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Una resistenza per riscaldare

Domanda:

Devo costruire una resistenza per produrre una certa temperatura. Esistono delle tabelle che orientano i calcoli in funzione della temperatura da raggiungere? Altrimenti come dovrei fare? In genere come si opera per costruire,ad esempio,una stufa elettrica o una piastra elettrica da cucina o un forno?Grazie

Risponde admin

Se si deve dimensionare una resistenza che deve sviluppare una potenza (P) ad una data tensione (U) non ci sono problemi. Scelto il materiale della resistenza, es: Ni-Cr, quindi nota la sua resistività (r), stabilita la lunghezza del filo (l) si calcola la sua sezione con S=P*l*r/U^2. La resistenza così costruita svilupperà la potenza P alla tensione U , ma la temperatura a cui porterà l'ambiente in cui si trova ed il tempo impiegato, dipendono dall'ambiente, dal materiale di cui è costituito, dal modo in cui il calore prodotto è disperso. Chi progetta un forno conosce questi dati e può stabilire la potenza della resistenza riscaldante necessaria; quindi, in base ai forni realizzati, è in grado di tracciare tabelle e grafici che legano la temperatura raggiunta, il tempo e la potenza. Per i calcoli di approccio generalmente si fanno ipotesi semplificative. Supponiamo di dover riscaldare un litro d'acqua in un pentola con una piastra elettrica e si voglia raggiungere l'ebollizione in 5 minuti. Che potenza dovrà svilupare la piastra? Si fa dapprima l'ipotesi che il sistema sia adiabatico, cioè che tutto il calore prodotto innalzi la temperatura dell'acqua nella pentola senza dispersioni. Se l'acqua ha una temperatura iniziale di 10 gradi centigradi, essendo 1 kCal/kg il suo calore specifico, cioè la quantità di calore necessaria ad innalzare di un grado la sua temperatura, per arrivare a 100 gradi occorrono 90 kCal cioè 4186*90=376740 joule. Poiché il tempo richiesto è di 5 minuti la potenza necessaria è P=376740/(5*60)=1256 W. Questa è la potenza che la resistenza deve sviluppare. Se si tiene conto che il sistema non sarà adiabatico, e se si ipotizza che almeno il 10% del calore andrà disperso, la potenza dovrà essere aumentata secondo questa percentuale, quindi dovrò costruirne una di potenza 1381 W.
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