Как можно повысить силу тока, так чтобы нагревалась нихромовая нить?

Резка стеклянных бутылок нихромовой проволокой  от неудачного опыта к совершенству. Почитал вот тут статью про то, как режут бутылочное стекло при помощи физики.  В двух словах — в опыте используются нитки, горючая смесь и емкость с водой. Я решил повторить этот опыт, просто для интереса. Наверно не добрал лабораторных занятий в школе и институте. )))

Хочу рассказать Вам о своих неудачах и удачных опытах, а также выводах которые я сделал — чем и как правильно резать бутылки и главное зачем…

В качестве основы для пропитки выбрал обычную тонкую бечевку, в качестве горючей жидкости керосин (он не так вспыхивает, да и под рукой оказалась бутылка с ним для заправки ламп) Сначала хотел, как советуют налить в бутылку воду по линию среза, но потом попробовал — так она будет стоять вертикально, и огонь будет греть верх неравномерно, поэтому от этого отказался.

Первый опыт — неудачный. Нитки пропитаны и намотаны, я поджигаю их, равномерно кручу бутылку, огонь движется вокруг нее по нитке. Грел секунд 30, затем кинул в бочку с водой (вода была буквально ледяной — все происходило на улице). Прозвучал долгожданный щелчок — бутылка лопнула. Результат на фото, как видно края скола неровные:

Опыт повторял еще несколько раз с разными жидкостями и нитками и вывод неутешительный — добиться ровных сколов нереально. Прогрев происходит неравномерно т.к. заставить гореть нитку и греть стекло строго по линии трудно чрезвычайно…

Стал думать, чем можно заменить нитку чтобы равномерно прогреть бутылку по кругу… и кажется придумал.

Раньше я занимался выжиганием по дереву с помощью нихромовой проволоки: Устройство  для этого нужно элементарное – рабочий режущий инструмент виден на фото.

Сразу предупрежу — все опыты проводите в перчатках – осторожнее с раскаленной нитью и электричеством. Используйте крепления и зажимы, чтобы не держать нить и одновременно экспериментировать. Проверено на личном опыте – ожоги от нити заживают долго )))

Конструкция прибора для резки стекла — трасформатор-источник питания, два провода, выключатель, нихромовая проволока-нить накаливания между контактами. На одном проводе закреплен выключатель, к которому прикручено крепление с зажимом на болтике, закрепленном на куске пластика. Один конец нихромовой проволоки зажимаем в нем.

На конце другого конаца нихромовой нити делаем петельку за которую цепляем крючок из толстой проволоки можно в изоляции. За него будем держаться рукой.

Первый провод подводим к выключателю и от него ток по контакту течет к зажиму и нихромовой нити. Конец второго просто наматываем перед петлей на другой конец нихромовой проволоки.

Нихромовую проволоку если ее у Вас нет, можно изъять из старых утюгов, нагревающихся приборов и т.д. – это обычная нить накаливания в них.

Также понадобится трансформатор преобразующий 220 в 30- 20 волт. Плюс диодный мост к нему т.е. выпрямитель для получения постоянного тока.

У меня трансформатор чуть усовершенствован к нему подключен мощный реостат, поэтому длину нихромовой проволоки я беру произвольную, какая есть, а затем регулирую напряжении от 5 до 35 вольт прокручивая ручку.

Если нет реостата, то для ориентации – нетолстая, толщиной в шелковую нитку, проволока длинной 50 см греется от 28 вольт до красна – как раз то, что надо для наших опытов.

Не беда если Вы чуть не угадаете с размером проволоки (но лучше брать всегда с запасом) – второй конец провода который наматываем перед петлей держателем можно двигать по всей длине нихромки и добиться того накала, который нужен.

Второй опыт с бутылкой и нихромовой нитью — успешный. Прочно закрепляем один конец проволоки в тисках или просто вбив гвоздик в стену, второй с выключателем берем в руку. Оборачиваем бутылку проволокой в нужном месте. Важно подровнять концы так, чтобы они не замыкались и между ними было минимальное расстояние в миллиметр, иначе проволока замкнет и перегорит. А также, чтобы срез был идеально ровным, следите, чтобы проволока оборачивалась ровным кругом без перекосов и волн.

Под закрепленную конструкцию ставим ведро с водой.

Начинаем резку — включаем ток одной рукой в которой держите выключатель. Второй рукой держите бутылку. Проволока накаляется до красна. Ждем 30 секунд или чуть дольше.

Бутылка прогревается – можно даже заметить, как меняется цвет стекла. Затем без суеты выключаем ток, ослабляем натяжение проволоки и опускаем бутылку в воду.

Происходит щелчок и Вы получаете скол бутылки который почти идеален !

