Как сделать нагревательный элемент из стекла?

Вообще с физикой знаком плохо - пропуская постоянный ток (зарядное устройство телефона - 4.2 В, 400 мА) через стекло оно разогреется? Если нет, могли бы подсказать идеи для реализации этой затеи?
  • Вопрос задан
  • 3784 просмотра
Решения вопроса 6
valerium
@valerium
Изобретая велосипед
Можно плясать немного в другом направлении. Ведь дело не в том, что стекло вообще не проводит ток, а в том, что ток оно проводит чертовски плохо. Накопанное в интернетах удельное сопротивление стекла составляет 1011 Ом⋅м. Таким образом, параллелепипед из стекла размером 1×1×5 см (небольшая такая палочка) будет иметь сопротивление 5⋅1013 Ом. Очевидно, что число огромное. Для сравнения, такая же палочка из меди имеет сопротивление ≈ 8,75⋅10−6 Ом — на 19 порядков меньше. Но проведём расчёты дальше, нас ведь интересует нагревательный элемент.

В проводнике с сопротивлением 5⋅1013 Ом ток в 1 ампер можно получить при напряжении 5⋅1013 В. 50 триллионов вольт! Но ток в 1 ампер в таком проводнике даст нам аж 50 триллионов Ватт (на постоянном токе). Это слишком много, нам вполне хватит 1000 Ватт, как в бытовом чайнике. Для нагревателя такой мощности нам достаточно всего лишь около 223,6⋅106 В.

С одной стороны, 223 миллиона Вольт выглядят не таким уж фантастическим числом. Согласно Википедии, напряжение при ударе молнии достигает величин того же порядка, а то и больше. С другой же стороны, сопротивление воздуха и стоящего рядом со стеклянным чайником человека может оказаться меньше, и тогда ток пойдёт по пути наименьшего сопротивления. Боюсь, это окажется слишком высокой платой за чашечку ароматного чаю :-)
Ответ написан
Комментировать
pi314
@pi314
Президент Солнечной системы и окрестностей
Похоже, с физикой не просто плохо, а вообще - никак.

По поводу того, что стекло - диэлектрик, и пропустить через него ток не выйдет, уже сказали. Но даже если пропустить его через какой-нибудь проводник (желательно, с большим удельным сопротивлением), наклеенный, обмотанный или просто приложенный к этому стеклу, то и тогда ответить на вопрос про 70° невозможно.

Запомните такую вещь: мощность в 1 Вт, это, грубо говоря, возможность нагреть 1 грамм воды на 14° за 1 минуту.

Однако, это не означает, что за следующую минуту можно нагреть ту же воду на следующие 14° и так далее, т.к. по мере нагрева, вода начинает отдавать тепло окружающей среде. С какой скоростью - зависит от площади всей конструкции, теплопроводности среды и разности температур. (Это - если совсем грубо, без учета инфракрасного излучения, возможного закипания воды и т.д.)

Представьте себе дырявую бочку, к которой подключили шланг от водопровода. Давление воды в кране и начальный уровень воды в бочке известны, но сказать, достигнет ли (и если да, то через какое время) уровень воды в бочке 70см, невозможно, не учитывая всех дырок, через которые она будет выливаться. Ваши 1,68 Вт - это (условно) давление воды* в водопроводе. А все остальное - увы - неизвестно :)

* - вообще-то, давление воды, это, на самом деле напряжение (В), а мощность (Вт) - это сколько воды сможет вылиться из крана, что, в свою очередь, зависит от диаметра трубы, т.е. сопротивления (Ом). Но для смысла задачи такое "упрощение" вполне приемлемо :)
Ответ написан
Комментировать
@throughtheether
human after all
пропуская постоянный ток (зарядное устройство телефона - 4.2 В, 400 мА) через стекло оно разогреется?
Если вы его все-таки пропустите, то разогреется, конечно. Но для этого нужно волшебное стекло, проводящее ток. Где его делают, я не могу подсказать. Зато могу подсказать, что для подобных целей (обогрев стекла в автомобиле, например) обычно используют проводники, имплантированные в толщу стекла, напечатанные на/приклеенные к поверхности стекла.
Если нет, могли бы подсказать идеи для реализации этой затеи?
А в чем, собственно, идея? Что за стекло, зачем его греть?
Ответ написан
Комментировать
iiil
@iiil
Инженер и вэб-дизайнер, рисую.
Стекло - диэлектрик, оно не проводит ток, а значит и не разогреется от него. Вам нужно стекло с прозрачным токопроводящим слоем, гуглите, оно вроде продается. Сам не покупал. Как сильно оно будет нагреваться - также не подскажу. Это зависит от сопротивления стекла и источника напряжения.
Ответ написан
Комментировать
@386DX
4.2V Х 400 мА = 1,68 ватта
Тут надо вспомнить, что фен и утюг 1-2 квт и понять, что ничего не получится
Ответ написан
@NSidorov Автор вопроса
Насчет проводников - хотел попробовать обмотать нихромом, и все это залить эпоксидкой. Эта конструкция способна потянуть градусов 70?
Ответ написан
Пригласить эксперта
Ваш ответ на вопрос

Войдите, чтобы написать ответ

Войти через центр авторизации
Похожие вопросы