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電加熱器基礎(chǔ)綜合知識
加熱元件是通過稱為焦耳加熱的原理將電能直接轉(zhuǎn)換為熱或熱能的材料或裝置。焦耳熱是導(dǎo)體因電流流動而產(chǎn)生熱量的現(xiàn)象。當(dāng)電流流過材料時，電子或其他電荷載流子與導(dǎo)體的離子或原子發(fā)生碰撞，從而在原子尺度上產(chǎn)生摩擦。這種摩擦然后表現(xiàn)為熱量。焦耳第 一定律（Joule-Lenz law）用于描述導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的熱量。這表示為，
P = IV 或 P = I2R
根據(jù)這些方程，產(chǎn)生的熱量取決于電流、電壓或?qū)w材料的電阻。在整個加熱元件的設(shè)計(jì)中，電阻是比較重要的因素。
焦耳熱在所有不同強(qiáng)度的導(dǎo)電材料中表現(xiàn)都很明顯，除了一種稱為超導(dǎo)體的特殊材料。通常，對于導(dǎo)電材料，由于電荷載流子很容易流過，因此產(chǎn)生的熱量較少；而對于電阻高的材料，會產(chǎn)生比較多的熱量。另一方面，超導(dǎo)體允許電流流動但不產(chǎn)生任何熱量。通常來說，來自導(dǎo)體的熱量被歸類為能量損失。用于驅(qū)動動力設(shè)備的電能會以輸送損耗的形式產(chǎn)生不必要的熱量，不會產(chǎn)生任何有用的功。
從某種意義上說，電加熱元件的效率幾乎為 100%，因?yàn)樗刑峁┑哪芰慷嫁D(zhuǎn)換為其預(yù)期形式。加熱元件不僅可以傳導(dǎo)熱量，還可以通過光和輻射傳遞能量。然而，這僅適用于部分理想電阻器。材料的固有電容和電感可以分別將電能轉(zhuǎn)換為電場和磁場，從而產(chǎn)生輕微的損耗。考慮到整個加熱器系統(tǒng)，損失來自從過程流體或加熱器本身向外部環(huán)境散發(fā)的熱量。因此，系統(tǒng)須隔離以利用所有產(chǎn)生的熱量。
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