لكيّ يعمل الشريط أو السلك كعنصر تسخين، يجب أن يكون لديه القدرة على مقاومة تدفق الكهرباء؛ حيث تقوم هذه المقاومة بتحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة والتي ترتبط بالمقاومة النوعية الكهربائية للمعدن، وتُعرف بأنها مقاومة طول الوحدة بالنسبة لمساحة مقطعها المستعرض. ويمكن احتساب المقاومة الخطية لطول الشريط أو السلك بناءً على مقاومته الكهربائية.
حيث يكون:
| ρ | المقاومة الكهربائية (مايكرو أوم.سم) |
| R | مقاومة العنصر عند درجة حرارة 20 درجة مئوية (أوم) |
| d | قطر السلك (مم) |
| t | سمك الشريط (مم) |
| b | عرض الشريط (مم) |
| l | طول الشريط أو السلك (م) |
| a | مساحة المقطع المستعرض للشريط أو السلك (مم2) |
يوفر الشريط، باعتباره عنصر تسخين، مساحة سطحية كبيرة وبالتالي يوفر إشعاعًا حراريًا أكثر فعالية في الاتجاه المُفضَّل؛ وهو ما يجعله الخيار الأمثل للعديد من الاستخدامات الصناعية مثل السخانات الحلقية في قالب الحقن.
ومن الخصائص المهمة لهذه السبائك ذات المقاومية الكهربائية مقاومتها للحرارة والتآكل، والتي تنتج عن تكوّن طبقات سطحية مؤكسدة تعوق حدوث المزيد من التفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء. وعند اختيار درجة الحرارة التشغيلية للسبيكة، يجب مراعاة المادة والظروف المناخية المطلوب استخدامها فيها. ونظرًا لأن هناك العديد من أنواع الاستخدامات والمتغيرات في تصميم العنصر والظروف التشغيلية المختلفة، فإننا نقدم المعادلات التالية الخاصة بتصميم العنصر لغرض الاسترشاد بها فقط.
المقاومة الكهربائية عند درجة الحرارة التشغيلية
تتغير مقاومة المعدن مع تغير درجة الحرارة إلا في حالات استثنائية قليلة، وهو الأمر الذي يجب مراعاته عند تصميم العنصر. ونظرًا لأن مقاومة العنصر تُحتسب عند درجة الحرارة التشغيلية، فإنه يجب تحديد مقاومة العنصر عند درجة حرارة الغرفة. لتحديد مقاومة العناصر في درجة حرارة الغرفة، يجب قسمة المقاومة عند درجة الحرارة التشغيلية على عامل مقاومة درجة الحرارة الموضَّح أدناه:
حيث يكون:
F = عامل مقاومة درجة الحرارة
Rt = مقاومة العنصر عند درجة الحرارة التشغيلية (أوم)
R = مقاومة العنصر عند درجة حرارة 20 درجة مئوية (أوم)
| السبيكة | عامل مقاومة درجة الحرارة (F) عند درجة: | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 20درجة مئوية | 100درجة مئوية | 200درجة مئوية | 300درجة مئوية | 400درجة مئوية | 500درجة مئوية | 600درجة مئوية | 700درجة مئوية | 800درجة مئوية | 900درجة مئوية | 1000درجة مئوية | 1100درجة مئوية | 1200درجة مئوية | |
| RW80 | 1.00 | 1.006 | 1.015 | 1.028 | 1.045 | 1.065 | 1.068 | 1.057 | 1.051 | 1.052 | 1.062 | 1.071 | 1.080 |
تتغير مقاومة السبيكة RW45 بدرجة طفيفة مع زيادة درجة الحرارة، مما يجعل عامل مقاومة درجة الحرارة +0.00003/الدرجة المئوية في نطاق 20 – 100 درجة مئوية.
