Azt gondolhatja, hogy egy fűtőelemnek valóban nagy ellenállással kell rendelkeznie - végül is ez az ellenállás, amely lehetővé teszi az anyag számára a hőtermelést. De ez a' valójában nem így van. Ami hőt generál, az az elemen keresztül áramló áram, nem pedig az általa érzett ellenállás mértéke. A fűtőelemen keresztül áramló maximális áram elérése sokkal fontosabb, mint az áram nagy ellenállásra való erőltetése. Ez zavarónak és ellentmondó intuitívnak tűnhet, de' könnyen megérthető, hogy miért (és igaznak is kell lennie) ez mind intuitív, mind matematikai szempontból.
Intuitív módon ...
Tegyük fel, hogy a fűtőelem ellenállását olyan nagyra növelte, amennyire csak lehetett - valójában végtelenül nagyra. Ekkor Ohm' törvénye (feszültség=áram × ellenállás vagy V=IR) megmondja, hogy az elemen keresztül áramló áramnak végtelenül kicsinek kell lennie (ha I=V / R, akkor a nullához közelítek, amikor R a végtelenhez közelít). Te' d óriási ellenállással bírsz, nincs áramod és ezért nem termel hőt. Így van, akkor mi lenne, ha ellentétes végletbe kerülnénk, és az ellenállást végtelenül apróvá tennénk. Akkor' nek más problémánk van. Bár az I áram hatalmas lehet, az R gyakorlatilag nulla lenne, így az áram úgy gyorsul át az elemen, mint egy gyorsvonat, anélkül, hogy megállna, és egyáltalán nem termel hőt.
Amire szükségünk van egy fűtőelemben, az tehát egyensúly a két véglet között: elegendő ellenállás a hő előállításához, de nem annyira, hogy túlságosan csökkenti az áramot. A Nichrome remek választás. A nikrom huzal ellenállása (nagyjából) százszor nagyobb, mint egy ugyanolyan méretű rézből készült vezetéké (kiváló vezető), de csak negyede annyi, mint egy hasonló méretű grafit rúd (elég jó vezető), és talán csak egymillió billiónyi egy igazán jó szigetelő, mint például az üveg. A számok önmagukért beszélnek: a nichrome átlagos vezető, csak mérsékelt ellenállással, és távolról sem szigetelő!
Matematikailag ...
A matematikával pontosan ugyanarra a következtetésre juthatunk. A villamos energia áramlása által előállított vagy fogyasztott teljesítmény megegyezik a feszültség és az áram szorzatával (watt=volt × amper vagy P=VI). Azt is tudjuk Ohm' törvényéből, hogy V=IR. Távolítsuk el V-t ezekből az egyenletekből, és azt találjuk, hogy az elemünkben eloszlott teljesítmény az I2R. Más szavakkal, a hő arányos az ellenállással, de arányos az áram négyzetével is. Tehát az áram sokkal nagyobb hatással van a termelt hőre, mint az ellenállás. Megduplázza az ellenállást, és megduplázza az erőt (nagyszerű!), De megduplázza az áramot, és megnégyszerezi az erőt (fantasztikus!). Tehát az aktuális az, ami igazán fontos.
GG # 39; könnyen kiszámítható, hogy az izzólámpa ellenállása egy tipikus izzólámpában néhány száz ohm.' a számítást rád bízom!
