आपको लगता है कि एक हीटिंग तत्व को वास्तव में उच्च प्रतिरोध की आवश्यकता होगी - आखिरकार, यह जीजी का प्रतिरोध है जो सामग्री को गर्मी उत्पन्न करने की अनुमति देता है। लेकिन वास्तव में ऐसा नहीं है। गर्मी उत्पन्न करता है जो तत्व के माध्यम से प्रवाहित होता है, न कि प्रतिरोध की मात्रा जिसे वह महसूस करता है। हीटिंग तत्व के माध्यम से बहने वाली अधिकतम वर्तमान प्राप्त करना एक बड़े प्रतिरोध के माध्यम से उस वर्तमान को मजबूर करने की तुलना में बहुत अधिक महत्वपूर्ण है। यह भ्रामक और प्रति-सहज ज्ञान युक्त लग सकता है, लेकिन यह&के लिए काफी आसान है, यह देखना कि यह (और होना चाहिए) सच है, दोनों सहज और गणितीय रूप से।
सहज रूप से ...
मान लीजिए कि आपने अपने हीटिंग एलिमेंट का प्रतिरोध उतना ही बड़ा कर दिया, जितना संभवत: आप वास्तव में बड़ा कर सकते हैं। तब ओम जीजी का कानून (वोल्टेज=वर्तमान × प्रतिरोध या वी=आईआर) हमें बताता है कि आपके तत्व के माध्यम से बहने वाली वर्तमान को असीम रूप से छोटा होना होगा (यदि मैं=वी / आर, तो मैं शून्य तक पहुंचता हूं क्योंकि आर दृष्टिकोण अनंत है)। आपको&का गहरा विरोध है, कोई वर्तमान नहीं है, और इसलिए कोई गर्मी उत्पन्न नहीं हुई है। ठीक है, तो क्या होगा अगर हम विपरीत चरम पर गए और प्रतिरोध को असीम रूप से छोटा कर दिया। फिर हमें&की समस्या अलग है। हालांकि वर्तमान मैं विशाल हो सकता है, आर वस्तुतः शून्य होगा, इसलिए वर्तमान तत्व बिना किसी रोक-टोक के एक एक्सप्रेस ट्रेन की तरह तत्व के माध्यम से ज़िप करेगा, बिल्कुल भी गर्मी पैदा नहीं करेगा।
इसलिए हमें हीटिंग तत्व की आवश्यकता होती है, इसलिए दो चरम सीमाओं के बीच एक संतुलन है: गर्मी का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त प्रतिरोध, लेकिन ऐसा नहीं है कि यह वर्तमान को बहुत कम कर देता है। निक्रोम एक बेहतरीन विकल्प है। एक नाइक्रोम तार का प्रतिरोध तांबे (एक उत्कृष्ट कंडक्टर) से बने एक ही आकार के तार की तुलना में 100 गुना अधिक होता है, लेकिन केवल एक चौथाई जितना एक समान आकार का ग्रेफाइट रॉड (एक काफी अच्छा कंडक्टर) होता है। शायद केवल एक लाख ट्रिलियन है कि कांच के रूप में वास्तव में अच्छा इन्सुलेटर है। संख्या खुद के लिए बोलती है: केवल एक मध्यम प्रतिरोध के साथ nichrome एक औसत कंडक्टर है, और एक इन्सुलेटर को दूरस्थ रूप से नहीं!
गणितीय रूप से ...
हम गणित के साथ उसी निष्कर्ष पर पहुंच सकते हैं। बिजली के प्रवाह से उत्पन्न या खपत की जाने वाली शक्ति वर्तमान (वाट=वोल्ट × एम्प या पी 10) के वोल्टेज के समय के बराबर है। हम ओम जीजी के कानून से भी जानते हैं कि वी=आईआर। इन समीकरणों से V को हटा दें और हम पाते हैं कि हमारे तत्व में विच्छेदित शक्ति I2R है। दूसरे शब्दों में, गर्मी प्रतिरोध के लिए आनुपातिक है, लेकिन वर्तमान के वर्ग के लिए भी आनुपातिक है। तो प्रतिरोध की तुलना में उत्पादित गर्मी पर वर्तमान का बहुत अधिक प्रभाव पड़ता है। प्रतिरोध को दोगुना करें और आप शक्ति (महान!) को दोगुना करते हैं, लेकिन वर्तमान को दोगुना करते हैं और आप शक्ति (शानदार!) को चौगुना करते हैं। तो वर्तमान वही है जो वास्तव में मायने रखता है।
यह गणना करने में आसान है कि एक ठेठ गरमागरम दीपक में फिलामेंट का प्रतिरोध कुछ सौ ओम है। मुझे&# 39 परिकलित करना होगा!
