電加熱:優點和應用
什麼是電加熱?
電能透過阻礙電流自由流動而轉化為熱量的過程稱為電加熱。
當電流透過任何電阻為R歐姆的電路時,電路中消耗的功率等於$\mathit{I^{\mathrm{2}}R}$瓦特。如果電流持續t 秒,則電路中消耗的電能等於$\mathit{I^{\mathrm{2}}Rt}$焦耳。此能量轉化為熱量,並計算為$\mathit{I^{\mathrm{2}}Rt}/4.2$卡路里,其中4.2是一個常數,稱為熱功當量。
由於目前電能成本低廉且易於獲取,因此利用電產生的熱量始終是一種經濟的選擇。
電加熱的優點
與其他加熱方法(如燃油、燃煤或燃氣加熱)相比,電加熱的主要優點如下:
無汙染
電加熱提供清潔的環境。因為沒有煤塵或煙霧,操作人員的手在操作電加熱裝置時不會變黑。此外,沒有煙道氣體不會導致大氣汙染,並且沒有透過煙霧或煙道氣體造成的熱量損失。在電加熱中,不會產生令人不快的噪音,並且輻射損失非常低。
均勻加熱
在電感應加熱的情況下,熱量可以在工件內部產生,從而導致工件均勻加熱。
- 易於控制
電加熱可以即時啟動或在需要的時間停止,並在關閉和加熱電路冷卻之間保持時間間隔。透過電加熱,自動切換控制也是可能的。
溫度可控
在電加熱的情況下,溫度可以非常精確地控制,例如在±5°C以內,這在非電加熱過程中是不可能的。自動保護
電加熱非常安全並且反應迅速。這是因為,電加熱透過使用快速控制裝置提供過電流和過熱保護。
更經濟
電爐不需要很大的安裝空間,不需要儲存煤炭和木材,不需要建造煙囪,也不需要額外的隔熱材料。所有這些因素使得電加熱與非電加熱相比更經濟。
此外,電加熱裝置更便宜,並且不需要太多熟練人員進行操作和維護。
最高的利用效率
電加熱產生的熱量不會透過煙囪和其他副產品浪費,而大部分產生的熱量(高達75%到100%)都被被電加熱的材料所利用。
加熱不良的熱導體和電導體
電加熱可用於加熱不良的熱導體和電導體,例如木材、塑膠和烘焙食品等。
電加熱的應用
電加熱廣泛應用於家庭、商業和工業應用中的各種加熱過程中,其中一些列出如下:
家用和商業應用
電加熱器,例如房間加熱器、用於熱水加熱的浸沒式加熱器、用於烹飪的熱板等。
電熨斗
電熱水壺和咖啡壺
爆米花機
用於烘乾溼頭髮或實驗室裝置的熱風乾燥機
電烤箱/電烤爐/電烤麵包機
工業應用
用於金屬提取或提純的熔化。
用於各種工藝的熱處理,例如硬化、正火、退火、回火、焊接、釺焊、連線、滲碳等。
銅導體的搪瓷。
塗漆表面的熱處理。
膠合板的製作。
餅乾、麵包等的製作。
陶器或絕緣體或衛生潔具的烘焙。
用於製造玻璃器具等的玻璃成型。