전열기는 가장 간단한 전기기구 신제품신기술2015. 3. 25. 13:49
백열전구는 주울열의 온도가 높은 영역을 이용한 것인데 비해, 그보다 낮은 온도의 주울열을 이용한 것이 전열기로 가장 간단한 구조의 전기기구이다.
전열기에는 니크롬선이 사용되고 있는데, 니크롬선은 니켈(77%), 크롬(20%), 망간(2%), 철(1%)의 합금으로 저항이 크고 고온에서도 잘 산화되지 않는 특징이 있다. 같은 굵기와 길이의 니크롬선, 철선, 동선을 직렬로 연결한 다음, 전원에 연결하면 각 선에는 같은 크기의 전류가 흐르지만 저항은 니크롬선이 가장 크고 동선이 가장 적어 니크롬선의 온도가 가장 뜨거워지게 된다. 반면, 같은 전류가 흘러도 저항이 적은 동선은 거의 온도가 올라가지 않는데, 이는 전류에 의해 발생하는 열량 Q(칼로리)는 전류 I(A)의 제곱과 저항 R(Ω), 시간 t(초)의 곱에 비례하기 때문이다. 이것을 주울의 법칙이라 한다. 니크롬선의 저항률은 동의 약 60배로, 같은 크기의 전류가 흐르고 있다고 가정하면 60m의 동선이 내는 열량을 니크롬선은 불과 1m로 낼 수 있다.
예를 들어 전열기가 낡아 니크롬선이 끊어져 짧게 이어서 사용했다고 가정하면, 그때의 전력은 어떻게 될까. 600W의 니크롬선을 절반으로 끊어서 사용한다면 발열체의 길이가 절반밖에 안 되므로 300W일 것 같지만, 실제로는 1,200W가 되어 버린다. 저항이 절반으로 떨어져 오옴의 법칙에 의해 전류는 2배로 증가하기 때문이다.
실제로는 발열량이 지나치게 많아져 니크롬선이 녹아서 끊어질 염려까지 있다. 그러므로 니크롬선을 짧게 하는 것은 주의해야 한다.
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