Vous pourriez penser qu'un élément chauffant devrait avoir une résistance vraiment élevée - après tout, c'est la résistance qui permet au matériau de générer de la chaleur. Mais ce&n'est pas vraiment le cas. Ce qui génère de la chaleur, c'est le courant qui traverse l'élément, et non la quantité de résistance ressentie. Obtenir le courant maximum traversant un élément chauffant est beaucoup plus important que de forcer ce courant à travers une grande résistance. Cela peut sembler déroutant et contre-intuitif, mais il est assez facile de comprendre pourquoi c'est (et doit être) vrai, à la fois intuitivement et mathématiquement.
Intuitivement...
Supposons que vous ayez rendu la résistance de votre élément chauffant aussi grande que possible - infiniment grande, en fait. Alors la loi d'Ohm&(tension=courant × résistance ou V=IR) nous dit que le courant traversant votre élément devrait être infiniment petit (si I=V / R, je s'approche de zéro lorsque R approche de l'infini). Vous auriez une énorme résistance, pas de courant et donc pas de chaleur produite. Bon, alors que se passerait-il si nous allions à l'extrême opposé et rendions la résistance infiniment petite. Ensuite, nous aurions un problème différent. Bien que le courant I puisse être énorme, R serait pratiquement nul, de sorte que le courant traverserait l'élément comme un train express sans même s'arrêter, ne produisant aucune chaleur.
Ce dont nous avons besoin dans un élément chauffant, c'est donc un équilibre entre les deux extrêmes: une résistance suffisante pour produire de la chaleur, mais pas pour réduire trop le courant. Nichrome est un excellent choix. La résistance d'un fil nichrome est (environ) 100 fois supérieure à celle d'un fil de même taille en cuivre (un excellent conducteur), mais seulement un quart de celle d'une tige en graphite de taille similaire (un assez bon conducteur) peut-être seulement un million de milliards de dollars de celui d'un très bon isolant tel que le verre. Les chiffres parlent d'eux-mêmes: le nichrome est un conducteur moyen avec une résistance modérée seulement, et pas à distance un isolant!
Mathématiquement...
Nous pouvons arriver exactement à la même conclusion avec les mathématiques. La puissance produite ou consommée par un flux d'électricité est égale à la tension multipliée par le courant (watts=volts × ampères ou P=VI). Nous savons également de la loi d'Ohm&que V=IR. Éliminez V de ces équations et nous trouvons que la puissance dissipée dans notre élément est I2R. En d'autres termes, la chaleur est proportionnelle à la résistance, mais aussi proportionnelle au carré du courant. Le courant a donc beaucoup plus d'effet sur la chaleur produite que sur la résistance. Doublez la résistance et vous doublez la puissance (super!), Mais doublez le courant et vous quadruplez la puissance (fantastique!). Le courant est donc ce qui compte vraiment.
Il est facile de calculer que la résistance du filament dans une lampe à incandescence typique est de quelques centaines d'ohms. Je vais vous laisser le calcul!
