Können Sie mir helfen, die Beziehung zwischen Strom, Spannung und erzeugter Wärme zu verstehen?
Ich habe zwei Sätze beheizbarer Handschuhe ausprobiert. Man verwendet eine Batterie, die 7,4 Volt x 2 Ampere (14,8 Watt Leistung) erzeugt. Der andere verwendet eine 11,1-Volt-x-1,4-Ampere-Batterie (15,54 Watt Leistung). Die erzeugte Leistung ist also ähnlich, aber die 11,1-Volt-Handschuhe erhitzen meine Hände viel mehr. Warum das?
Meine Erinnerungen an die Physik der High School sind weit entfernt, aber ich erinnere mich, dass man sich Elektrizität in Analogie zu einem Wassersystem vorstellen kann, wobei Volt der Wasserdruck, Strom (gemessen in Ampere) der Wasserfluss und der Widerstand die Größe des Rohrs sind , und Leistung (Watt) = Volt x Strom. Ich erinnere mich auch, dass die erzeugte Wärmemenge proportional zum Quadrat des Stroms ist, aber ich bin mir nicht sicher, wie ich alle Teile zusammensetzen und erklären soll, warum die 11,1-Volt-Handschuhe viel mehr Wärme erzeugen.
Je mehr Leistung, desto mehr Wärme wird erzeugt.
Die 11,1-Volt-Handschuhe geben nicht mehr Wärme ab, nur weil sie mehr Potentialunterschied haben, sondern weil ist größer darin.
Da Sie die Markierungen auf den Batterien einerseits mit 7,4 V 2000 mAh und andererseits mit 11,1 V 1400 mAh bestätigt haben und auch bedenkt, dass ich keine Kenntnisse über beheizte Handschuhe habe, können Sie sich Folgendes vorstellen:
Der 7,4-V-2000-mAh-Akku kann beispielsweise 200 mA für 10 Stunden bei ungefähr 7,4 V liefern. Ich sage kann , denn was den tatsächlichen Strom bestimmt, ist die an die Batterie angeschlossene Last. Und ungefähr , weil die Spannung während des Entladens etwas abfällt.
Die enthaltene Energie in einem voll aufgeladenen 7,4 V 2000 mAh Akku kann auch als 14,8 Wh (Wattstunden) ausgedrückt werden, und wenn die Last (die Heizelemente) für zehn Stunden Betrieb ausgelegt ist, beträgt die zugeführte Leistung 1,48 W Leistung für diese zehn Stunden . Wenn die Last für 5 Stunden Betrieb ausgelegt ist, kann der Akku für diese Zeit 2,96 W liefern.
Ebenso enthält der 11,1-V-1400-mAh-Akku 15,54 Wh, und wenn die Handschuhe für eine zehnstündige Verwendung ausgelegt sind, beträgt die verfügbare Leistung für diese zehn Stunden 1,554 W. Bei einer Nutzungsdauer von 5 Stunden beträgt die Leistung für diese Zeit 3,1 W
Die 11,1-V-Handschuhe heizen Ihre Hände stärker auf, da der Akku etwas mehr Leistung liefern kann (bei gleicher Nutzungsdauer) oder aufgrund vieler anderer Faktoren im Design der Handschuhe.
Sind Sie sicher, dass die Batterien mit „2 A“ und „1,4 A“ und nicht mit „2 Ah“ und „1,4 Ah“ gekennzeichnet sind?
Eine Batterie hat keine feste Intensität. Es hat eine ungefähr feste Spannung, und die Intensität hängt vom Widerstand der angeschlossenen Last ab. Daher tragen Batterien normalerweise zwei Zahlen: Spannung und Kapazität (normalerweise ausgedrückt in Amperestunden, 1 Ah = 3600 Coulomb).
Wenn das wirklich "2 A" und "1,4 A" ist, steht das auf den Handschuhen und nicht auf den Batterien? Dies wären die nominellen/typischen Intensitäten, bei denen die Handschuhe funktionieren. Dann stimmen Ihre Zahlen, und es bleibt Ihre Frage: Warum heizt Satz 2 mehr?
Nun, das Wärmeempfinden ist wirklich subjektiv. Wenn Sie Ihre Handschuhe nicht in ein Kalorimeter gelegt haben, um die Heizleistung zu messen , sollten Sie sich fragen: Warum fühlt sich Set 2 so an, als würde es mehr heizen?
Möglicherweise ist die Wärmekapazität von Set 2 geringer, sodass seine Temperatur beim Einschalten schneller ansteigt: Sie werden schneller warm, liefern aber im stationären Zustand weniger Leistung
Vielleicht ist die Außenisolierung von Set 2 besser, sodass es weniger Wärme an die Umgebung abgibt, und es tatsächlich mehr heizt, obwohl es weniger Strom verbraucht.
Ich habe einige Ihrer Kommentare gelesen.
Erklären warum klappt nicht
Wenn die gleiche Energie für die gleiche Zeit zugeführt wird, würde eine gleiche Erwärmung stattfinden.
funktioniert hier nicht, weil R in zwei Fällen unterschiedlich ist.
Ebenso
Nun, wenn Sie verwenden , erhalten Sie die richtige Antwort.
Nun, um zu erklären, warum ein Handschuh mehr erhitzt wird.
V markiert auf Zelle ist EMF.
Ich markiert ist der maximale Strom, der geliefert werden kann. (Dies ist auf den Innenwiderstand der Zelle zurückzuführen.)
P markiert ist die maximale Leistung, die geliefert werden kann.
Der tatsächlich in zwei Fällen zugeführte Strom ist also tatsächlich unterschiedlich.
Deutlich,
Die zugeführte Wärme ist also tatsächlich anders. Und * 11,1 * V-Batterie liefert mehr Energie.
Färcher