A ciência por trás do aquecimento elétrico e do conforto.

A vida moderna tornou-se dependente principalmente de itens de aquecimento elétrico, pois eles proporcionam conforto e calor durante o inverno. Conhecer a ciência por detrás destes bens permite-nos valorizar a sua utilidade.
A conversão de energia elétrica em calor é o núcleo do aquecimento elétrico. Diferentes componentes de aquecimento permitem fazer isso. Para alguns cobertores elétricos e aquecedores de ambiente, por exemplo, o fio de nicromo é um elemento de aquecimento padrão. Alta resistência à passagem de corrente elétrica, o nicrômio é uma liga de níquel e cromo. A resistência do fio de nicromo o aquece quando uma corrente elétrica flui através dele. Isso se baseia na lei do aquecimento de Joule, que afirma que a resistência do condutor, o quadrado da corrente que passa por ele e a duração da corrente determinam diretamente o calor gerado em um condutor.
Cobertores elétricos destinam-se a distribuir esse calor de maneira justa. Cuidadosamente girados no pano em um padrão garantido para uma cobertura consistente estão os fios de aquecimento. Normalmente, o tecido é feito de combinações de materiais que são fortes condutores de calor e macios para a pele. Isso ajuda o calor a passar dos fios para o usuário muito rapidamente. As configurações de aquecimento móveis dos cobertores elétricos controlam a quantidade de corrente que passa pelos fios de aquecimento. Uma configuração de calor mais baixa diminui a corrente, o que produz um efeito de aquecimento mais suave; uma configuração de calor mais alta aumenta a corrente e, portanto, a produção de calor. Isso permite que os usuários ajustem o calor de acordo com seu nível de conforto e a temperatura ambiente.
Embora tenham recursos extras para dispersão eficaz do calor, os aquecedores de ambiente usam as mesmas ideias. Um ventilador aciona certos aquecedores para soprar ar sobre o elemento aquecido. Esta convecção induzida acelera a distribuição do ar aquecido pela sala. A direção do ventilador e o design da caixa do aquecedor podem ser melhorados para garantir que o ar quente chegue a todos os cantos da sala. Por outro lado, os aquecedores infravermelhos operam irradiando luz infravermelha. As coisas e as pessoas na sala absorvem esta radiação, aquecendo-as diretamente, sem aquecer sensivelmente o ar entre elas. Particularmente em grandes espaços abertos onde a perda de calor devido ao movimento do ar é um problema, este pode ser um método de aquecimento mais eficiente em termos energéticos.
Essas ideias de aquecimento também são usadas em roupas com aquecimento elétrico, como luvas e coletes. Estrategicamente localizados em regiões onde a retenção de calor é vital, como o peito e as costas nos coletes e os dedos e dorso das mãos nas luvas, estão os elementos de aquecimento. Os materiais isolantes utilizados na confecção das roupas captam o calor produzido pelos elementos, mantendo assim a usuário quente. As baterias recarregáveis ​​desses dispositivos fornecem aos elementos de aquecimento uma corrente consistente. Para fornecer um período de tempo de aquecimento aceitável antes de ser necessária a recarga, a capacidade da bateria e o consumo de energia dos componentes de aquecimento são combinados.
A ciência dos materiais combinada com as ideias da engenharia elétrica define a ciência subjacente ao aquecimento elétrico. Compreender como funcionam os componentes de aquecimento, como o calor é fornecido e como a temperatura pode ser regulada ajuda os fabricantes a projetar produtos com um calor agradável e eficaz. Estes produtos - que vão desde aquecer uma sala com um aquecedor até manter o calor no exterior com roupas aquecidas - baseiam-se em ideias científicas bem estabelecidas para melhorar o conforto humano durante o tempo frio, quer isso signifique uma boa noite de sono com um cobertor eléctrico.