Effet joule

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FeS2
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Effet joule

Messagepar FeS2 » 28 Juil 2013, 02:17

Bonjour,
J'essaye de faire atteindre a un petit compartiment ( Je pensais a un pot de porcelaine ) une temperature de 200 C. Pour y arriver j'aimerais utiliser des fils de tungsten. J'avais penser en enrouler les fils autour du pot et faire passer un courant électrique dans la bobine. Je comptait doser la temperature soit avec un rheostat ou juste avec le nombre de batterie employer.
Mes connaissance est éléctricité étant très restreinte j'ai besoin de vos conseil.
- Afin de réduire au maximum le nombre de volt nécessaire , faut-il que le file soit le plus petit possible ?
-Les fils peuvent-il se entrecoupé étant donné qu'il ne sont pas gainé ?
-J'ai beau chercher , je ne trouve pas l'équation qui décrit la chaleur dégagé en fonction de la resistance et du courant.

Un autre matériaux serait-il plus économe et éfficace que le tungstene ?

Merci !

Moulin
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Re: Effet joule

Messagepar Moulin » 28 Juil 2013, 09:59

Cher Ami

La formule que tu cherches est

W = R X i X i

W puissance (exprimee en watts) , r la resistance de ton fil en ohm, et I, l'intensite qui parcourt ce fil en ampere.

ce qui donne nombre de calories degagees par secondes : Q = R X i x i x t / 4,18
t est le temps exprime en secondes

Comme U = R X i loi d'ohm
tu peux ecrire aussi a la place de W = R x i X i
W = U X i

oui, plus ton fil est fin plus il est resistif, c'est a dire plus a longueur egale il va presenter une resistance qui augmente ; la resistance d'un fil est proportionnelle a la longueur et inversement proportionelle a la surface de leur section. R = ro X l / s ro est un coefficient qui depend du metal, l la longueur et s la section.

non tu ne peux pas croiser les fils non isoles, cela va faire court circuit, le courant ne va passer que dans ces petites portions de ton bobinage -> R va devenir petit et a voltage constant I va devenir grand (U = R X i). Tu risques de surcharger et de deteriorer ton generateur de tension. par exemple chargeur de batterie qui d'habitude fournit 12 volts et 7 amperes c'est a dire w = u x i = 12 x 7 = 84 watts

Pour faire ce que tu cherches on ne prend pas des fils de tungstene qui au contact de l'air vont s'oxyder, mais des fils fait en alliage idoine, resistifs et inoxydables, le nichrome par exemple, recuperation de fils chauffants de fer a repasser, ou de bouilloire ou de grille pain ou de seche cheveux, resistances chauffantes pour aquarium mais ces fils ont la longueur et la section permettant d'etre utilises pour le 220 volts, si tu alimente ces fils en 12 volts, il vont chauffer beaucoup moins mais tu va gagner en securite, je te deconseille de travailler en 220 volts car c'est tout a fait dangereux, si le courant passe par ton coeur, tu as un risque de fibrillation ventriculaire qui entraine la mort faute de soins appropries au moment ou tu entres en fibrillation.

D'habitude on bobine ces fils sur des feuilles de mica qui presentent des encoches et non sur de la porcelaine qui va se fendre sous l'effet de la chaleur.

Amities

J-P Moulin
Dernière édition par Moulin le 31 Juil 2013, 09:13, édité 1 fois.

FeS2
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Re: Effet joule

Messagepar FeS2 » 31 Juil 2013, 00:03

Parfait ! Merci bien tout ces conseils sont vraiment apprécié !
J'ai chercher pour du mica, le format petit pot me parais assez difficile a trouver :/ je vais probablement opter pour le petit verre en inox. Puisqu'il conduit bien la chaleur je vais perdre moins d'énergie ! L'idée du nichrome est parfaite , pourquoi je n'y avais pas penser plustôt ? :( Cependant , puisque ce sont des fils a grille-pain ou à séché cheveux , une simple alimentation 12-18 volt sera-t-elle suffisante ?

Merci !

Moulin
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Re: Effet joule

Messagepar Moulin » 31 Juil 2013, 09:01

Cher Ami

Si tu bobines ton fil sur un pot en inox, l'inox conduisant le courant tu vas mettre en court circuit, il faut bobiner le fil resistif sur un support non conducteur de l'electricite, c'est une necessite.

Non avec ton alimentation 12 a 18 volts, ca va chauffer beaucoup moins.

Le calcul donne :
pour faciliter les calculs on va imaginer que la tension passe de 240 a 12 volts c'est a dire 20 fois moins.

u = r i comme r reste le meme si on passe de 240 volts a 12 volts, c'est a dire 20 fois moins, l'intensite va etre divisee aussi de 20.

le nombre de calories disspees par effet joule dans une resistance etant

q = r i^2 t /4,18

i^2 va donc etre divise par 20 fois 20 = 400

Cela va chauffer 400 fois moins

Pour avoir la meme dissipation thermique sous 12 volts que sous 240 volts, il faut utiliser des fils ayant une resistance bien moindre (divisee par 20 pour avoir une intensite 20 fois plus grande),
-> soit en en achetant (Konrad, Selectronic ou Gotronic doivent avoir de tels fils, il suffit d'aller sur leur site et de taper nicrome ou fil resistif),

-> soit en utilisant un fil prevu pour un emploi sous 240 volts, tu debobines le fil, tu le coupes en parties de longueur bien egale et en les mettant les bouts en parallele, mais il faut que les bouts aient des resistances proches sinon le courant va passer preferentiellement dans un fil qui va etre surcharge, il faut que tu posses un ohmetre qui mesure les petites valeurs de resistances (de l'ordre de l'ohm ou de la fraction d'ohm) pour que toutes tes resistances aient des valeurs aussi proches que possible.

Les resistances en serie s'additionnent alors les resistances en parallele identiques voient leur resistance se diviser.

Si, par exemple, tu coupes le fil (prevu pour usage en 240 volts) de resistance r en 5 et que tu les mets en parallele, tu va realiser 5 resistances de valeurs r/5, si tu mets en parallele ces 4 de ces resistances r/5 tu vas realiser une resistance de r/ 5 divise par 4 = r/5 X 4 = r/20

C'est ce que tu cherches, tu cherches en effet a diviser la resistance par 20.

Amities

J-P Moulin


PS : J'utilise la loi d'ohm, u = r X i, il faut savoir que quand on chauffe un fil, cette loi n'est plus valable ; je crois me souvenir qu'en general la resistance d'un fil metallique en general croit avec la temperature, mais je n'ai pas voulu te compliquer, je pense que dans un premier temps, cela est suffisant, mais il est possible que cela chauffe moins en pratique pour la raison que le fil tres chaud voit sa resistance a 20 degres augmenter.
Dernière édition par Moulin le 31 Juil 2013, 20:52, édité 1 fois.

chatelot16
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Re: Effet joule

Messagepar chatelot16 » 31 Juil 2013, 20:06

il y a besoin de fils special en nickel chrome pour chauffer au rouge longtemps , comme un grille pain

pour 200°C il n'y a même pas besoin de fils specilal : du fil de fer ordinaire suffit largement

un peu mieux que du fils de fer , du fil en inox , qui supporte une temperature plus forte sans s'oxyder

le fil de cuivre marche aussi , mais comme sa resistance est faible il faut en mettre plus long que du du fer , et ce n'est pas pratique


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