Tại sao dây đốt nóng có điện trở suất lớn

Câu hỏi: Em cho biết nguyên lí làm việc của đồ dùng loại điện-nhiệt?

Trả lời: Đồ dùng loại điện-nhiệt trong xã hội thường dùng trong sinh hoạt là: bàn là, bếp điện, nồi cơm điện, ấm đun nước điện (loại thường và loại siêu tốc), ... bếp từ, lò vi sóng, ... Nguyên lí chung của các thiết bị này là biến điện năng thành nhiệt, có 3 loại:

- Biến điện năng thành nhiệt trong dây đốt nóng có điện trở cao: Bếp điện, bàn là, nồi cơm điện, ấm đun nước điện, ...

Bạn đang xem: Tại sao dây đốt nóng có điện trở suất lớn

- Biến điện năng thành điện từ trường biến thiên để sinh ra nhiệt: Bếp điện từ.

- Biến điện năng thành sóng siêu cao tần (2450MHz) bằng magnetron rồi sinh nhiệt ở thực phẩm để trong máy: Lò vi sóng.

Câu hỏi: Em hãy nói tại sao trong những dụng cụ điện-nhiệt thì dây đốt nóng sinh ra nhiệt còn dây dẫn trong mạch không sinh ra nhiệt?

Trả lời: Dây đốt nóng trong dụng cụ điện-nhiệt có điện trở suất gấp khoảng 70 lần điện trở suất của dây dẫn diện bằng đồng nên nhiệt tỏa ra chủ yếu ở dây đốt nóng khi dòng điện chạy trong mạch, hơn nữa dây dẫn điện thường có tiết diện lớn hơn dây đốt nóng nên điện trở dây dẫn điện rất nhỏ so với dây đốt nóng vì thế nhiệt tỏa ra ở dây dẫn không đáng kể.

Câu hỏi: Em cho biết yêu cầu kĩ thuật của dây đốt nóng trong dụng cụ điện nhiệt?

Trả lời: Yêu cầu kĩ thuật cua dây đốt nóng trong dụng cụ điện nhiệt:

- Có điện trở suất lớn.

- Chịu nhiệt độ cao 1000°C trong thời gian dài.

Để đáp ứng 2 yêu cầu trên, trong các dụng cụ điện nhiệt người ta dùng dây hợp kim có niken-crom, bảng dưới đây cho biết tính chất của vài loại dây theo thành phần hợp kim:

Thành phần

Điện trở suất (ôm,mét)

Nhiệt độ làm việc (oC)

25% Fe + 60% Ni + 15% Cr

80% Ni + 20% Cr

1,11.10-6

1,03.10-6

900

1000

Nhìn bảng trên ta thấy trong thành phần hợp kim có nhiều niken và crom có nhiệt độ làm việc từ 900°C đến 1100°C nên trong thực tế người ta dùng hợp kim này làm dây đốt nóng trong dụng cụ điện-nhiệt.

Dây feroniken (74% Fe + 25% Ni + 1% Cr) có nhiệt độ làm việc 500°C nên trong thực tế không dùng làm dây đốt nóng trong dụng cụ điện-nhiệt.

Trong xã hội người ta vẫn gọi nhầm dây đốt nóng niken-crom trong dụng cụ điện-nhiệt là maiso. Nhưng dây mai so là hợp kim gồm 60% Cu + 25% Zn + 15% Ni có nhiệt độ làm việc 400°C nên không thể dùng làm dây đốt nóng trong dụng cụ điện-nhiệt dược. Maiso thường dùng trong công nghệ mạ để giả là bạc.

Câu hỏi: Em cho biết cấu tạo của bàn là điện?

Trả lời: Bàn là điện dùng mặt phẳng kim loại có nhiệt độ cao để là phẳng quần áo nên bộ phận chủ yếu của bàn là gồm dây đốt nóng (dây điện trở suất cao) và vỏ bàn là có mặt phẳng kim loại ở dưới để làm cho vải được là phẳng ra.

- Dây đốt nóng: Bằng niken-crom để chịu được nhiệt độ cao, dây đốt nóng được đặt trên mặt đế trong bàn là để truyền nhiệt đến đế nhanh. Có loại dây đốt nóng là sợi ø0,3mm quấn xoắn như lò xo, đặt trong lớp cát hoặc gốm cách điện với vỏ. Có loại dây đốt nóng dạng dẹt đặt trong mi ca cách điện với vỏ.

- Đế nằm ở phía dưới của vỏ bàn là, đế thường làm bằng hợp kim nhôm khối lượng tương đối lớn so với các phần khác của bùn là để giữ được nhiều nhiệt trong khi là quần áo. Có loại mặt dưới đế có lỗ để tự động phun hơi nước trong khi là. Nắp là phần trên của vỏ bàn là có loại bằng sắt mạ crom, có loại bằng nhựa chịu nhiệt. Nếu bàn là nào có nắp bằng nhựa thì đế thường được cấu tạo có khoảng cách với nắp để nắp không bị hỏng vì nhiệt độ đế nóng quá nhiệt độ chịu đựng của nắp.

- Phía trên nắp thường có núm điều chỉnh nhiệt độ cho thích hợp với loại vải được là. Thường trong bàn là có rơ le để tự động ngắt điện vào bàn là khi độ nóng quá mức ta yêu cầu. Ở vỏ bàn là có thêm đèn báo để biết có điện vào bàn là, khi nhiệt độ đế cao quá mức nhiệt độ ta đặt thì rơ le trong bàn là ngắt điện và đèn báo không sáng.

