Как изменится потребляемая мощность/ток при переключении с 120 В переменного тока на 12 В постоянного тока?

Я разрабатываю обогреватель для работы от 12-вольтовой батареи на полевой метеостанции. Поскольку у меня нет формального образования в области электротехники, у меня возникла проблема с эффективным бюджетом мощности. Примечание. Это похоже на другие вопросы, заданные на этом Stack Exchange, но я не нашел ничего, что полностью ответило бы на мой вопрос. Я также знаю, что смогу измерить их, как только моя схема будет собрана, но я надеюсь избежать затрат на покупку компонентов, если получу помощь в выводе ответа заранее.

Тепло будет подаваться от резистивного элемента, предназначенного для поддержания оттаивания бытовых труб . Этот элемент предназначен для питания от сети, т. е. 120 В переменного тока, и в этой конфигурации потребляет 7 Вт/фут. По моим расчетам это означает (7 Вт / 120 В =) 58,3 мА/фут тока. Не должно быть проблем с переключением на вход постоянного тока в соответствии с лучшим ответом в этой теме , но когда я переключаюсь на питание от батареи, я не знаю, как изменится потребляемая мощность/ток. Я предвижу 2 случая:

Случай 1: Элемент потребляет ту же мощность при более низком напряжении, требуя в 10 раз больше тока.

7 Вт / 12 В = потребление 583 мА

Случай 2: Элемент потребляет такой же ток при более низком напряжении, что дает выходную мощность 1/10.

12 В * 58,3 мА = 0,7 Вт

Мне нужно знать, как это будет себя вести, чтобы я мог эффективно планировать заряд батареи. Если обогреватель потребляет ту же мощность при более высокой стоимости тока, моим батареям потребуется более мощная/частая подзарядка. Если нагреватель потребляет меньше энергии, мои батареи проживут дольше, но я предполагаю, что это произойдет за счет более плохой нагревательной способности.

ОБНОВЛЕНИЕ 27 СЕНТЯБРЯ: В поисках нагревательной ленты на 12 В постоянного тока я нашел следующую ссылку: http://www.oemheaters.com/t-dc-powered.aspx , которая определенно хорошо проходит через это обсуждение и дает формулу для новая потребляемая мощность устройства 120В, работающего от 12В. Формула выглядит следующим образом:

фактическое P = номинальное P * (примененное V^2) / (номинальное V^2)

Когда вы подставите мои цифры:

фактическое P = 7 Вт * (12 В ^ 2) / (120 В ^ 2) = 0,07 Вт или 1/100 мощности, как указано ниже...

У вас уже есть нагревательный элемент на 120 В? Похоже, что в других местах есть 12-вольтовые.
Привет Джастин, спасибо за совет! Я посмотрю в Google ... не нашел ничего в "Home Depot", но я могу вернуть версию на 120 В и заказать 12 В. Кстати, одна из основных проблем, которые у меня есть с этими системы в целом заключается в том, что они созданы для автоматического включения/выключения при температуре ниже 0°C, но для моего приложения мне нужен более сложный триггер, поэтому мне нужно создать свой собственный датчик/реле. Мне нужно посмотреть, смогу ли я найти ТОЛЬКО резистивный провод, и я думаю, он должен быть рассчитан на 12 В. Насколько это сложно?

Ответы (2)

На самом деле, он потребляет 1/10 тока при 1/10 напряжения, производя 1/100 (1%) исходной мощности и тепла!

Это связано с законом Ома: напряжение = ток * сопротивление (E = IR). Используя алгебру, I=E/R. Поскольку напряжение E составляет 1/10, а сопротивление R постоянно, I составляет 1/10.

Мощность = напряжение * ток. Поскольку и напряжение, и ток составляют 1/10 исходного значения, мощность составляет 1/100 исходного значения.

Ваш нагреватель будет производить 1% тепла при 12В. Извини.

При работе от 120 В RMS (переменного тока), если он потребляет 7 Вт, тогда потребляемый ток составляет 58,3 мА, а это означает, что элемент имеет сопротивление 120/0,0583 = 2058 Ом.

Если вы подключите это к 12 В, ток будет 12/2058 = 5,83 мА, а потребляемая мощность составит 0,07 Вт.

Нет, работа от более низкого напряжения питания почти не даст нужной мощности. Небольшим спасением может быть то, что при более низкой подаче мощности сопротивление может быть значительно меньше, и это может означать пару сотен милливатт, но все же много миль от 7 ватт.

Этот ответ и ответ @DoxyLover были великолепны, спасибо. Теперь я понимаю: сопротивление — это неизменная переменная, так что уменьшение напряжения также уменьшит ток, тем самым уменьшив мощность. Я думаю, что решение Джастина (купить нагреватель на 12 В) имеет наибольший смысл, но если у меня возникнут проблемы с поиском того, который я могу адаптировать для своих целей, то я полагаю, что я также могу запустить нагреватель от инвертора.
Когда дело доходит до нагревательных элементов, сопротивление холоду обычно намного ниже, чем сопротивление горячему, поэтому на самом деле сопротивление меняется, как я пытался указать в своем ответе.
Спасибо, что разъяснил это, Энди. Если я правильно вас понял, вы говорите, что, поскольку сопротивление увеличивается с температурой проводника и из-за меньшего нагрева при меньшей мощности, сопротивление провода не будет увеличиваться так сильно при 12 В, как при 120 В, что дает мне лучшую эффективность. ? Но если поддерживать постоянную температуру , то при изменении напряжения ток должен изменяться во столько же раз. И затем, как следствие, поскольку P=(I^2)R, мощность резко снижается.
Температура не будет оставаться постоянной, потому что элемент не может нагревать до 7 Вт, но 70 мВт предполагает, что сопротивление постоянно, но при более низких температурах сопротивление, вероятно, уменьшится, что потребует несколько сотен мВт.
Как изменится потребляемая мощность/ток при переключении с 120 В переменного тока на 12 В постоянного тока?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v