카트리지 히터 용량 계산

히터의 용량을 계산하기 위해서는 필요한 열량을 먼저 구하여야 한다.

히터의 용량은 필요한 칼로리로 결정되기 때문이다.

열량의 단위는

1cal=4.186J(joule)

1 kWh=860 kcal

필요한 열량은 주울의 법칙으로 구할 수 있다.

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주울의 법칙

히터에 전압을 가하여 전류를 흘리면 열이 발생하는 데 이것을 전류의 발열 작용이라 하며

이러한 현상은 전열기 내에 있는 전열선이라고 부르는 니크롬선에서 발생하며 비교적 큰 저항을

가지고 있는 도선에 전류가 흐를 때 열이 발생하기 때문이다.

저항에 전류가 흐를 때 발생하는 열량은 다음과 같다.

I(A)의 전류가 저항이 R(Ω)인 도체를 t(S) 시간 동안 흐를 때 그 도체에 발생하는 열에너지 H(cal)

H=0.24 I^2 Rt 이다.

이것을 주울의 법칙이라고 한다.

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옴의 법칙

옴은 도체의 두 지점 사이에 나타나는 전위차에 의해 흐르는 전류가 일정한 법칙에 따르는 것을 말한다.

두 지점 사이의 도체에 일정한 전위차가 존재할때 도체의 저하의 크기와 전류의 크기는 반 비례 한다.

옴의 법칙은 미시적으로는 다음과 같다.

J=σE

J는 전류 밀도이며, σ는 전기 전도율 이고 E는 전기장이다. 이식은 오직 전도체의 기준에서만 유효하다.

옴의 형태의 거시적인 형태는 다음과 같다.

I=V/R

여기서 I는 전류 밀도를 적분한 전류이고, R은 비 저항을 적분 하여 얻은 저항이며 V는 전기장을

적분 하여 얻은 전압이다

 

간단하게 전기 기기의 전기 용량을 옴의 법칙으로 계산 식의 예를 들면

전압이 220V이고 저항이 5Ω이며 전류가 흐르는 시간이 5초라면 전기 용량은

I(전류)=220V/5Ω=44(Ampare)

H=0.24*44A*44A*5Ω*0.5(sec)=1,161.6cal

kWh(watt)=1.161.6cal/860=1.35kWh 이다.

히터를 선정하기 위하여 열량을 구하고 옴의 법칙과 주울의 법칙을 구한다면 히터의 용량을

구하는 방식은 어렵지 않으나 오류가 발생할 수 있으니 열량을 구하는 것부터 히터 제조업체에

문의 하는 방법이 히터를 안전하게 제조하여 사용할 수 있다.