Svenska ElektronikForumet

[biltema][clas][conrad][electro][elfa]°[kjell]_{^{[systemet]\(\)[/systemet]}}[/kjell][/g][/elfa][/electro][/conrad][/clas][/biltema]
[biltema]
Jag går 1.a året på teknikprogrammet och håller just nu på med ett projekt angående produktutveckling. Vi har utvecklat en matlåda som värms upp via en pb. Som värmeslingor har vi tänkt använda resistanstråd (?), Hur lång ska tråden vara för att utsöndra värme, och hur hög resistans bör den vara, pbn är på ca 5 volt?

Tacksam för snabbt svar!!!!
/ Ellen Ålund

.

Du förväntar dig ett svar inom 5 minuter!
Är det på riktigt?

Vad är en pb?
Hur varmt det blir i tråden beror på vilken effekt man kan "bränna bort" i tråden.

Allt hänger på hur varmt ni vill få i lådan, hur bra den är isolerad, vilken effekt ni kan mata in i låda. Om pb:n klarar att leverera 1A så ger det en effekt på P=U*I= 5*1 = 5W, det är kanske ganska lagom. Men sedan kanske pb:n inte klarar leverera 1A(?). Ni kommer med största sannolikhet att dra ut max ström ut er spännings källa. Om källan inte klarar leverera så mycket ström så kommer spänningen att sjunka. Det är bara speciella spänningskällor som klarar att begränsa strömmen utan att gå sönder.

Ni får nog testa er fram. 1m tråd är kanske lagom att börja med.

ellenålund skrev: Hur lång ska tråden vara för att utsöndra värme, och hur hög resistans bör den vara,

Istället för det klassiska "hur långt är ett snöre", så har vi nu "vilken resistans har en tråd".
Ohms lag P = U*I, eller U^2/R. Med en spänning över tråden får du en effektutveckling. Ni måste ju dimensionera er konstruktion med NÅN form av krav i botten...? Ska matlådan kunna kremera ett djupfryst får på några minuter, eller bara
kunna värma en halv pannkaka nån grad på en förmiddag?
Utöver den effekt som krävs... hur ska värmeöverföringen från tråd till matlåda/mat göras? Kontaktyta? Hygien?
Tråden i sig har väldigt liten yta. Även om effekten räknas ut korrekt så kommer en för liten kontaktyta att leda till bränd mat kring tråden, och iskallt i resten.

Tack så hemskt mycket för de trevliga svaren vi har fått!
PB är en Power Bank.
Vi tänkte oss att det här ska vara en prototyp. Den ska bara kunna värma lite (en halv pannkaka).
Resistanstråden ligger på 6 ohm. Blir de någon skillnad om vi använder en resistanstråd som är lägre ohm? Våran resistanstråd är ca 1 meter lång.

Wedge: Nej, det är inte ohms lag. Det är James Prescott Joule som har fått äran för det sambandet inte herr Georg Ohm. Blanda inte ihop lagarna det rör bara till det för nybörjarna.

ellenålund: Annars kan du använda en tråd med kortare meter.
Det blir inte så bra om man blandar ihop storheter och enheter.

Det blir lite komiskt när pekpinnen först åker fram och för att sedan kläcka ur sig:

danei skrev: Annars kan du använda en tråd med kortare meter.

Typ använd en meter som är 70cm istället

En 10000 mA PowerBank innehåller ungefär (eller rättare sagt borde innehålla) 38Wh i praktiken oftast hälften så du har 18Wh att tillgå det är ca 65000 Joule (Ws) Om man antar att allt vore vatten (4,18kJ/grad och kg) så säg 75gram och man vill värma från kylskåpskallt dvs 8 grader till 70 grader (minimum enligt livsmedelsverket).
70-8=62 grader deltatemp, 0,075kg => 4180*62*,075=19437Joule med 65000 Joule att tillgå så räcker energin till en och en halv pannkaka. Men hur lång tid tar det? I ett förlustfritt utrymme och maximalt 2A vid 5V från PowerBanken men med era 6 Ohm så blir det 5*5/6=4,16W (U*U/R=P) 19437/4,16=4664,88 s => 1h 17m 44s och det är helt utan förluster och utan hänsyn till ett eventuellt kärl...
Ej görbart i praktiken enligt min åsikt.

Som flera har påpekat är det inte så enkelt att nån kan ge er en siffra.

