Eredua elementua elektrizitate-energiaren bidez kaloria bihurtzen duen gailu bat da Joule-en kalorifikazio prozesuan. elektrizitate-fluxua erresistentzia baten zehar igotzen denean, kaloria sortzen du. Eredua elementuak erabiltzen dira zenbait kalteko gailuetan edo artegaietan, hala nola elektrikoaren hornitzaileetan, elektrikoaren oinetan, elektrikoaren kale-galdeetan, eta abar.
Eredua elementu baten prestakuntza eta bizikortasuna materiala erabiltako ezaugarrietan datza. Materialak hurrengoak izan behar ditu:
Errekaldi puntu altua
Temperatura-koeffiziente txikia erresistentziarako
Tensio-indarra altua
Hilabe suficientea hilabegiak sortzeko
Oxidazioaren aurka erresistentzia altua aire irekiaren inguruan
Artikulu honetan, eredu elementuen eraikuntzan erabiltzen diren lau material nagusia aztertuko ditugu: Nichrome, Kanthal, Cupronickel eta Platinum. Egoera horietako konposizioa, ezaugarriak eta aplikazioak alderatuko ditugu.
Nichrome nikela eta kromiaren aleazioa da, hierro, manganeso eta silikoaren kopuru txikiarekin. Hau erresistentzia-hilabegi eredu elementuetan erabiltzen den materialen artean gehien erabili dena da. Nichrome-ren konposizio ohikoa hau da:
| Elementua | Ehunekoak |
|---|---|
| Nikela | 80% |
| Kromia | 20% |
| Hierroa | 0.5% |
| Manganesoa | 0.5% |
| Silikoa | 0.5% |
Nichrome-k hurrengo ezaugarriak ditu:
Erresistentzia: 40 µΩ-cm
Erresistentziaren temperatura-koeffizientea: 0.0004 / °C
Errekaldi-puntu: 1400 °C
Dentsitate espesifikoa: 8.4 g/cm<sup>3</sup>
Oxidazioaren aurka erresistentzia altua
Nichrome elektrikoaren kale-galdeak eta hornitzaileak egiteko erabiltzen da. 1200 °Cra arte jarraitu operatzea onartzen du. Erredu elementua lehen aldiz kaltean jartzen denean, aleazioaren kromia atmosferako oxigenoarekin erreakzioa egin eta erredu elementuaren kanpoaldean kromio-oxideko geruza bat sortzen du. Geruza honek babesa ematen dio, oxidazioa, trinkadura eta hilabegiak hautsi ahal izateko.
Kanthal hierro-kromio-aluminio (FeCrAl) aleazioen familiari dagokion marka da. Aleazio hauek askotan erresistentzia eta kalteko aplikazioetan erabiltzen dira. Kanthal-ren konposizio ohikoa hau da:
| Elementua | Ehunekoak |
|---|---|
| Hierroa | 72% |
| Kromia | 22% |
| Aluminioko | 5.8% |
Kanthal-k hurrengo ezaugarriak ditu:
Erresistentzia 20 °C-n: 145 µΩ-cm
Erresistentziaren temperatura-koeffizientea 20 °C-n: 0.000001 / °C
Errekaldi-puntu: 1500 °C
Dentsitate espesifikoa: 7.1 g/cm<sup>3</sup>
Oxidazioaren aurka erresistentzia altua
Kanthal elektrikoaren kale-galdeak eta hornitzaileak egiteko erabiltzen da. 1400 °Cra arte jarraitu operatzea onartzen du. Erredu elementua lehen aldiz kaltean jartzen denean, aleazioaren aluminioko atmosferako oxigenoarekin erreakzioa egin eta erredu elementuaren gainean aluminioko oxideko geruza bat sortzen du. Geruza hau elektrikoki isolatzailea da, baina kaloria transmititzeko ondo funtzionatzen du. Isolatzaile elektrikoko hau erredu elementuak kolpe-sinetsu bihurtzen ditu. Kanthal elektrikoaren hornitzaileetan erabilgarria da, zeinak keramikako, arrazoi-zaharrak, kristaloak eta elektronikako industriei dagozkien kalteko tratamenduak egiten dituzten.