En règle générale, les éléments chauffants sont constitués d'une bobine, d'un ruban ou d'une bande de fil qui fournit de la chaleur (comme un filament de lampe). Les éléments chauffants contiennent un courant électrique qui circule à travers la bobine, le ruban ou le fil et devient très chaud. L'élément convertit l'énergie électrique qui le traverse en chaleur, qui apparaît vers l'extérieur dans toutes les directions. Un élément chauffant typique est généralement un serpentin, un ruban (droit ou ondulé) ou une bande de fil qui dégage de la chaleur un peu comme un filament de lampe.
Lorsqu'un courant électrique le traverse, il brille en rouge et convertit l'énergie électrique qui le traverse en chaleur, qu'il rayonne dans toutes les directions. Un élément chauffant convertit l'énergie électrique en chaleur par le biais du processus de chauffage Joule. Le courant électrique traversant l'élément rencontre une résistance, ce qui entraîne un échauffement de l'élément. Contrairement à l'effet Peltier, ce processus est indépendant de la direction du courant.
Un élément chauffant est un matériau ou un dispositif qui convertit directement l'énergie électrique en chaleur ou en énergie thermique selon un principe connu sous le nom de chauffage Joule. Le chauffage par joule est le phénomène par lequel un conducteur génère de la chaleur en raison du flux de courant électrique. Lorsque le courant électrique circule à travers le matériau, des électrons ou d'autres porteurs de charge entrent en collision avec les ions ou les atomes du conducteur, créant ainsi un frottement à l'échelle atomique. Ce frottement se manifeste alors sous forme de chaleur.
La première loi de Joule (loi de Joule-Lenz) est utilisée pour décrire la quantité de chaleur produite par le flux d'électricité dans un conducteur. Les éléments chauffants électriques doivent être câblés au réseau électrique par un électricien qualifié. Une fois que cela est terminé et que l'élément est solidement fixé à l'intérieur du radiateur, l'élément effectue tout le travail. Les fours électriques utilisent une résistance appelée élément chauffant pour créer de la chaleur dans la cavité du four.
L'élément chauffant applique une résistance à la circulation du courant électrique et génère de l'énergie thermique. Les éléments chauffants du four peuvent tomber en panne de plusieurs manières, parfois ils vont tranquillement et arrêtent simplement de chauffer, d'autres fois ils peuvent littéralement brûler avec un arc lumineux et de la fumée, de toute façon le résultat final est que le circuit est ouvert ou « cassé » et le courant électrique ne peut plus circuler et faire son travail. Un four ne chauffe pas de deux manières principales : l'élément chauffant lui-même peut tomber en panne de l'une des manières que je viens de décrire, ou la commande peut ne pas envoyer la quantité appropriée de courant électrique pour que l'élément chauffant fonctionne correctement. Un serpentin est un élément chauffant fixé à l'unité de chauffage elle-même.
Le chauffage génère un courant électrique circulant dans la bobine, qui transfère l'énergie électrique en énergie thermique. Il peut être directement immergé dans le milieu pour le chauffer ou émettre de la chaleur à travers un espace ouvert. Tout comme les TRV offrent plus de fonctionnalités que les vannes manuelles, les éléments chauffants thermostatiques offrent des commandes de chauffage plus avancées que les simples éléments. Puisque vous pouvez personnaliser la minuterie pour ne chauffer votre maison que lorsque vous en avez besoin, vous pouvez également réduire vos coûts de chauffage et votre consommation d'énergie.
Nous aurions besoin d'un matériau assez robuste (un matériau qui n'a pas fondu et qui a duré longtemps grâce à des chauffages et des refroidissements répétés) et nous en aurions besoin pour dégager beaucoup de chaleur à une température raisonnable (peut-être quand il brillait en rouge au lieu de blanc chaud, pour ne pas nous aveugler). Les lampes chauffantes telles que les lampes à incandescence puissantes sont également dotées d'éléments chauffants radiatifs conçus pour émettre principalement de la lumière infrarouge au lieu de la lumière visible. On pourrait penser qu'un élément chauffant aurait besoin d'une résistance très élevée après tout, c'est la résistance qui permet au matériau de générer de la chaleur. Chauffage par conduits dans les systèmes de CVC et de construction de bâtiments Les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) sont utilisés pour le chauffage et le refroidissement.
Ils sont utilisés dans les appareils de chauffage courants tels que les grille-pain et les sèche-cheveux, les fours pour le chauffage industriel, le chauffage par le sol, le chauffage du toit, le chauffage des voies pour faire fondre la neige, les séchoirs, etc. Dans les cas où il est nécessaire de disposer de 2 zones de chauffage ou plus avec une puissance de sortie différente sur une surface relativement petite, un dispositif de chauffage à film épais peut être conçu pour obtenir un motif de chauffage zonal sur un seul substrat. En conséquence, les éléments chauffants fournissent un composant électrique robuste qui produit de la chaleur lorsqu'un courant électrique important le traverse. Les résistances fonctionnent en convertissant l'énergie électrique en énergie thermique ; en d'autres termes, elles chauffent lorsque l'électricité les traverse.
Les éléments chauffants en graphite sont généralement utilisés dans les fours à vide où l'oxygène et les autres gaz sont évacués de la chambre de chauffage. Les éléments chauffants peuvent non seulement conduire la chaleur, mais également transférer de l'énergie par la lumière et le rayonnement. Il n'est pas nécessaire qu'ils fournissent de la chaleur à travers un revêtement de protection, ils ont donc des temps de chauffage rapides. Les cuisinières électriques sont dotées d'éléments chauffants spiralés de la bonne taille pour chauffer les casseroles et les poêles de cuisson (les éléments des cuisinières sont souvent recouverts de plaques de métal, de verre ou de céramique pour faciliter leur nettoyage).
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