Element grzejny to przewodnik, który podczas przepływu prądu nagrzewa się wskutek strat mocy (zjawisko Joule’a). W takim zastosowaniu kluczowe są: zdolność pracy w bardzo wysokiej temperaturze, odporność na pełzanie i odparowanie oraz trwałość mechaniczna w stanie rozżarzonym.
Wolfram jest klasycznym materiałem na żarniki i elementy pracujące w wysokiej temperaturze, ponieważ ma bardzo wysoką temperaturę topnienia i dobrze znosi długotrwałe nagrzewanie. Dlatego spośród podanych odpowiedzi to on najbardziej odpowiada wymaganiom elementu grzejnego w sensie "żarnika".
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- Aluminium – jest lekkie i dość dobrze przewodzi prąd, ale w typowych zastosowaniach elektromechanicznych używa się go głównie na przewody, szyny lub elementy konstrukcyjne. Nie jest standardowym materiałem na żarniki/elementy rozżarzane w bardzo wysokiej temperaturze.
- Miedź – ma bardzo dobrą przewodność elektryczną i cieplną, co sprzyja odprowadzaniu ciepła (a nie jego lokalnemu utrzymaniu). Z tego powodu miedź jest typowym materiałem na przewody i uzwojenia, a nie na elementy, które mają pracować jako rozżarzone grzałki/żarniki.
- Srebro – również cechuje się bardzo dobrą przewodnością i jest cenne, więc stosuje się je raczej w stykach, powłokach kontaktowych lub elementach wymagających małych strat na połączeniach. Wybór srebra na element grzejny byłby nieuzasadniony technicznie i ekonomicznie.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy pytanie dotyczy "elementu grzejnego" bez doprecyzowania, warto myśleć o materiale, który może pracować w wysokiej temperaturze bez szybkiego zniszczenia. Sama "dobra przewodność" (miedź, srebro) nie jest tu argumentem na plus.