Сразу предупрежу, что легко режутся бутылки из под пива и вина т.е. более или менее тонкостенные. Несколько раз пытался разрезать стекло на фирменных толстых бутылках из под водки – идет очень туго. Выход один – однозначно нужно дольше греть но результат не всегда гарантирован. Вот фото разрезанных бутылок:

ВНИМАНИЕ сколы у бутылок острые как бритва , поэтому их нужно сточить. Для этого берем обычный брусок для заточки ножей. Затем в перчатках, под водой (если не хотите чтобы мелкие осколки разлетелись повсюду) в той же емкости что уже использовали, стачиваем края по кругу.

• 
• Теперь о том зачем резать бутылки. Чтобы сделать вот такую красоту:
• Но это уже другая история…

Источник: http://samodelka.net/blog/instrument/376.html#comment831

dRezina созерцатель

• Активность: 18k
• Пол: Мужчина

dRezina созерцатель

Источник: https://masterlomaster.samodelkinoblog.com/152676420133063332/rasskaz-mastera-led-i-plamya-kak-ya-rezal-butylki-ili-nihrom-pobezhdaet-vse/

Расчет нихрома для паяльника

Предложенный калькулятор может быть использован для подсчета и примерной оценки необходимой длины нихромовой проволоки наиболее распространенных в настоящее время марок Х20Н80, Х20Н80-Н и Х15Н60 для нагревателей.

Для расчета потребуются следующие данные: желаемая мощность нагревателя. питающее напряжение и стандартное значение диаметра используемой проволоки.

Вначале, исходя из заданных параметров определяется сила тока (I=P/U). Далее, производится расчет сопротивления всего нагревательного элемента (R=U/I).

После проведения расчета рекомендуется убедиться в соответствии полученного расчетного тока его допустимому значению из приведенной ниже таблицы:

• Если полученный ток превышает допустимый, необходимо повторить расчет, выбрав большее значение диаметра нихромовой проволоки или снизив мощность нагревательного элемента.
• Обязательно следует учесть, что допустимые значения тока в зависимости от выбранного диаметра проволоки и температуры нагрева, приведенные в таблице стоит рассматривать для нагревателей, закрепленных в горизонтальном состоянии в воздушной среде.
• Так, в случае если спираль погружена в нагреваемую жидкость, то допустимый ток может быть увеличен в 1,1-1,5 раза, а закрытое расположение спирали в связи с гораздо худшим охлаждением наоборот, предполагает уменьшение допустимого тока в 1,2-1,5 раза.

Как рассчитать спираль из нихрома

При навивке спирали из нихрома для нагревательных элементов, операцию зачастую выполняют методом проб и ошибок, а затем подают напряжение на спираль и по нагреву нихромовой проволоки, нити подбирают требуемое количество витков.

Обычно такая процедура занимает много времени, а нихром теряет свои характеристики при множественных перегибах, что приводит к быстрому прогоранию в местах деформации. В худшем случае из делового нихрома получается нихромовый лом.

Чтобы правильно рассчитать нихромовую спираль (напряжение сети 220 В), предлагаем воспользоваться данными приведенными в таблице, из расчета, что удельное сопротивление нихрома = (Ом · мм 2 / м)

С ее помощью можно точно определить длину намотки виток к витку. В зависимости от Ø нихромовой проволоки и Ø стержня, на который наматывается нихромовая спираль. Пересчитать длину спирали из нихрома на другое напряжение нетрудно, использовав простую математическую пропорцию.

  Как устроена автомобильная антенна

Длина нихромовой спирали в зависимости от диаметра нихрома и диаметра стержня

Ø нихрома 0,2 мм

Ø нихрома 0,3 мм
нихрома 0,4 мм
Ø нихрома 0,5 мм
Ø нихрома 0,6 мм
Ø нихрома 0,7 мм

Ø стержня, мм
длина спирали, см

Ø

стержня, мм

длина спирали, см

Ø

стержня, мм

длина спирали, см

Ø

стержня, мм

длина спирали, см

Ø

стержня, мм

длина спирали, см

1. Ø
2. стержня, мм
3. длина спирали, см

1,5
49
1,5
59
1,5
77
2
64
2
76
2
84

2
30
2
43
2
68
3
46
3
53
3
64

3
21
3
30
3
40
4
36
4
40
4
49

4
16
4
22
4
28
5
30
5
33
5
40

5
13
5
18
5
24
6
26
6
30
6
34

6
20
8
22
8
26

Например, требуется определить длину нихромовой спирали на напряжение 380 В из проволоки Ø 0,3 мм, стержень для намотки Ø 4 мм. Из таблицы видно, что длина такой спирали на напряжение 220 В будет равна 22 см. Составим простое соотношение:

X = 380 · 22 / 220 = 38 см

Намотав нихромовую спираль, подключите ее, не обрезая, к источнику напряжения и убедитесь в правильности намотки. У закрытых спиралей длину намотки увеличивают на 1/3 значения, приведенного в таблице.

