La mejor configuración para un dispositivo de calentamiento resistivo de 400 W

Supongamos que quisiera calentar un gran disco de aluminio con calefacción joule. Yo usaría una de sus caras planas, que tiene un radio de aproximadamente un pie (30 cm, SA = 0,28 m2) y resistencias suficientes para disipar 400 W de energía.

Si uso 12V en un circuito:

PAG = V^2/R

P = 320W

V = 12V

R = 0,45 ohmios

y la corriente para tal circuito sería I = V/R = 12/0.45 =~ 27 A (lo que parece muy alto)

¿Es esto correcto? ¿Este tipo de configuración es "segura"?

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Y si estás interesado:

Si tuviera que construir este circuito, ¿cómo organizaría las resistencias de cualquier valor R mientras:

  1. Distribuir el calor a través de una superficie grande (radio de 1 pie)
  2. Restante por debajo de 100 W por resistencia
  3. Mantener la resistencia total del circuito R = 0,45 ohmios lo más cerca posible

Aquí hay un intento mío, usando 10 resistencias paralelas de 4 ohmios (resistencia de circuito de 0,4 ohmios):

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Si cree que es seguro/vale la pena, estoy abierto a configuraciones con un voltaje más alto, pero por alguna razón, 12v parece ser el estándar.

Además, si quisiera usar PWM (CC) para controlar la salida de este circuito, ¿cuál sería la forma más económica y eficiente de configurarlo con Arduino?

Mi disco pesa unos 10,8 kg con una capacidad calorífica específica (Al) = 0,9 J/gC

Así que elegí 320 W porque esto me permitiría calentar 10 grados C cada 5 minutos:

0.9*10800*10/320 =~ 300 seg = 5 min

Funcionará. Los principales problemas de seguridad provienen del calor y la alta corriente. Si está paranoico acerca de la seguridad o tiene dificultades para encontrar fusibles, interruptores, etc. de 30 A, puede cablear pares de resistencias como circuitos separados de 6 A.

Respuestas (2)

Personalmente, (si es posible) tendría una ranura fresada en el disco y usaría un calentador tubular personalizado que funciona con la red eléctrica. Especificaría el calentador a aproximadamente 1,5 veces la potencia que creo que se requiere.

Los calentadores tubulares son como los elementos de un horno doméstico, estampados con cerámica en polvo en el interior, y son muy duraderos y robustos.

Fácilmente controlado usando un SSR-500W sería solo unos pocos amperios.

Esta sería una buena solución, pero probablemente más costosa de lo que puedo financiar. ¿No fabricarían estos por $ 100 o menos, verdad?
He estado buscando durante horas y las resistencias son una de las más baratas y fáciles de ensamblar, pero supongo que a costa de la seguridad. Otra solución que estoy viendo es esta: protovision.com/2011/09/25/milled-reprap-heated-bed-pcb Pero no tengo acceso a un molino CNC en este momento.
¿En que país estas? La sartén eléctrica parece un buen ajuste. Las resistencias de cerámica de 10 vatios también serían bastante fáciles y no tendrían un gran riesgo para la seguridad y tendrían un costo moderado. | También es posible, si se necesita rayar un poco la cabeza aislante, un cable de NiCromo de clasificación adecuada. Esto se puede obtener en una gama de espesores para adaptarse a la corriente y la potencia necesaria.
Los elementos calrod personalizados no eran caros la última vez que los compré, deberían costar menos de $ 100 para una pareja.
Ok gracias por la ayuda a todos. Probaré un prototipo con solo un par de resistencias y veré cómo funciona, pero dado que menciona el elemento calefactor personalizado, puedo cambiar de plan si no me gustan las resistencias. (por cierto, estoy en los EE. UU.)

Lo que dice Spehro sigue siendo un elemento encapsulado PERO se llama sartén eléctrica (sartén eléctrica en Nueva Zelanda), que se obtiene en ventas de garaje / ventas de garaje (en qué país se encuentra) por unos pocos dólares o en el ático o contenedor de basura de alguien de forma gratuita. O Amazon/Walmart nuevo desde alrededor de $30. Normalmente 1000 vatios. Algunos son de 1500 vatios, tal vez más. PWM para adaptarse. La uniformidad de la distribución del calor puede ser un problema, pero un disco de cobre en la base de la bandeja debería ayudar.

Obtenga un taller de máquinas amigable para quitar los lados O use una sierra para metales, una lima y esfuerzo si es necesario. Esto le brinda una base calentada de metal con un elemento integrado sellado capaz de cumplir con UL y otras especificaciones de seguridad para el consumidor.

Selección de Amazonas

Barato de Amazon - $12.99!!! pero en un cuadrado de 7" es posible que no se distribuya fácilmente el calor de manera uniforme.

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con $18.96 11" - oh si

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@Ryan Pero todavía obtiene cero votos :-). Bajo o más costo, robusto, impermeable, disponible, mínimo esfuerzo, ... :-).
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