- Bàn là du lịch thường nhỏ nhẹ hơn bàn là thường dùng trong gia đình, tay cầm có thể gập lại cho gọn khi để trong hành lí.

Câu hỏi: Em hãy nói nguyên lí làm việc của bàn là?

Trả lời: Bàn là làm việc theo nguyên lí chung của các thiết bị điện-nhiệt: Dòng điện qua dây đốt nóng có điện trở suất cao làm tỏa ra nhiều nhiệt, nhiệt này được truyền vào đế của bàn là làm nóng đế để là quần áo. Năng lượng điện đã biến thành nhiệt để là quần áo.

Câu hỏi: Em hãy nói các số liệu kĩ thuật của bàn là?

Trả lời: Trên bàn là có ghi một số số liệu kĩ thuật:

- Điện áp định mức: Bàn là bán ở thị trường Việt Nam hiện nay đều là loại ghi điện áp định mức 220V. Mấy chục năm trước đây ở Việt Nam còn dùng điện 127V nên có loại bàn là 127V.

- Công suất định mức các loại bàn là dùng trong gia đình thường là 1000W ÷1200W, bàn là du lịch thường có công suất 300W ÷350W.

Câu hỏi: Khi bàn là gia đình bị hỏng dây đốt nóng thì em thay dây đốt nóng theo cách tính trị số điện trở của dây như thế nào?

Trả lời: Trong sách Công nghệ 8 (SGK) trang 158 có hướng dẫn: “ Công suất điện P của đồ dùng diện là:

*
Trong đó:

U : điện ápI : dòng diện

Nhìn công thức trên ta thấy, khi thiết kế chế tạo đồ dùng loại điện-nhiệt để đạt được một công suất yêu cầu, ta cần tính điện trở như sau:

*

Điện trở R của bàn là điện 1000W - 220V là:

*

Khi bàn là gia đình bị hỏng dây đốt nóng thì em thay dây đốt nóng. nhưng không theo SGK hướng dẫn vì dây thuần túy là lí thuyết, đây là tính toán của điện trở ở nhiệt độ làm việc của bàn là lúc có nhiệt độ cao. Khi thay dây đốt nóng cho bàn là em không thể đo điện trở dây đang đốt nóng được (muốn đo điện trở của dây đốt nóng khi đang có điện áp 220V phải mắc vôn kế và ampe kế như thế phức tạp và nguy hiểm). Trên thực tế, dây đốt nóng của bàn là hoặc bếp điện 1000W - 220V ở nhiệt độ bình thường trong phòng chỉ khoảng 40ΩVì vậy khi thiết kế chế tạo đồ dùng loại điện-nhiệt sau khi tính toán theo lí thuyết rồi phải trừ đi độ 10% ÷ 15% giá trị tính toán theo lí thuyết, do ta chưa biết chất liệu chế tạo dây đốt nóng nên cũng không tính theo hệ số nhiệt độ αđược. Nếu theo SGK hướng dẫn, dùng dây đốt nóng có điện trở 48,4Ωkhi nguội thì khi có điện vào, điện trở dây đốt nóng sẽ tới khoảng gần 58Ωvà công suất bàn là lúc này thấp hon 1000W nhiều.

Ruột ấm điện 1250W tính theo công thức

*
nhưng trên thực tế điện trở của ruột ấm này lúc nguội chỉ 35Ω

Câu hỏi: Em cho biết nhũng điều cần chú ý khi dùng bàn là?

Trả lời:Bàn là dùng lần đầu tiên cần xem dùng ở điện áp nào.

- Trước khi cắm điện cần để núm điều chỉnh nhiệt độ thích hợp với loại vải định là.

- Mặt đế bàn là không để va chạm vào vật cứng để không bị xây xát, trước khi là quần áo phải lau sạch mặt đế bàn là bằng cách di bàn là trên một miếng vải sạch (dùng vải sợi bông, không dùng vải bàng sợi hóa học).

- Khi đã cắm điện cho bàn là thì không để mặt đế bàn là lên vải lót, phải để dựng đứng bàn là lên.

- Trong khi là quần áo không để bàn là lâu ở một vị trí trên vật được là.

- Không được để dây dẫn diện vào bàn là chạm vào đế bàn là lúc đang nóng.

- Bàn là (nói chung các đồ dùng điện-nhiệt khác: bếp, ấm đun nước,...) khi mới dùng lần đầu tiên, trong 15 phút đầu từ khi cắm điện không được chạm vào phần kim loại của dụng cụ vì lớp cát hoặc gốm cách điện còn ẩm nên hơi bị rò diện.

- Trong khi đang cắm điện vào bàn là không được bỏ đi làm việc khác vì đề phòng bàn là bị đổ, mặt đế áp xuống vải sẽ gây hỏa hoạn (nếu rơ le của bàn là đang để ở vị trí nhiệt độ cao).

Câu hỏi: Bàn là sau một thời gian dài sử dụng núm điều chỉnh nhiệt độ không có tác dụng là tại sao?

Trả lời: Sau một thời gian dài dùng bàn là, có thể xảy ra trường hợp núm điều chỉnh nhiệt độ không có tác dụng điều khiển được có thể do các nguyên nhân sau:

- Tiếp điểm ở bộ phận điều chỉnh nhiệt độ bị dính vào nhau, lấy mũi dao tách hai tiếp điểm ra và cạo cho sạch mặt tiếp xúc.

Xem thêm: Sự Khác Biệt Giữa Người Giàu Và Người Nghèo, Rich Habits

- Mặt tiếp xúc của tiếp điểm bị bẩn nên không dẫn điện, lấy mùi dao cạo sạch mặt tiếp xúc của tiếp điểm.