Faire chauffer du métal

[jerepout]

Bonjour,
je cherche à faire chauffer une lame de métal avec l'aide d'une batterie. J'aimerai créer un couteau chauffant permettant de faciliter la découpe des buches glacées.
Auriez vous une idée "sécurisée" pour fabriquer ceci ?
Cdlt
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[jerepout]

Si je fais passer du courant dans le manche, et le recouvre d'un isolant, la conduction thermique du métal faisant le reste, c'est très grossier non ?

[jacknicklaus]

et pourquoi pas un couteau à lame céramique, muni d'un fil (résistance chauffante) sur le bord de coupe du couteau?

[jerepout]

Comment puis-je faire un prototype de cela ? L'idée du fil résistif c'est quoi? Je fais passer du courant à haute intensité ?
Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[antek]

La lame hors utilisation est rangée dans un fourreau où elle est chauffée.
Si la masse de la lame est suffisante ça peut marcher.

[jerepout]

Je veux que cela soit portable. Intégrer une batterie dans le manche. L'activation "du chauffage de la lame' se ferait par l'appui sur un bouton sur le manche

[f6bes]

Bjr à toi,
C'est, vrai pourquoi pas compliquer , si on peut faire simple. J'ai bien peur que
ta batterie dans le manche soit ridicule. Le principe est valable , mais je pense que
la réalisation pratique c'est autre chose.
Prend un couteau électrique sans fil. ( c'est portable si chargé!)
Ta batterie aura les memes contraintes
Bonne journée

[jerepout]

Dans mon desgin, je peux intégrer une batterie de 7.4 V. Je cherche surtout à sécuriser le process. Je suis débutant et j'essaie de créer des petites choses.
J'ai juste peur que le fait de faire passer du courant, afin de le faire chauffer, deviennent un objet "électrisant".
Merci pour votre aide

[f6bes]

Bjr à nouveau,
Tu ne t'électriseras PAS avec du 12v et encore moins du 7.4v.
Par contre tu risques de te bruler suivant le cas!
Avant de vouloir intégrer une batterie il faut déterminer la capacité nécessaire de celle çi.
Ce qui risque de déterminer une batterie assez grosse.
Bonne journée

[albanxiii]

Bonjour,

Je suis débutant et j'essaie de créer des petites choses.

La première chose à faire est de déterminer un ordre de grandeur de l'intensité du courant nécessaire pour faire chauffer votre lame.
Pour cela vous pouvez supposer que toute l'énergie fournie par la pile sera dissipée en chaleur par effet Joule. Il vous faut ensuite estimer la capacité thermique de votre lame et faire un petit calcul.
Je vous laisse faire, c'est la base pour votre projet. Avec cela vous saurez quelle taille de batterie est nécessaire (cf. les messages de f6bes).

[jerepout]

Bonjour albanxii,
merci pour ta réponse.
J'ai déja fait mes petits calculs (autonomie, courant etc..) avec notamment celui de l'effet joule. Je m'intérogge surtout sur la manière de protéger ma lame. SI je passe du courant dans ma lame, il n'ya aucun danger quelle devienne un danger électrique si elle touche un objet en métal par exemple ?

[f6bes]

Remoi,
Donc tu es a classé, dans ceux qui ne comprenne pas vite !
Relis le message n°9 (sur le danger potentiel !)

Je serais curieux de connaitre tes calculs et quels critéres as tu pris ( autonomie, consommation courant...etc..) ?
Bonne journée

[jerepout]

Mais comment faire passer ma lame , pour une résistance, afin qu'elle chauffe. Faire passer du courant engendre forcément une chaleur ,
Quelles sont les moyens pour accentuer cette chaleur ?
Merci infiniment pr votre aide

[jacknicklaus]

Quelles sont les moyens pour accentuer cette chaleur ?

Avec une alimentation en tension, pour produire plus de chaleur par effet Joule, il faut diminuer la résistance électrique R, ou augmenter la tension U générée. P = U²/R.


démarche suggérée :

1) Il faut que tu estimes la quantité de Joules nécessaire pour faire fondre (ou amollir) la bonne quantité de ta bûche glacée lors de la découpe. Juste assez !
2) il faut que tu estimes le temps de découpe souhaité.
1 et 2 = De là tu obtiens des Watts consommés.

3) Puis Il faut que tu imagines les caractéristiques (longueur, section, matériau) de ce qui tiendra lieu de résistance chauffante, lame, fil ou autre. Quelle géométrie ? Comment sera elle alimentée en courant, selon quel circuit fermé ?
4) De là tu obtiens une résistance électrique.
5) Il faut que tu imagines une source de tension (batterie?), en te basant sur des modèles faciles à trouver dans le commerce, et intégrable dans le couteau : tension fournie, capacité (mAh)
4 et 5 = De là tu obtiens des Watts produits.

L'art de l'ingénieur sera d'obtenir les mêmes Watts dans les deux cas, de vérifier que la capacité permet un usage confortable entre deux rechargements de la batterie, de s'assurer qu'aucun court-circuit néfaste ne peut se produire pendant la découpe, que l'ensemble est raisonnablement robuste, ne grille pas tout seul en l'absence de glace à faire fondre, et facile à recharger, etc... etc...
Au travail, c'est ton projet !


PS
Perso, je fais plus simple. je passe quelques secondes le couteau sous un filet d'eau chaude avant de couper la bûche.