Расчет электронагревательных элементов из нихромовой проволоки

• Длину нихромовой проволоки для изготовления спирали определяют исходя из необходимой мощности.
• Пример: Определить длину проволоки из нихрома для нагревательного элемента плитки мощностью P = 600 Вт при Uсети=220 В.
• 1) I = P/U = 600/220 = 2,72 A
• 2) R = U/I = 220/2,72 = 81 Ом
• 3) По этим данным (см. таблицу 1) выбираем d=0,45; S=0,159
• тогда длина нихрома
• l = SR / ρ = 0,159·81 /1,1 = 11,6 м
• где l — длина проволоки (м)
• S — сечение проволоки (мм 2 )
• R — сопротивление проволоки (Ом)

ρ — удельное сопротивление (для нихрома ρ=1.0÷1.2 Ом·мм 2 /м)

Основные сведения и марки нихрома

Нихромом называют сплав никеля и хрома с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. У этого материала параметры зависят от конкретного соотношения веществ в сплаве, но в среднем лежат в пределах:

• удельное электрическое сопротивление — 1,05-1,4 Ом*мм 2 /м (в зависимости от марки сплава);
• температурный коэффициент сопротивления — (0,1-0,25)·10 −3 К −1 ;
• рабочая температура — 1100 °C;
• температура плавления — 1400°C;

В таблицах удельное сопротивление часто приводится в мкОм*м (или 10 -6 Ом*м) – численно значения те же, разница в размерности.

В настоящее время есть две самых распространённых марки нихромовой проволоки:

• Х20Н80. Состоит на 74% из никеля и на 23% хрома, а также по 1% железа, кремния и марганца. Проводники этой марки можно использовать при температуре до 1250 ᵒ С, температура плавления – 1400 ᵒ С. Также он отличается повышенным электросопротивлением. Сплав применяют для изготовления элементов нагревательных приборов. Удельное сопротивление – 1,03-1,18 мкОм·м;
• Х15Н60. Состав: 60% никеля, 25% железа, 15% хрома. Рабочая температура не более 1150 ᵒ С. Температура плавления – 1390 ᵒ С. Содержит больше железа, что повышает магнитные свойства сплава и увеличивает его антикоррозийную устойчивость.

  Автоматическое зарядное устройство для акб своими руками

Более подробно о марках и свойствах этих сплавов вы узнаете из ГОСТ 10994-74, ГОСТ 8803-89, ГОСТ 12766.1-90 и других.

Как уже было сказано, нихромовая проволока применяется повсеместно где нужны нагревательные элементы. Высокое удельное сопротивление и температура плавления позволяют использовать нихром в качестве основы для разных нагревательных элементов, начиная от чайника или фена, заканчивая муфельной печью.

Методики расчета

По сопротивлению

Давайте разберемся как рассчитать длину нихромовой проволоки по мощности и сопротивлению. Расчёт начинается с определения требуемой мощности. Представим, что, нам нужна нить из нихрома для паяльника малых размеров мощностью в 10 Ватт, который будет работать от блока питания на 12В. Для этого у нас есть проволока диаметром 0.12 мм.

1. Простейший расчет длины нихрома по мощности без учета нагрева выполняется так:
2. Определим силу тока:
3. Расчет сопротивления нихромовой проволоки проводим по закону Ома:
4. Длина проволоки равна:
5. где S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление.
6. Или по такой формуле:

Но сначала нужно рассчитать удельное сопротивление для нихромовой проволоки диаметром 0.12мм. Оно зависит от диаметра – чем он больше, тем меньше сопротивление.

Тоже самое можно взять из ГОСТ 12766.1-90 табл. 8, где указана величина в 95.6 Ом/м, если по ней пересчитать, то получится почти тоже самое:

Для нагревателя мощностью 10 ватт, который питается от 12В, нужно 15.1см.

• Если вам нужно выполнить расчет числа витков спирали, чтобы её свить из нихромовой проволоки такой длины, то используйте следующие формулы:
• Длина одного витка:
• где L и d – длина и диаметр проволоки, D – диаметр стержня на котором будут мотать спираль.
• Допустим мы будем мотать нихромовую проволоку на стержень диаметром 3 мм, тогда расчеты проводим в миллиметрах:

Но при этом нужно учитывать, способен ли вообще нихром такого сечения выдержать этот ток. Подробные таблицы для определения максимального допустимого тока при определенной температуре для конкретных сечений приведены ниже. Простыми словами – вы определяете, до скольки градусов должна греться проволока и выбираете её сечение для расчётного тока.

Также учтите, что если нагреватель находится внутри жидкости, то ток можно увеличить в 1.2-1.5 раз, а если в замкнутом пространстве, то наоборот – уменьшить.

