Un élément chauffant convertit l'énergie électrique en chaleur par le biais d'un processus résistif (également connu sous le nom de chauffage Joule). Le courant électrique traversant l'élément rencontre une résistance qui produit de la chaleur. Les résistances fonctionnent en convertissant l'énergie électrique en énergie thermique ; en d'autres termes, elles chauffent lorsque l'électricité les traverse. Mais ce ne sont pas seulement les résistances qui font cela.
Même un mince morceau de fil chauffera si vous y forcez suffisamment d'électricité. C'est l'idée de base derrière les lampes à incandescence (lampes à l'ancienne en forme d'ampoule). À l'intérieur de l'ampoule en verre, il y a une très fine bobine de fil appelée filament. Lorsque suffisamment d'électricité circule à travers elle, elle brille d'un blanc chaud, très lumineux, ce qui fait vraiment de la lumière en produisant de la chaleur.
Environ 95 pour cent de l'énergie utilisée par une lampe comme celle-ci est transformée en chaleur et complètement gaspillée (l'utilisation d'une lampe fluorescente à économie d'énergie est beaucoup plus efficace, car la majeure partie de l'électricité consommée par la lampe est convertie en lumière avec pratiquement aucune perte de chaleur). 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. Seuls les chauffe-eau électriques utilisent des éléments chauffants pour réchauffer l'eau à l'intérieur du réservoir et fournir de l'eau chaude à la maison. Les modèles à gaz ont un brûleur à la base du réchauffeur qui réchauffe l'eau à l'intérieur du réservoir. Les éléments chauffants durent généralement plusieurs années et les réservoirs d'eau chaude durent plus longtemps que les éléments.
Vous n'avez pas besoin de remplacer périodiquement les éléments chauffants, uniquement en cas de symptômes. Coupez l'alimentation et videz le réservoir avant de retirer les anciens éléments et de les remplacer. L'eau à l'intérieur du réservoir peut dépasser 120 degrés Fahrenheit, même avec un élément défectueux, donc laissez le réservoir refroidir d'abord. Achetez une clé spéciale conçue pour serrer et desserrer les éléments du chauffe-eau.
Retirez l'élément brûlé de son port, ce qui peut nécessiter un certain mouvement de torsion et de torsion si l'élément a percé l'endroit où il a brûlé. Installez le nouvel élément, remplissez le chauffe-eau et rebranchez-le ou allumez le disjoncteur approprié. Le chauffe-eau devrait à nouveau fonctionner correctement. Le courant électrique circule du secteur à travers l'élément.
Ensuite, l'élément chauffant convertit l'énergie électrique en chaleur. Ce processus s'appelle le chauffage par joule. 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. Une cartouche chauffante est un dispositif de chauffage tubulaire cylindrique qui assure un chauffage concis et précis pour diverses formes de matériaux, de machines et d'équipements. 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.
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. L'énergie électrique utilisée pour entraîner des équipements motorisés génère un échauffement inutile sous forme de perte de cuivre qui, au final, ne produit aucun travail utile. Mais, en fait, comme je l'ai expliqué plus haut, il existe des dizaines de facteurs interdépendants à prendre en compte dans la conception d'un élément chauffant qui fonctionne efficacement dans un appareil particulier. Les éléments chauffants peuvent non seulement conduire la chaleur, mais également transférer de l'énergie par la lumière et le rayonnement.
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. 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. Si vous êtes à la recherche d'un nouveau four électrique, il est logique de comprendre le fonctionnement d'un élément chauffant sur les fours. La plupart des appareils de cuisson électriques sont des machines très simples qui utilisent des éléments chauffants pour transformer l'énergie électrique en énergie thermique.
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. La taille et la forme d'un élément chauffant dépendent en grande partie des dimensions de l'appareil dans lequel il doit s'adapter et de la surface sur laquelle il doit produire de la chaleur. 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). .