[jerepout]

Merci bcp de cette réponse complète. J'ai bien évidemment calculé tout cela. Je ne peux intégrer une batterie supérieur à 5V. De plus, il me faut une puissance comprise entre 2 et 6 W pour faciliter la coupe sans la faire fondre.
Justement, je cherche à optimiser la dépense batterie. Je me demandais donc si il y avait des composants ou petits schéma électronique qui permettait de dégager plus de watts avec la même lame.

[jacknicklaus]

schéma électronique qui permettait de dégager plus de watts avec la même lame.

P = U²/R.
Si R est imposé par la lame, et U par la batterie, comment pensez vous que P varie ?

[f6bes]

Merci bcp de cette réponse complète. J'ai bien évidemment calculé tout cela. Je ne peux intégrer une batterie supérieur à 5V. De plus, il me faut une puissance comprise entre 2 et 6 W pour faciliter la coupe sans la faire fondre.
Justement, je cherche à optimiser la dépense batterie. Je me demandais donc si il y avait des composants ou petits schéma électronique qui permettait de dégager plus de watts avec la même lame.

Remoi,
Il n'existe pas de petit montage qui permette d'obtenir plus de watts .
Si tel était le cas (avoir PLUS D'ENERGIE ) à partir d'une puissance donnée (j'ai 10 watts et mon montage devra me fournir 15 watts)
Les 5 watts tu penses les récupérer ..OU.
Si tel était le cas on n'aurait plus de souci d'énergie sur terre !!
Bonne soirée

[jacknicklaus]

il me faut une puissance comprise entre 2 et 6 W pour faciliter la coupe sans la faire fondre.

Euh...

j'aimerai bien voir le calcul qui donne cette estimation.

[jerepout]

Merci à vous deux.
U et R ne variant pas, et avec un objectif de 5W, il faut donc que I = 1A (P= U²/R; R*I²; U=5;R=5).
La conductibilité thermique de la lame est de K= 0.2 Wm²K-1
La densité de flux de chaleur est Φ=K(Ti-Te) avec Te=0 puisqu’on travaille sur de la glace.
Ainsi, Φ=0.2*25=5 Wm-2.


Au pire, je vais faire en fonction de ce que je vois en terme de réaction. Je sais que je ne peux pas augmenter de batterie, je vais donc réduire ma lame, jusqu'à obtenir un résultat que j'espère (suffisant).



Je peux donc agir ainsi ??

[f6bes]

Remoi, vers
Comment vas tu concevoir ta lame pour que le courant fasse le parcours "aller /retour" que tu présentes ??
Une fois entré dans la lame ( conductrice ) par le fil rouge, le courant va passer DIRECTEMENT vers e fil noir,
SANS se propager dans la lame

Bonn suite

[jerepout]

VOilà mon questionnement depuis le départ f6bes, j'avais du mal formuler mon pb.
Comment garder ce courant afin qu'il chauffe?
Si je'intègreune résistance au sein de la lame, qui par contact thermique chauffe le reste, c'est une mauvaise idée ?

[jerepout]

VOilà mon questionnement depuis le départ f6bes, j'avais du mal formuler mon pb.
Comment garder ce courant afin qu'il chauffe?
Si je'intègre une résistance au sein de la lame, qui par contact thermique chauffe le reste, c'est une mauvaise idée ?

[f6bes]

Remoi,
En théorie, cela devrait fonctionner: une résistance a une "entrée" et une "sortie".
Donc fil rouge (entrée) fil noir (sortie)..ça va chauffer.
Si la résistance est plaqué à la lame, par transfert thermique la lame s'échauffera.
Le probléme c'est qu'avec une pile dans le manche..ça ne fera pas grand chose.
C 'est quasiment voué à l'échec.
Bonne journée

[jacknicklaus]

Remoi, vers
Comment vas tu concevoir ta lame pour que le courant fasse le parcours "aller /retour" que tu présentes ??
Une fois entré dans la lame ( conductrice ) par le fil rouge, le courant va passer DIRECTEMENT vers e fil noir,
SANS se propager dans la lame

Bonn suite

tout à fait. d'où ma remarque dès le message #3...

[jerepout]

Oui, je viens de prototyper aujourd'hui , et l'échauffement à cette puissance est bien trop minime.
Je change de "plan": Je compte sur tla conduction thermique, et mettre des résistances en parrallèle le long de ma lame.
Une résistance chauffe facilement,et je compte en coller en parrallèle afin, à la fois d'optimiser la diffusion, et aussi de ne pas dépenser "énergiquement".
Je pense qu'il vaut mieux répartir les résistances (en parrallèle), plutôt que d'en mettre UNE seule, et de devoir fournir assez pour qu'elle chauffe suffisamment et puisse diffuser sur le reste du métal.

Suis je sur la bonne voie ?

[jerepout]

Les résistances sont placés en parrallèle.

[f6bes]

Oui, je viens de prototyper aujourd'hui , et l'échauffement à cette puissance est bien trop minime.
Je change de "plan": Je compte sur tla conduction thermique, et mettre des résistances en parrallèle le long de ma lame.
Une résistance chauffe facilement,et je compte en coller en parrallèle afin, à la fois d'optimiser la diffusion, et aussi de ne pas dépenser "énergiquement".
Je pense qu'il vaut mieux répartir les résistances (en parrallèle), plutôt que d'en mettre UNE seule, et de devoir fournir assez pour qu'elle chauffe suffisamment et puisse diffuser sur le reste du métal.

Suis je sur la bonne voie ?


Pièce jointe 371787

Remoi, Il reste plus à nous dire qu'elle pile tu vas utiliser et sa capacité en mAh
et la valeur de tes résistances.
Bonne bidouille