  Что такое штуцерное соединение

По температуре

Проблема приведенного выше расчёта в том, что мы считаем сопротивление холодной спирали по диаметру нихромовой нити и её длине. Но оно зависит от температуры, при этом же нужно учитывать при каких условиях получится её достичь. Если для резки пенопласта или для обогревателя такой расчет еще применим, то для муфельной печи он будет слишком грубым.

1. Приведем пример расчетов нихрома для печи.
2. Сначала определяют её объём, допустим 50 литров, далее определяют мощность, для этого есть эмпирическое правило:

• до 50 литров – 100Вт/л;
• 100-500 литров – 50-70 Вт/л.

• Тогда в нашем случае:
• Дальше считаем силу тока и сопротивление:
• Для 380В при подключении спиралей звездой, расчет будет следующим.
• Делим мощность на 3 фазы:
• Pф=5/3=1,66 кВт на фазу
• При подключении звездой, к каждой ветви прикладывается 220В (фазное напряжение, может отличаться в зависимости от вашей электроустановки), тогда ток:
• Для соединения треугольником рассчитываем по линейному напряжению 380В:

Для определения диаметра учитывают удельную поверхностную мощность нагревателя. Рассчитаем длину, удельные сопротивления берем с табл. 8. ГОСТ 12766.1-90, но прежде определим диаметр.

Для расчета удельной поверхностной мощности печи используют формулу.

Bэф (зависит от теплопринимающей поверхности) и a (коэф. Эффективности излучения) – выбираются по следующим таблицам.

1. Итак, для нагрева печи до 1000 градусов, возьмём температуру спирали в 1100 градусов, тогда по таблице подбора Вэф выбираем значение в 4,3 Вт/см 2 , а по таблице подбора коэффициента а – 0,2.
2. Диаметр определяют по формуле:

рт – удельное сопротивление материала нагревателя при заданной t, определяется по ГОСТ 12766.1, таблица 9 (приведена ниже).

• Для нихрома Х80Н20 – 1,025
• Тогда для подключения к трёхфазной сети по схеме «Звезда»:
• Длина рассчитывается по формуле:

Значения отличаются из-за высокой температуры спирали, проверка не учитывает ряда факторов. Поэтому примем за длину 1 спирали – 42м, тогда для трёх спиралей нужно 126 метров нихрома 1,3 мм.

Заключение

Таким образом вы можете посчитать длину проволоки для нихромовой спирали и определить нужный диаметр по мощности, сечению и температуре. Важно при этом учитывать:

• условия окружающей среды;
• расположение нагревательных элементов;
• температуру спиралей;
• температуру, до которой должна нагреться поверхность и другие факторы.

Даже приведенный расчет, несмотря на его сложность, нельзя назвать достаточно точным. Потому что расчет нагревательных элементов — это сплошная термодинамика и можно привести еще ряд факторов, которые влияют на его результаты, например, теплоизоляцию печи и прочее.

На практике после оценочных подсчетов спирали добавляют или убирают в зависимости от полученного результата или используют температурные датчики и устройства для её регулировки.

Расчет нихрома для паяльника Ссылка на основную публикацию

Источник: https://MyTooling.ru/instrumenty/raschet-nihroma-dlja-pajalnika

Резистор из нихромовой проволоки

Многие сейчас меняют лампы накаливания в габаритных огнях автомобилей на светодиодные. В этом решении есть как свои достоинства, так и недостатки, одним из которых является необходимость доработки штатного реле контроля исправности ламп. Если же его оставить как есть, то при установке светодиодов в габариты на панели приборов будет гореть лампочка, сигнализирующая о неисправности лампы габарита. Вариант доработки реле, рассмотренный в статье об установке светодиодов в габариты имеет свои недостатки, а именно повышенный нагрев устанавливаемых резисторов в реле, так как сопротивление берется с запасом для гарантированного срабатывания реле даже в случае установки самых маломощных светодиодов. Также в случае замыкания возможна ситуация, что штатный предохранитель не сгорит, а вместо него сгорит от перегрева указанный резистор в реле.

Поэтому такие резисторы желательно изготавливать самостоятельно из нихромовой проволоки. Такой резистор лучше охлаждается, а номинал резистора в реле рекомендуется подбирать под конкретную светодиодную лампу, точнее под ее мощность.

• Впрочем, сопротивление можно посчитать самостоятельно, это довольно просто. Нам нужно чтобы падение напряжения на резисторе было около 20 мВ и не меньше 17 мВ:
• Ток через светодиод будет равен: I = P / U = 0,5 Вт / 12В = 0,0416 А;
• Тогда сопротивление резистора в реле R = U / I = 0,02 В/0,0416 А = 0,5 Ом.

Сделать проволочный резистор из нихромовой проволоки заданного сопротивления довольно несложно. Для этого нужно знать удельное сопротивление, и площадь поперечного сечения проволоки. Далее пользуемся формулой из школьного курса физики:

1. R = p х L / S (R – сопротивление в Омах; L – длина, м; p – удельное сопротивление нихрома в Ом х мм2; S – площадь поперечного сечения проволоки)
2. Тогда указанная длина проволоки для намотки резистора будет равна:
3. Вот пример изготовления проволочного резистора из нихромовой проволоки:

А это вариант доработанного таким образом реле контроля исправности ламп.

