Elektrische Widerstände zur Erwärmung des Wassers

Die Verwendung von elektrischen Heizgeräten ist wichtig, wenn Sie die Wärme entwickeln möchten, die für die interessierenden Anwendungen erforderlich ist, wie z. B. die Warmwasserbereitungssysteme in Haushaltssystemen. Das korrekte Design der Systeme beinhaltet auch die Untersuchung der am besten geeigneten Konfiguration für die Anordnung der verwendeten Widerstände.
 

Wenn wir über elektrischen Widerstand sprechen, beziehen wir uns zunächst auf eine physikalische Größe eines Körpers, die die Tendenz betrifft, sich dem Durchgang eines elektrischen Stroms zu widersetzen, wenn eine Potentialdifferenz angelegt wird. Die für Heizsysteme interessante Komponente hat ihren Namen von dieser physikalischen Eigenschaft.
Insbesondere der wichtigste Effekt, der zur Wärmeentwicklung beiträgt, wird als Joule-Effekt bezeichnet und kann mit der folgenden Formel schnell zusammengefasst werden:


wobei P die in Form von Wärme in Watt [W] abgegebene Leistung darstellt, R der in Ohm [Ω] ausgedrückte Komponentenwiderstand und I die in Ampere [A] ausgedrückte Stromstärke ist.
Aus dieser Beziehung kann leicht abgeleitet werden, dass es eine lineare Beziehung zum Widerstand R gibt: Je größer R ist, desto größer ist die von der Komponente entwickelte Wärme. Zusätzlich besteht eine quadratische Beziehung zur Stromstärke I.
Das Studium von Schaltkreisen und die Anordnung von Widerständen kann kompliziert sein und erfordert spezielle Einblicke auf dem Gebiet der Elektrotechnik. Es ist wichtig zu beachten, dass die Widerstände nach verschiedenen Methoden angeordnet werden können:
- In Reihe: Der letzte Knoten eines Widerstands entspricht dem Anfangsknoten des nächsten;
- Parallel dazu: Start- und Endknoten sind für jeden Widerstand gleich;
- Gemischt: stellt einen Mittelweg zwischen den beiden Bestimmungen dar.
Darüber hinaus können andere Komponenten wie Induktivitäten und Kondensatoren in der elektrischen Schaltung gefunden werden, die das Studium und die Implementierung der Schaltungen weiter erschweren.
 

Manchmal arbeiten die elektrischen Widerstände in Kontakt mit hartem oder besonders aggressivem Wasser. In diesen Fällen ist es nützlich, Geräte zu haben, die für den galvanischen Schutz erforderlich sind: die Opferanoden. Diese Komponenten sind notwendig, um das elektrische Potential zu bewegen, und müssen Metalle mit einer geringeren Elektronegativität als die des Widerstands sein. Auf diese Weise wirken sie als Anode, während der Widerstand als Kathode wirkt. Wenn Sie beispielsweise die Verwendung von Eisen in Betracht ziehen, sind einige häufig verwendete Anoden Magnesium, Aluminium und Zink.
Diese Maßnahme ist von grundlegender Bedeutung, um sowohl die Sicherheit des Systems als auch aller in der Nähe befindlichen Personen zu gewährleisten und seine Haltbarkeit zu erhöhen, Reduzierung der Wartung und der mit dem Verschleiß verbundenen Kosten im Laufe der Zeit im Vergleich zu einer besseren Erstkonstruktion und geringfügig höheren Grundkosten.

Die elektrischen Widerstände für die Heizung sind, wie zuvor ausführlich erläutert, ein grundlegender Bestandteil der Kreisläufe, die zum Erwärmen des Wassers in zivilen und häuslichen Systemen verwendet werden. Da es sich um Komponenten elektrischer Schaltkreise handelt, ist der Stromfluss in ihrem Inneren ein grundlegender Aspekt. Dazu ist es notwendig, Materialien mit hoher Leitfähigkeit zu verwenden, die diese Schaltungskomponenten optimal nutzen können, und zwar mit voller Effizienz: Unter diesen ist Kupfer das wichtigste.

Kupfer ist ein sensationelles Material für die Herstellung von elektrischen Widerständen für Heizungen, da es einzigartige Eigenschaften besitzt, die sich perfekt für die Anwendung eignen:

- Hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit: Kupfer steht in dieser Hinsicht nach Silber an zweiter Stelle;
- Einfache Verarbeitung: Es handelt sich um ein duktiles und formbares Metall, das sich für eine Verarbeitung eignet, die die Erzeugung elektrischer Widerstände ermöglicht;
- Korrosionsbeständigkeit: Dies ist ein grundlegendes Merkmal für den Einsatz in aggressiven und feuchten Umgebungen, die im Laufe der Zeit zur Verschlechterung vieler Materialien führen können.

Darüber hinaus wird Kupfer in vielen Legierungen wie Bronzen und Messingen bzw. mit Zinn und Zink verwendet, in denen seine Eigenschaften mit denen anderer Elemente kombiniert werden, um aus mechanischer, thermischer, chemischer und physikalischer Sicht wichtige Leistungen zu erzielen.

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