私の解釈なのでまるごと信用したらダメですよ？
- VAPEの基本構造は電熱線で作った熱でリキッドを蒸発させる
- リチウムイオンバッテリーは容量が減ると電圧が下がるという特性がある
このふたつがまず前提。
そのうえで最低限、この3つの式だけは頭に叩きこむ必要があります。
- \( V = IR \) のオームの法則
- \( P = IV \) の電力公式
- \( Q = I^2Rt \) ジュール熱の公式
Vは電圧、Iは電流、Rは抵抗、tは時間、Pは電力、Qは熱量になります。
この3つの式は電気の流れ方と、熱量の計算に必要になります。
ではまず可変電圧からいきましょう。
可変電圧の意味
電圧を自由に変えられるということは、電圧を指定のものに固定できるという意味があります。メカニカルでは電圧は徐々に下がりました。
電圧を固定することでどんな利点があるのかというと、抵抗が変わらない場合において発生熱量を時間でコントロールできるようになります。
まず、オームの法則を変形させ、Iに関する式にします。
\begin{align}
I = \frac{V}{R} \label{eq:I}
\end{align}
この式\eqref{eq:I}をジュール熱の公式のI部分に代入していきます。
\begin{align}
Q = \left( \frac{ V }{ R } \right )^2Rt = \frac{ V^2 }{ R }t \label{eq:Q}
\end{align}
この式\eqref{eq:Q}から抵抗値が固定の場合、発生する熱量は時間に比例することが求められます。
そしてカンタルで巻いた場合、温度変化による抵抗値の変動はかなり小さいため抵抗値が固定されているものとみなしてもほぼ影響がありません。
可変電圧機ではコイルが同一の場合は熱量が変わりませんが、コイルを変更すると発生する熱量が変わります。
可変電力の意味
電力を自由に変えられるということは、電力を指定のものに固定できるという意味があります。
電力を固定することでどんな利点があるのかというと、抵抗が変わった場合においても発生熱量を時間でコントロールできるようになります。
電力公式にオームの法則をIについて変形した式を代入してみましょう。
\begin{align}
P = \frac{ V }{ R }V = \frac{ V^2 }{ R } \label{eq:P}
\end{align}
この変形した式\eqref{eq:P}を先ほど変形した式\eqref{eq:Q}に代入します。
\begin{align}
Q = \frac{ V^2 }{ R }t = Pt \label{eq:Q2}
\end{align}
この式\eqref{eq:Q2}から電力が固定の場合、発生する熱量は時間に比例することが求められます。
可変電力機は抵抗値を見て適切な電力を生み出すため、可変電圧機ではできなかった「コイルを変えても同じ熱量を発生させる」ことができるようになります。
温度管理の意味
温度管理は発生する熱量が時間に比例している＝パフ時間に左右される蒸発量をもっと積極的にコントロールすることを目的としています。
可変電力機まではパフ時間に左右され熱量がコントロールされました。熱量は蒸発の際の気化熱と、周辺への放熱という形で現れます。
電熱線がリキッド内に完全に沈んでいるならば煙の温度はリキッドの蒸発温度とイコールなのですが、コイルはむき出しであり、周辺への放熱が蒸発したリキッドの煙の温度を更に押し上げます。
温度管理は温度変化による金属抵抗の変化を読み取ることで、コイルの温度を推測して温度をコントロールする機構になります。
温度管理することで、パフ時間が伸びたりあるいはチェーンした場合でも温度は一定以上上がらないという利点が生まれます。
温度管理機は温度管理の特性上細かなオンオフを繰り返します。このため早めにスイッチを入れてパフすると温度管理上限に引っかかってスカることがあります。
これがどうも気に入らないという人もいるわけで、なかなか難しいところですね。