[科普中国]-电阻加热

电阻加热是指利用电流通过电阻体的热效应，对物料进行电加热的方法。电阻加热应用于从加热熔融金属到加热食物的方方面面

简述电阻加热是最简单（也是最老的）基于电力的加热方法，可加热金属、熔融金属或非金属，效率几乎可达到100%，同时工作温度可达到2000℃。故而可应用于高温加热，也可应用于低温加热。由于其可控性和快速升温的特性，电阻加热应用于从加热熔融金属到加热食物的方方面面。

电阻加热是利用电流流过导体的焦耳效应产生的热能对物体进行的电加热。电阻加热可分为间接电阻加热和直接电阻加热两大类。间接电阻加热是让电流通过电热元件或导电介质，例如电阻丝、热敏电阻（PTC）、电热膜等，使电热元件首先发热，然后利用电热元件产生的热量以热传导、热对流或热辐射等方式间接加热目标物体。传统的利用埋入模具中的电热元件加热模具的方法均属于间接电阻加热。1

特点电阻加热一般具有以下特点：

①物料的加热温度可在高于室温直到约3000℃的宽广范围内按加热工艺需要选定，且可得到精确的控制；

②物料可选择在按工艺需要的环境中，如在真空、控制气氛、液态介质等中进行加热和处理（如真空电阻炉、控制气氛电阻炉、电热浴炉等），真空度或一些气氛中的气体成分可自动控制；

③加热均匀；

④热效率高；

⑤对环境污染少。2

分类电阻加热是获取电热的主要形式，它又分为直接电热和间接电热两种。

1．直接电热法

直接电热法是指使电流通过被加热物体本身，利用被加热物体本身的电阻发热而达到加热目的。其主要用来加热形状规则的物质，例如在家用电器中，利用水本身的电阻加热水的热水器等。

利用直接电热法时，待热物体两端直接接到电路中，用一个具有抽头的变压器或一个变阻器来调节工作电压或工作电流。在热水器内，外电路中提供的电位差保持不变，而水的电阻则以改变电极位置和电极面积大小或水位高低的办法来调节。需要注意的是，凡是利用直接电热法加热的物体，其本身必须具有一定的电阻值，本身电阻值太小或太大都不适宜采用直接电热法。

2．间接电热法

间接电热法与直接电热法相反，它是电流通过的回路，并不是所需加热的物体，而是使用另一种专门材料制成的电热元件。电流使电热元件产生热量，再利用不同的传热方式（辐射、对流及传导）将热量传送到被加热物体中。这种间接电热法电阻加热形式是如今使用较为广泛的一种加热形式，主要用来加热和干燥物体。小至电吹风，大至电阻炉，都广泛采用这种间接电热法。2

装置电阻加热装置具有结构简单、温度调节范围较大和便于安装维修等优点。

如今我国有的厂家直接用电热丝做加热元件，即将电阻丝先绕制成螺旋弹簧状，再将该电热丝穿在特制的陶瓷管或带孔的陶瓷元件内，安放在加热板或模具的加热孔中，应注意与加热板等金属部件绝缘。这种办法虽然成本低廉，但电阻丝与空气直接接触容易氧化损耗，使用寿命短，此外电阻丝暴露在外面也不太安全。

另一种形式是在模具的表面用电热套或电热圈加热，它是将电阻丝绕制在云母片上之后，再装夹进一个特制的金属外壳里，电阻丝和金属外壳之间用云母片绝缘。电热套应与模具外形相吻合，最常见的有矩形和圆形两种。使用时可以根据模具加热部位的形状进行选用。矩形电热套是由4个电热片构成，用导线和螺钉连接在一起，也通过螺钉夹紧在模具上，这种加热形式常用于中小型热塑性塑料注射模具。由于电热套有一面与大气相接触，因此，热损比电热棒大，即加热同一幅模具若采用电热套比用电热棒需耗费更大的功率。

最常用的方式是在模具上要冷却的相关部位钻孔，将电热棒插入。根据模具所需加热功率选用加热棒的型号和数量，确定连接方式（并联或串联），由于电阻丝与外界空气隔绝，因此，不易氧化，使用寿命长，当电热棒烧坏时可以方便地进行更换，而不必拆开整副模具和加热板。但是，开设加热孔时，受型芯、成型镶块和顶出脱模零件结构的限制。3

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学