Efallai y credwch y byddai angen i elfen wresogi fod ag ymwrthedd uchel iawn - wedi'r cyfan, mae'n' s y gwrthiant sy'n caniatáu i'r deunydd gynhyrchu gwres. Ond nid yw'r' s yn wir mewn gwirionedd. Yr hyn sy'n cynhyrchu gwres yw'r cerrynt sy'n llifo trwy'r elfen, nid faint o wrthwynebiad y mae'n ei deimlo. Mae sicrhau bod y cerrynt uchaf yn llifo trwy elfen wresogi yn bwysicach o lawer na gorfodi'r cerrynt hwnnw trwy wrthwynebiad mawr. Gallai hyn ymddangos yn ddryslyd ac yn wrth-reddfol, ond mae'n eithaf hawdd gweld' s pam ei fod (a rhaid iddo fod) yn wir, yn reddfol ac yn fathemategol.
Yn reddfol ...
Tybiwch ichi wneud gwrthiant eich elfen wresogi mor fawr ag y gallech o bosibl - yn anfeidrol fawr, mewn gwirionedd. Yna mae cyfraith Ohm' s (foltedd=cerrynt × gwrthiant neu V=IR) yn dweud wrthym y byddai'n rhaid i'r cerrynt sy'n llifo trwy'ch elfen fod yn anfeidrol o fach (os ydw i'n=V / R, rwy'n agosáu at sero wrth i R agosáu at anfeidredd). Mae gennych chi' d wrthwynebiad mawr syfrdanol, dim cerrynt, ac felly ni chynhyrchir unrhyw wres. Reit, felly beth pe baem ni'n mynd i'r eithaf arall a gwneud y gwrthiant yn anfeidrol fach. Yna mae gennym ni' d broblem wahanol. Er y gallai'r cerrynt fod yn enfawr, byddai R bron yn sero, felly byddai'r cerrynt yn sipian trwy'r elfen fel trên cyflym heb stopio hyd yn oed, heb gynhyrchu unrhyw wres o gwbl.
Yr hyn sydd ei angen arnom mewn elfen wresogi felly yw cydbwysedd rhwng y ddau eithaf: digon o wrthwynebiad i gynhyrchu gwres, ond nid felly mae'n lleihau'r cerrynt yn ormodol. Mae Nichrome yn ddewis gwych. Mae gwrthiant gwifren nichrome (yn fras) 100 gwaith yn uwch na gwrthiant gwifren yr un maint wedi'i wneud o gopr (dargludydd rhagorol), ond dim ond chwarter cymaint â gwialen graffit o faint tebyg (dargludydd eithaf da) a efallai dim ond miliwn triliwnfed ran o ynysydd da iawn fel gwydr. Mae'r niferoedd yn siarad drostynt eu hunain: mae nichrome yn ddargludydd cyffredin gyda gwrthiant cymedrol yn unig, ac nid ynysydd o bell!
Yn fathemategol ...
Gallwn ddod i'r un casgliad yn union â mathemateg. Mae'r pŵer sy'n cael ei gynhyrchu neu ei ddefnyddio gan lif trydan yn hafal i'r foltedd amseroedd y cerrynt (watiau=foltiau × amps neu P=VI). Gwyddom hefyd o gyfraith Ohm' s fod V=IR. Dileu V o'r hafaliadau hyn a gwelwn mai'r pŵer sy'n cael ei afradloni yn ein elfen yw I2R. Mewn geiriau eraill, mae'r gwres yn gymesur â'r gwrthiant, ond hefyd yn gymesur â sgwâr y cerrynt. Felly mae'r cerrynt yn cael llawer mwy o effaith ar y gwres a gynhyrchir na'r gwrthiant. Dyblwch y gwrthiant ac rydych chi'n dyblu'r pŵer (gwych!), Ond yn dyblu'r cerrynt ac rydych chi'n pedryblu'r pŵer (gwych!). Felly'r cerrynt yw'r hyn sy'n wirioneddol bwysig.
Mae'n hawdd cyfrifo' s fod gwrthiant y ffilament mewn lamp gwynias nodweddiadol ychydig gannoedd o ohms. Rwy'n' ll gadael y cyfrifiad i chi!
