通过计算单位时间内硅碳棒所需的热量来确定硅碳棒的额定功率。根据由硅碳棒传递到土体中的热量、熔融热熔材料所需的热量、热熔成型升温至900 ℃所需的热量以及硅碳棒与成型短节之间空气吸收的热量，四部分热量的总和为硅碳棒所要产生的热量。到硅碳棒的额定功率6kW。

       还需要说明的一点是，实验中相电的星形接法，这样做的好处是:高强石墨材料硅碳棒采用的通电方式为三相比于三相电的三角形接法，星形接法的线电流要比三角形接法的要小，有利于实验室中实验人员的安全(方晓亮，2014)在后文中对栅状结构建模分析中，加载边界条件时采用三相电星形接法进行加载。

       对常用的几种发热结构，结合实验中采用的结构尺寸，计算圆柱体、圆筒、栅状以及螺旋状四种硅碳棒的硅碳棒电阻、电流以及表面负荷率的值。为后面建模过程中边界条件的加载提供理论依据。

硅碳棒电阻、电流的计算

       在已知硅碳棒电功率P为6kW的前提下，结合实验中所用发热体材料为高强石墨，硅碳棒电阻率p =1352 . mmz/m。设计硅碳棒为圆柱体，半径R =25mm,长度L为200mm，进行硅碳棒电阻及电流计算。通过下列公式计算:代入数据得到结构硅碳棒电阻:R二1.32 x 10-352P=IzR(W)得到电流一探代入数据，得电流约为2132.01A。

       将发热体设计为圆柱体时，由计算得出的结果知道，在本身材料硅碳棒电阻率很低的基础上，该结构的硅碳棒电阻值很小，定功率下，其电流值较大。

       通过软件模拟圆柱体在通电之后的发热情况。通过改变半径值，比较发热体的发热情况如下所示:

       通过上面两张图中发热温度的比较，可知，在所通电流相同的情况下，半径的减小，意味着结构的横截面积减小，相应其硅碳棒电阻增加。通过改变结构半径，可以改善其发热温度。

       通过比较相同半径，所加电流不同即对比图4-3和图4-4，图4-2和图4-5可知，半径为10mm的圆柱体在电流由80A增加到100A时，发热温度得到了大幅提升，但是对于半径为25mm的圆柱体，发热温度并没有显著的提升。根据理论计算得出的所需电流值是很大的，小幅度加大电流是没有效果的。由此，当将结构大直径改为小直径时，结构硅碳棒电阻得到提高，相应所用电流减小。当结构直径较大时，不改变结构尺寸，单从增加电流的角度来提高其发热温度，效果并不理水目。

       通过文献，理论计算与软件模拟，确定了硅碳棒设计为圆柱体的不合理性。表现为:圆柱体表面积相对圆筒状发热结构和栅状发热结构都要小一些，表面负荷率就要大，不利于材料的长期使用。(2>圆柱体硅碳棒，想在较短时间内达到所需温度，需要较大的电流，在实验室中是不安全的。http://www.zbqunqiang.cn/