبات

برای ساده سازی ، یک کویل سازنده ماشین حساب ایجاد کرده ام که بیشتر محاسبات ریاضی زیر را برای شما انجام می دهد. اما برای علاقمندان به عملیات روی اعداد ، اجازه دهید با توان شروع کنیم.

توان

فیزیک فرمول P = IV  (ولت X جریان=توان ) را به ما می دهد. بنابراین اجازه دهید بگوییم ولتاژ 230 و جریان 10 آمپر است. این به ما توان بالقوه(230 x 10)  2300 وات (2.3 KW) را می دهد.

فیزیک فرمول توان مفید دیگری را به ما می دهد که P = I²R  (مقاومت x مربع جریان=توان) است. بنابراین اجازه دهید بگوییم جریان ما هنوز 10 آمپر و مقاومت ما 23 اهم است. این به ما توان بالقوه (10² x 23)  وات (2.3 KW)می دهد.

ولتاژ

اگر ولتاژ را نمی دانیم ، می توانیم به فرمول قانون اهم برگردیم V = IR  ) مقاومت x جریان=ولتاژ). بنابراین با جریان 10 آمپر و مقاومت 23 اهم در این مثال ، می توانیم ، یک ولتاژ (10 x 23) 230 ولت برقرار کنیم.

مقاومت

اگر مقاومت یک مدار ناشناخته باشد ، می توانیم مجددا به قانون اهم برگردیم و فرمول را دوباره تنظیم کنیم تا R = V / I  (مقاومت/ولت=جریان) داشته باشیم. بنابراین به عنوان نمونه ، ولت 230 تقسیم بر جریان 10 آمپر (230 / 10)  23 اهم به ما می دهد.

جایی که می توان فرمول توان را نیز مجددا برای محاسبه مقاومت نوشت، به عبارتی ، R = P / I²   (مربع جریان/=مقاومت). به عنوان نمونه ، توان 2300 وات تقسیم بر یک جریان 10 آمپر  به توان دو برابر است با (2300 / 10²)  23 اهم.

جریان

درست مانند مقاومت ، می توانیم از قانون  اهم استفاده کنیم و فرمول را مجدداً با I = V / R(مقاومت/ولت=جریان ). به عنوان نمونه ، ولتاژ 230 تقسیم بر مقاومت 23 اهم برابر است با 10 آمپر (230 / 23).

فرمول توان را مجددا برای محاسبه جریان با I² = P / R  تنظیم کنید (مقاومت/توان=مربع جریان ). به عنوان نمونه ، توان 2300 وات تقسیم بر مقاومت 23 اهم  برابر است با 100 آمپر (2300 / 23)  و هنگامی که ریشه مربع آن را می گیریم 10 آمپر بدست می آید.

طول سیم

آخرین چیزی که باید در نظر بگیریم طول سیم است. اگر یک کویل می سازید ، باید مقاومت مورد نیاز را محاسبه کنید که یک مسئله ساده برای محاسبه طول است. L = R / r (که یک فرمول ساختگی سخت به معنی طول هر واحد/مقاومت=طول است). به عنوان مثال ، می دانیم که مقاومت ما 23 اهم است و قبلاً ذکر کردم مقاومت معین هر متر روی سیم من 1.73 اهم (23 / 1.73 23) است که طول سیم مورد نیاز 13.2  متر را می دهد.

ماشین حساب آنلاین

برای ساده سازی ، یک کویل سازنده ماشین تهیه کرده ام که بخش زیادی از این ریاضیات را برای شما انجام خواهد داد. برای استفاده از آن ، اینجا کلیک کنید.

کشش سیم پیچ و کویل

آخرین مورد ، قبل از استفاده از کویل باید کشیده شدن باشد. اگر نتوانید آن را بکشید ، اساساً یک طول سخت فلزی بدون مقاومت دارید.

کشش به اندازه کافی آسان است. به راحتی هر انتهای آن را بگیرید و بکشید. ممکن است لازم باشد این کار را چند بار تکرار کنید. معمولاً کشش کویل بیش از سه برابر طول اصلی (بدون کشش) ایده بدی محسوب می شود.