Для изготовления низкоомных резисторов необходимо по данным справочника по электротехнике (или справочника радиолюбителя) определить, какой длины нужно взять медный (в изоляции) провод, чтобы сопротивление этого отрезка провода было равно сопротивлению требуемого резистора.

Затем зачищают и облуживают начало и конец отрезка провода и припаивают их к проволочным выводам стандартного резистора, номиналом от единиц до сотен килоом.

Полученную петлю из провода, которая в зависимости от сечения провода и требуемого сопротивления резистора может иметь длину от нескольких сантиметров до нескольких метров, складывают вдвое посередине петли и затем спаренный провод наматывают (это так называемая бифилярная намотка) внавал на корпус использованного стандартного резистора. Намотанный провод закрепляют нитками.

  Лада веста св кросс универсал фото цвета

После этого проверяют номинал вновь изготовленного резистора. Обычно отклонение от номинала составляет более 5 что вполне достаточно для большинства схем.

Для изготовления резисторов номиналом от 0,05 до 10 Ом достаточно использовать провода диаметром от 0,08 до 0,35 мм.

Габариты изготовленных таким образом резисторов в основном определяются размером использованного для намотки стандартного резистора, а мощность рассеяния оказывается достаточной для большинства электрических схем.

Если мощность полученного резистора окажется недостаточной (он будет нагреваться выше 60°), то потребуется взять медный провод большего диаметра вплоть до 1-1,5 мм.

В этом случае увеличится требуемая длина провода, а, следовательно, и габаритные размеры изготовленного резистора.

Возможно потребуется использование специального каркаса для размещения в нем всей массы провода. Но в любом случае намотка провода обязательно должна быть бифилярной, так как это сводит к минимуму индуктивность резистора и повышает диапазон частот, на которых возможно его использование.

В качестве примера определения требуемой длины медного провода рассмотрим следующий: требуется резистор номиналом 2 Ом. Имеется провод ПЭЛ диаметром 0,14мм.

Из справочника [1] определяем, что сопротивление 1 м провода данного диаметра равно 1,14 Ом.

Следовательно, для определения искомой длины требуемого отрезка провода (X) необходимо решить пропорцию 1/1,14 Ом = Х(м)/20 Ом. Отсюда Х(м) = 1 м х 2 Ом/1,14 Ом = 1,75 м.

Основные сведения и марки нихрома

Нихромом называют сплав никеля и хрома с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. У этого материала параметры зависят от конкретного соотношения веществ в сплаве, но в среднем лежат в пределах:

• удельное электрическое сопротивление — 1,05-1,4 Ом*мм 2 /м (в зависимости от марки сплава);
• температурный коэффициент сопротивления — (0,1-0,25)·10 −3 К −1 ;
• рабочая температура — 1100 °C;
• температура плавления — 1400°C;

В таблицах удельное сопротивление часто приводится в мкОм*м (или 10 -6 Ом*м) – численно значения те же, разница в размерности.

В настоящее время есть две самых распространённых марки нихромовой проволоки:

• Х20Н80. Состоит на 74% из никеля и на 23% хрома, а также по 1% железа, кремния и марганца. Проводники этой марки можно использовать при температуре до 1250 ᵒ С, температура плавления – 1400 ᵒ С. Также он отличается повышенным электросопротивлением. Сплав применяют для изготовления элементов нагревательных приборов. Удельное сопротивление – 1,03-1,18 мкОм·м;
• Х15Н60. Состав: 60% никеля, 25% железа, 15% хрома. Рабочая температура не более 1150 ᵒ С. Температура плавления – 1390 ᵒ С. Содержит больше железа, что повышает магнитные свойства сплава и увеличивает его антикоррозийную устойчивость.

  Заушина для гарнитуры своими руками

Более подробно о марках и свойствах этих сплавов вы узнаете из ГОСТ 10994-74, ГОСТ 8803-89, ГОСТ 12766.1-90 и других.

Как уже было сказано, нихромовая проволока применяется повсеместно где нужны нагревательные элементы. Высокое удельное сопротивление и температура плавления позволяют использовать нихром в качестве основы для разных нагревательных элементов, начиная от чайника или фена, заканчивая муфельной печью.

Методики расчета

По сопротивлению

Давайте разберемся как рассчитать длину нихромовой проволоки по мощности и сопротивлению. Расчёт начинается с определения требуемой мощности. Представим, что, нам нужна нить из нихрома для паяльника малых размеров мощностью в 10 Ватт, который будет работать от блока питания на 12В. Для этого у нас есть проволока диаметром 0.12 мм.

