Was sind die besten Methoden, um die Leistung in einem 120-V-Stromkreis effizient zu reduzieren?

Insbesondere versuche ich, eine effiziente und kostengünstige Methode zu finden, um die erforderliche Länge eines Kanthal A1-Heizdrahtelements zu minimieren, aber gleichzeitig den Durchmesser groß genug zu halten, um eine relativ geringe Oberflächenbelastung (w/cm^2) zu ermöglichen. - um die Lebensdauer des Elements zu erhöhen.

Ich möchte das Heizelement mit 120-240 V Wechselstrom und 200-400 Watt betreiben. Für 120 V bei 200 Watt = 120 ^ 2/200 = 72 Ohm - Nach der Berechnung habe ich anscheinend die Wahl zwischen zu viel Draht für den verfügbaren Platz oder zu viel Oberflächenlast auf einem dünnen und kürzeren Draht. Übermäßige Oberflächenbelastung führt dazu, dass der Draht vorzeitig oxidiert und verbrennt oder sogar schmilzt.

Kann ich für die Zwecke der Oberflächenlast die Last effektiv halbieren, indem ich eine Gleichrichterdiode in Reihe schalte? Wenn ja, was wäre die beste Diode für diese Anwendung (angenommen, der Stromkreis wäre ständig offen und die Wärmeableitung für die Diode über die inhärente Nennleistung hinaus minimal). Wie berechnen Sie die von einer Gleichrichterdiode erzeugte / abgeführte Wärme? ? Würden diese funktionieren? 10A10

Gibt es bessere/zusätzliche Möglichkeiten, die Leistung in der Schaltung effizient zu senken? Mein Verständnis ist, dass ein Widerstand Leistung in Höhe seiner Reduzierung verbrauchen würde, daher ist dies keine Option. Falls dies die Antwort beeinflusst, wäre jede Lösung mit Teilekosten von bis zu 50 US-Dollar eine Überlegung wert, aber unter 10 US-Dollar ist ideal.

Benötigen Sie 120 V, können Sie ein altes ATX-Computernetzteil umgestalten?
Berechnen Sie für die Diode einfach den Strom und multiplizieren Sie ihn mit der Durchlassspannung bei diesem Strom. Wenn es sich um eine Gleichrichtung von Wechselstrom handelt, also nur eine Einschaltdauer von 50%, teilen Sie durch 2. Sie müssen die Durchlassspannung bei dem jeweiligen Strom aus dem Diagramm auf dem Datenblatt entnehmen.
Beachten Sie auch, dass derselbe Widerstand bei doppelter Spannung die vierfache Leistung abführt. Ich = V / R; P = V * I = V * V / R; <-- V zählt doppelt, also wird P vervierfacht, wenn man es verdoppelt.
Beginnen Sie mit Ihren akzeptablen messbaren Spezifikationen, Pd, ΔTmax , ΔV , Rmax, Mindestwirkungsgrad ε und Medium (Luft, Öl, Wasser, Metalltank usw.) !!! Diese sind alle kritisch zu beantworten.
Halbwellengleichrichtung verursacht einen schrecklichen Leistungsfaktor. Ich würde stattdessen einen Transformator (~ 1: 0,7) und vielleicht / bei Bedarf einen größeren Kondensator (im Zweifelsfall X-bewertet) vorschlagen, um der induktiven Last des Transformators entgegenzuwirken.
@sstobbe Ich mag diesen Gedanken. Aber in dieser Anwendung möchte ich mehrere Einheiten mit einem mehrpoligen Relais betreiben, für insgesamt bis zu 2000 Watt.
@Jiojyojoe Ein Standard-Lichtdimmer treibt eine unruhige Last an, aber ein Heizkabel mit mehr als 100 ° C bei Netzspannung erfordert viel Sorgfalt, um sicher zu sein.

Antworten (1)

Die Diode halbiert die Leistung, obwohl Sie vielleicht die Wärmekapazität des Kabels überprüfen möchten. Wird es sich in den 8,3 ms, die einem einzelnen halben Wechselstromzyklus entsprechen, vollständig aufheizen? Wenn dies der Fall ist, ist die Oberflächenbelastung immer noch zu hoch und führt höchstwahrscheinlich zu einem vorzeitigen Ausfall.

Was die Diode betrifft, sagen Sie ein 400-W-System max.

P = 400 W , P / v = ICH So 400 ÷ 120 = 3.3 A

Halbieren Sie nun diesen Wert, da die Diode den halben Zyklus blockiert.

ICH = 1.6 A

Angenommen, der Spannungsabfall über einer allgemeinen Siliziumdiode beträgt 0,7 V. Die Verlustleistung kann gefunden werden durch:

0,7 v × 1.6 A ≈ 1.2 W

Sie sollten in der Lage sein, online leicht eine Diode zu finden, die diese Anforderungen erfüllt. Ich würde es im Allgemeinen verdoppeln und etwas finden, das mindestens 3 A und 2 W Wärmeableitung erfüllt.

Was sind die besten Methoden, um die Leistung in einem 120-V-Stromkreis effizient zu reduzieren?
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