발열체의 크기는 주로 몇 가지 요인에 의해 결정됩니다. 여기에는 재료의 저항률, 재료의 단면적, 원하는 열 출력 등이 포함됩니다. 단면적이 클수록 저항이 낮아져 더 많은 전류가 흐르고 더 많은 열을 발생시킵니다. 저전력 애플리케이션의 경우 발열체는 얇은 리본이며, 고출력 애플리케이션의 경우 발열체의 두께가 증가합니다.
고려해야 할 4가지 주요 요소
1. 재료 저항률
발열체 소재의 저항률은 크기를 결정하는 데 중요한 요소입니다. 저항률이 높은 재료는 원하는 저항을 달성하는 데 더 적은 재료가 필요하므로 필요한 열을 발생시킵니다. 예를 들어, 니크롬(NiCr)은 높은 저항률과 산화에 대한 저항성으로 인해 일반적으로 사용됩니다.
2. 단면적
발열체의 단면적은 전기 저항에 직접적인 영향을 미칩니다. 단면적이 클수록 저항이 낮아져 높은 열 출력이 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 반대로 단면적이 작을수록 열이 적게 필요한 저전력 애플리케이션에 적합합니다. 이 관계는 저항이 도체의 단면적에 반비례한다는 옴의 법칙에 의해 지배됩니다.
3. 원하는 열 출력
특정 애플리케이션에 필요한 열 출력은 발열체의 크기와 구성에 따라 결정됩니다. 예를 들어 진공 용광로에서 발열체는 일반적으로 넓은 스트립 또는 리본 모양으로 물리적 표면적과 복사 표면적을 모두 최대화하여 효율적인 열 분배를 보장합니다. 발열체의 설계는 충분한 열 발생의 필요성과 공간 및 에너지 효율의 제약 사이에서 균형을 맞춰야 합니다.
4. 최대 와트 밀도
최대 와트 밀도 또는 전력 밀도는 또 다른 중요한 요소입니다. 이는 발열체 전력을 열을 방출하는 표면적으로 나눈 값으로 계산됩니다. 와트 밀도가 높을수록 온도가 높아지지만 발열체의 성능이 급격히 저하될 수도 있습니다. 따라서 적절한 와트 밀도를 선택하는 것은 열 출력과 발열체 수명의 균형을 맞추는 데 매우 중요합니다.
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