• Простейший расчет длины нихрома по мощности без учета нагрева выполняется так:
• Определим силу тока:
• Расчет сопротивления нихромовой проволоки проводим по закону Ома:
• Длина проволоки равна:
• где S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление.
• Или по такой формуле:

Но сначала нужно рассчитать удельное сопротивление для нихромовой проволоки диаметром 0.12мм. Оно зависит от диаметра – чем он больше, тем меньше сопротивление.

Тоже самое можно взять из ГОСТ 12766.1-90 табл. 8, где указана величина в 95.6 Ом/м, если по ней пересчитать, то получится почти тоже самое:

Для нагревателя мощностью 10 ватт, который питается от 12В, нужно 15.1см.

1. Если вам нужно выполнить расчет числа витков спирали, чтобы её свить из нихромовой проволоки такой длины, то используйте следующие формулы:
2. Длина одного витка:
3. где L и d – длина и диаметр проволоки, D – диаметр стержня на котором будут мотать спираль.
4. Допустим мы будем мотать нихромовую проволоку на стержень диаметром 3 мм, тогда расчеты проводим в миллиметрах:

Но при этом нужно учитывать, способен ли вообще нихром такого сечения выдержать этот ток. Подробные таблицы для определения максимального допустимого тока при определенной температуре для конкретных сечений приведены ниже. Простыми словами – вы определяете, до скольки градусов должна греться проволока и выбираете её сечение для расчётного тока.

Также учтите, что если нагреватель находится внутри жидкости, то ток можно увеличить в 1.2-1.5 раз, а если в замкнутом пространстве, то наоборот – уменьшить.

По температуре

Проблема приведенного выше расчёта в том, что мы считаем сопротивление холодной спирали по диаметру нихромовой нити и её длине. Но оно зависит от температуры, при этом же нужно учитывать при каких условиях получится её достичь. Если для резки пенопласта или для обогревателя такой расчет еще применим, то для муфельной печи он будет слишком грубым.

  Масло gm 5w30 dexos2 кто производитель

• Приведем пример расчетов нихрома для печи.
• Сначала определяют её объём, допустим 50 литров, далее определяют мощность, для этого есть эмпирическое правило:

• до 50 литров – 100Вт/л;
• 100-500 литров – 50-70 Вт/л.

1. Тогда в нашем случае:
2. Дальше считаем силу тока и сопротивление:
3. Для 380В при подключении спиралей звездой, расчет будет следующим.
4. Делим мощность на 3 фазы:
5. Pф=5/3=1,66 кВт на фазу
6. При подключении звездой, к каждой ветви прикладывается 220В (фазное напряжение, может отличаться в зависимости от вашей электроустановки), тогда ток:
7. Для соединения треугольником рассчитываем по линейному напряжению 380В:

Для определения диаметра учитывают удельную поверхностную мощность нагревателя. Рассчитаем длину, удельные сопротивления берем с табл. 8. ГОСТ 12766.1-90, но прежде определим диаметр.

Для расчета удельной поверхностной мощности печи используют формулу.

Bэф (зависит от теплопринимающей поверхности) и a (коэф. Эффективности излучения) – выбираются по следующим таблицам.

• Итак, для нагрева печи до 1000 градусов, возьмём температуру спирали в 1100 градусов, тогда по таблице подбора Вэф выбираем значение в 4,3 Вт/см 2 , а по таблице подбора коэффициента а – 0,2.
• Диаметр определяют по формуле:

рт – удельное сопротивление материала нагревателя при заданной t, определяется по ГОСТ 12766.1, таблица 9 (приведена ниже).

1. Для нихрома Х80Н20 – 1,025
2. Тогда для подключения к трёхфазной сети по схеме «Звезда»:
3. Длина рассчитывается по формуле:

Значения отличаются из-за высокой температуры спирали, проверка не учитывает ряда факторов. Поэтому примем за длину 1 спирали – 42м, тогда для трёх спиралей нужно 126 метров нихрома 1,3 мм.

Заключение

Таким образом вы можете посчитать длину проволоки для нихромовой спирали и определить нужный диаметр по мощности, сечению и температуре. Важно при этом учитывать:

• условия окружающей среды;
• расположение нагревательных элементов;
• температуру спиралей;
• температуру, до которой должна нагреться поверхность и другие факторы.

Даже приведенный расчет, несмотря на его сложность, нельзя назвать достаточно точным. Потому что расчет нагревательных элементов — это сплошная термодинамика и можно привести еще ряд факторов, которые влияют на его результаты, например, теплоизоляцию печи и прочее.

На практике после оценочных подсчетов спирали добавляют или убирают в зависимости от полученного результата или используют температурные датчики и устройства для её регулировки.

Источник: https://o-ladagranta.ru/rezistor-iz-nihromovoj-provoloki/

Изготовление керамического нагревательного элемента

Самая частая причина выхода из строя электрического паяльника это перегоревшая спираль нагревательного элемента.

