抵抗加熱について

質問

抵抗加熱の基本的な事について質問いたします。

直列回路の
電源>>電線>>電極>>被加熱物>>電極>>電線>>(電源）の組み合わせで、
被加熱物の発熱量はどのように計算するべきでしょうか？
（被加熱物と電極は接触しています）

発熱量＝電流×電流×抵抗×時間だと思うのですが、
抵抗の部分に、単純に被加熱物の抵抗値を入れるだけでしょうか？
電極の抵抗やススなどの抵抗も加味すべきでしょうか？

回答No.2

noname#230359

被加熱物の抵抗値と電極と被加熱物の接触抵抗の比はどの程度ですか
全体的な話をすれば抵抗のあるところはすべて発熱します
電源>>電線>>電極≫（接触抵抗）≫被加熱物≫（接触抵抗）≫電極>>電線>>(電源）
以上のすべてが発熱します
影響の度合いで考えるべきでしょう
当然ススなども抵抗となりますので発熱をします
発熱した熱が何処へ伝わるかも考慮すべきです
この程度でいかがですか
余談ですが
抵抗溶接は非溶接物の接触抵抗を利用しています

接触抵抗は材質よりも電極や非加工物の表面性状（粗さ、酸化物、異物など）により変化します。
私は３０年ほど前から抵抗溶接に関する溶接機の企画設計をしてきましたが、当時の技術課題は繰り返し溶接することにより変化する、電極表面性状で電流値が変化することでした。２０年ほど前に電流値をリアルタイムで測定して補正するシステムが開発されて、溶接の信頼性が急激に高まりました。
非加工物の温度上昇を一定値に保つために電流値を一定に保つシステムを推奨します。そうすれば何処が発熱するかは技術的課題から削除可能です。
抵抗溶接機のメーカーに相談して見てはいかがですか？

お礼

追記ありがとうございます。
現状は、接触抵抗ｏｒ固有抵抗？なので、
発熱の原因をよく調べ対策を行いたいと思います。

補足

早速のご回答ありがとうございます。
電極と被加熱物の接触抵抗は、よく分かりません。
現在分かっていることは、電線・電極の材質はクロム銅、
被加熱物の材質はΦ１０の真鍮ということと、電流は１０００Ａ、
通電時間は２秒前後です。
また、真鍮に付着していた油分が発熱によって、電極に付着しススとなっています。

お恥ずかしながら、接触抵抗についてはノーマークでした、
同じ電極でも接触する材質によって変わってしまうのですか

回答No.1

noname#230359

発熱量の計算式はそれでOKです。

ただし、「被加熱物の抵抗」が、「接触抵抗」や「電線の抵抗」に
比べて十分に大きくない場合、電線や電極からも発熱しますので、
状況によっては考慮する必要があります。

また、抵抗値は温度によって変化しますので注意が必要です。

考慮する必要があるかどうか、この文面だけでは判断する
ことは出来ません。もう少し詳細を書いていただければ詳しく
回答できます。

えらそうなことを言いましたが、あまりお役に立てなそうです。

基本的にはinkyoさんのおっしゃっている通りで、電流が既知
である、または電流で制御しているのであれば、前述の計算式で
「真鍮からの」発熱量は計算可能です。
電極-真鍮の接触抵抗が大きいと、接触部からの発熱が大きくなり、
その熱が真鍮に伝わる可能性があります。

今までずっと使っているのでしたら問題はないのかもしれませんが、
接触抵抗は出来るだけ小さいほうが良いかと思います。
そのために、ススを取る、酸化皮膜を取る、電極-真鍮の接続の圧力を
上げるなどすると良いかと思います。

接触抵抗が上がる→接触部の発熱量が増加し、酸化等進行する→
さらに接触抵抗が増え発熱量が増える

といった悪循環になるかもしれません。

お礼

ひげ仙人様
早速のご回答ありがとうございます。

詳細については上記ｉｎｋｙｏ様の所の補足に記入させて頂きました。
よきアドバイスを願いします。

追記ありがとうございます。
大変勉強になりました。

現状をよく観察し、抵抗加熱の原理をよく理解したうえで、問題の原因について対策を行いたいと思います。