För att något skall bli varmare måste man tillsätta värmeenergi. Energi mäts i Joule.

En viss mängd Joule höjer temperaturen en viss mängd. Hur mycket brukar kallas för materialets värmekapacitet.
https://sv.wikipedia.org/wiki/V%C3%A4rmekapacitet

Hur många Joule ni behöver tillsätta till pannkakan för att värma den är det ingen här på forumet som vet, det behöver ni alltså lista ut.

Nu räknades det ut ovan att det kanske behövs ungefär 20 kJ.

När ni vet hur många Joule ni måste tillsätta till pannkakan är det dags för nästa steg.

1 Joule är samma sak som 1 Ws (Wattsekund). En Watt i en sekund ger alltså 1 Joule.

Om pannkakan behöver 20 kJ för att bli varm och ni vill värma den på en sekund så behöver den få till sig en effekt på 20 kW (20 000 W). Nu behöver ni kanske inte värma den på en sekund utan det räcker med 5 minuter? 5 minuter är 300 sekunder, 20 kJ delat på 300 sekunder blir 66,7 W.

Då är det lätt att göra misstaget och tro att man med ett element (av en värmetråd) på 70 W lätt fixar att värma pannkakan på mindre än 5 minuter. Men det är fel.

Anledningarna är flera:
1. All effekt från elementet hamnar inte i pannkakan (om elementet nu inte befinner sig inuti pannkakan).
2. Även om elementet skulle sitta inuti pannkakan så kommer pannkakan att förlora värme om den är varmare än omgivningen. Är pannkakan 30 grader och rumstemperaturen 20 grader så kommer det att "läcka" värme från pannkakan till rummet

Pannkakan ovan kan bytas ut mot lådan. Sätter ni elementet inuti lådan, och lådan är isolerad, så minskar ni förlusterna, men de kommer ändå att finnas.

Jag kan inte uppskatta hur stora förlusterna är, det går antagligen att räkna på om man vet materialet i lådan, men skarvar och lock inverkar rätt mycket. Det är antagligen enklare att testa (er fysiklärare kan säkert leda in er på rätt spår om hur man testar det).

När ni vet vilken effekt elementet behöver är det dags att försöka räkna ut hur mycket värmetråd som behövs och av vilken diameter. Jag gissar att en powerbank tyvärr har för lite kapacitet för det ni vill göra. De flesta är begränsade till 2 A och med 5 V ger det att ni inte kan ta ut mer än 10 W från powerbanken. Ni kommer antagligen behöva runt 100 W för det ni vill göra (men det är bara en gissning).

mAVRick skrev:Det blir lite komiskt när pekpinnen först åker fram och för att sedan kläcka ur sig:

danei skrev: Annars kan du använda en tråd med kortare meter.

Typ använd en meter som är 70cm istället

Det var ett ironiskt sätt att använda samma fel som ellenålund. Men det gick tydligen inte fram.

Det finns lika lite lägre ohm, mindre volt som det finns kortare meter. Det är skillnad på enhet och storhet. Vilket jag påpekade i samma stycke.

Joule beskrev energin som en funktion av ström, resistans och tid. P=U*I är en combo av Ohms lag, Joules lag, samt P=energi/t och under förutsättning att man tidsintegrerat tidsinvarianta storheter och därmed eliminerat tidsberoendet. Likspänning och likström.
Glöm inte hans födelsedag, jouleafton.

danei skrev: Det var ett ironiskt sätt att använda samma fel som ellenålund. Men det gick tydligen inte fram.

Det finns lika lite lägre ohm, mindre volt som det finns kortare meter. Det är skillnad på enhet och storhet. Vilket jag påpekade i samma stycke.

Ah. Ja... Nåväl, ingen kan beskylla mig för att vara skarpaste kniven i lådan.
Då var det ju faktiskt ganska fyndigt Sry...

Edit: Jouleafton... Awesome

Ellen, ett råd är att ni använder färdiga effektmotstånd, det finns de som är kantiga och de som skruvas fast.

Sedan är det för lite fjutt i en powerbank. 5 volt 2 ampere ger bara 10 watt. 100 Watt är mera troligt det skulle behövas.
Har åkt en hel del lastbil i sommar och att värma en matdosa tog 20 minuter och då hade vi el från en lastbil.

Lycka till med er produktutveckling. produktutveckling är full av återvändsgränder, tro mig jag har hållit på snart 40 år.

Protte