Даже если есть в наличии нихромовая проволока подходящего диаметра и длины, намотать новую спираль практически может, не получится (для паяльника, рассчитанного на напряжение 220 вольт точно), уж больно близко должны располагаться витки спирали друг к другу чтобы поместилось необходимое количество.

Такая намотка под силу только специальному оборудованию. Не беру в расчёт отдельных энтузиастов, которым это удалось. Что же касается паяльников рассчитанных на напряжение 110 вольт и ниже (например в паяльных станциях), то тут уже всё более реально.

Но есть ещё изолирующий диэлектрик под названием слюда, которая по своей сути «недотрога» — крошится и рассыпается даже при самом нежном с ней обращении. Короче ремонтом паяльников больше заниматься не собирался и вдруг нахожу информацию, что слюду может прекрасно заменить тандем, состоящий из самого обычного талька и конторского клея, которые образуют защитное покрытие сродни керамическому. Попробовал – получилось.

Для изготовления миниатюрного нагревательного элемента необходимо: нихром диаметром до 0,1 мм, тонкая (чуть толще нихрома) не упругая стальная проволока, асбестовая нить и самая тонкая швейная игла, вставленная в разметочный предмет чертёжного набора под названием «готовальня». Первое действие это прочное и компактное соединение концов нихромовой и стальной проволок методом скрутки. 

Теперь нужно собрать представленную схему. Она поможет определиться с длиной нихромовой проволоки, из которой следует намотать нагревательную спираль.

Когда всё подключено, плавно увеличиваем напряжение, смотрим на показания вольтметра блока питания и амперметра. В данном случае при напряжении в 11 вольт токопотребление составило практически 0,5 А. Перемножив эти показатели, получаем ориентировочную мощность будущего нагревательного элемента – 5,5 Вт.

Спираль ещё не разогрелась до красна (на полную мощность) и не надо её жечь, уже и так ясно, что можно будет по готовности нагревательного элемента подавать на него и 12 и даже 13 вольт. Так что желаемая мощность в 8 Вт будет легко достигнута.

Напоследок замеряется сопротивление участка нихромовой проволоки, на которую подавалось напряжение – для сопоставимого контроля длины при намотке спирали.

Для начала процесса намотки стальная проволочка продевается в тоже «ушко», что и иголка, на которую насажена асбестовая нить призванная выполнить роль оправки для намотки спирали и одновременно основания будущего нагревательного элемента.

Важно – перед началом намотки место соединения нихрома и стальной проволочки должно находиться, по крайней мере, в нескольких миллиметрах (2 – 3 мм) от края асбестовой нити в сторону её середины (на верхнем фото сбилось, перед намоткой поправлял). Намотать лучше немного больше, когда игла будет вытащена отмотать лишнее можно легко – домотать, не получится.

Снятую с иглы спираль на асбестовой нити измеряют на предмет определения сопротивления и подгоняют под необходимое.

Далее потребуется тальк и конторский (силикатный) клей. Предстоит самое неконкретное действие, ибо способ нанесения защитного слоя (полного диэлектрика в будущем, после высыхания) может в принципе быть разным. Предлагаю посмотреть видео с тем, который показался наиболее прогрессивным по всем показателям. И в первую очередь по расходу талька.

Видео

Это первый этап покрытия, второй после 10 минутного подсыхания. Можно в принципе и не делать, всё решает визуальный контроль при помощи увеличительного стекла. Витки нихрома не должно быть видно.

Почти готовый нагревательный элемент (осталась просушка), длина 15 мм, диаметр 2 мм. Оптимальное напряжение питания 12 В, мощность 8 Вт.

Просушка – на горячую батарею отопления, на следующий день подключил к БП подал напряжение достаточное для нагрева до 50 градусов (контроль мультиметром в режиме измерения температуры) – дал остыть и разогрел до 100 градусов, потом ещё до 150. Можно ставить по месту, эксплуатационные испытания на следующий день.

Вывод

На этом заканчивать не собираюсь, метод весьма перспективный и многообещающий, в ближайших планах изготовление более крупного керамического нагревательного элемента. Изюминка метода в том, что спираль, лишённая контакта с кислородом воздуха более выносливая и соответственно долговечная. Автор материала — Babay iz Barnaula.

   Ремонт электроники

Источник: https://elwo.ru/publ/remont/izgotovlenie_keramicheskogo_nagrevatelnogo_ehlementa/3-1-0-1013

Устройство и ремонт электрического паяльника

Электрический паяльник – это ручной инструмент, предназначенный для скрепления между собой деталей посредством мягких припоев, путем разогрева припоя до жидкого состояния и заполнения ним зазора между спаиваемыми деталями.

Электрическая схема паяльника

Как видите на чертеже электрическая схема паяльника очень простая, и состоит всего из трех элементов: вилки, гибкого электропровода и нихромовой спирали.

Как видно из схемы, в паяльнике отсутствует возможность регулировки температуры нагрева жала.

И даже, если мощность паяльника выбрана правильно, то все равно не факт, что температура жала будет требуемой для пайки, так как длина жала со временем уменьшается за счет постоянной его заправки, припои тоже имеют разные температуры плавления.

Поэтому для поддержания оптимальной температуры жала паяльника приходится подключать его через тиристорные регуляторы мощности с ручной регулировкой и автоматическим поддержанием заданной температуры жала паяльника.

Устройство паяльника

Паяльник представляет собой стержень из красной меди, который нагревается спиралью из нихрома до температуры плавления припоя. Стержень паяльника делается из меди благодаря высокой ее теплопроводности.

Ведь при пайке нужно быстро передать жалу паяльника от нагревательного элемента тепло. Конец стержня имеет клиновидную форму, является рабочей частью паяльника и называется жалом. Стержень вставляется в стальную трубку, обернутую слюдой или стеклотканью.

На слюду намотана нихромовая проволока, которая служит нагревательным элементом.

Поверх нихрома намотан слой слюды или асбеста, служащий для снижения потерь тепла и электрической изоляции спирали из нихрома от металлического корпуса паяльника.

Концы нихромовой спирали соединены с медными проводниками электрического шнура с вилкой на конце. Для обеспечения надежности этого соединения концы нихромовой спирали согнуты и сложены вдвое, что снижает нагрев в месте соединения с медным проводом.

В дополнение соединение обжато металлической пластинкой, лучше всего обжим делать из алюминиевой пластины, которая имеет высокую теплопроводность и будет эффективнее отводить тепло от места соединения.

Для электрической изоляции на место соединения надевают трубки из термостойкого изоляционного материала, стеклоткани или слюды.

Медный стержень и нихромовая спираль закрывается металлическим корпусом, состоящим из двух половинок или сплошной трубки, как на фотографии. Корпус паяльника на трубке фиксируется накидными колечками. На трубку, для защиты руки человека от ожога, насаживается ручка из плохо провидящего тепло материала, дерева или термостойкой пластмассы.

При вставлении вилки паяльника в розетку электрический ток поступает на нихромовый нагревательный элемент, который нагревается и передает тепло медному стержню. Паяльник готов к пайке.

Маломощные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, микросхемы и тонкие провода паяют паяльником мощностью 12 Вт. Паяльники 40 и 60 Вт служат для пайки мощных и крупногабаритных радиодеталей, толстых проводов и небольших деталей. Для пайки крупных деталей, например, теплообменников газовой колонки, потребуется уже паяльник мощностью сто и более Вт.

Напряжение питания паяльников

Электрические паяльники выпускаются рассчитанные на напряжение питающей сети 12, 24, 36, 42 и 220 В, и этому есть свои причины. Главной, является безопасность человека, второй – напряжение сети в месте выполнена паяльных работ.

В производстве, где все оборудование заземлено и имеется высокая влажность, разрешено использовать паяльники напряжением не более 36 В, при этом корпус паяльника должен быть обязательно заземлен.

Бортовая сеть у мотоцикла имеет напряжение постоянного тока 6 В, легкового автомобиля – 12 В, грузового – 24 В. В авиации используют сеть частотой 400 Гц и напряжением 27 В.

Есть и конструктивные ограничения, например, паяльник мощностью 12 Вт сложно сделать на питающее напряжение 220 В, так как спираль потребуется мотать из очень тонкого провода и поэтому намотать много слоев, паяльник получится большим, не удобным для мелкой работы. Так как обмотка паяльника намотана из нихромовой проволоки, то питать его можно как переменным, так и постоянным напряжением. Главное чтобы напряжение питания соответствовало напряжению, на которое рассчитан паяльник.

Мощность нагрева паяльников

Мощностью электрические паяльники бывают 12, 20, 40, 60, 100 Вт и больше. И это тоже не случайно. Для того, чтобы припой при пайке хорошо растекался по поверхностям спаиваемый деталей, их нужно прогреть до температуры чуть большей, чем температура плавления припоя.

При контакте с деталью тепло передается от жала к детали и температура жала падает. Если диаметр жала паяльника не достаточный или мощность нагревательного элемента мала, то отдав тепло, жало не сможет нагреться до заданной температуры, и паять будет невозможно.

В лучшем случае получится рыхлая и не прочная пайка.

Более мощным паяльником можно паять маленькие детали, но возникает проблема недоступности к месту пайки.

Есть и еще одно ограничение. При большой мощности, паяльник быстро прогреет элемент, а многие радиодетали не допускают нагрева выше 70˚С и по этому, допустимое время их пайки составляет не более 3 секунд. Это диоды, транзисторы, микросхемы.

Паяльник перестает нагреваться по одной из двух причин. Это в результате перетирания сетевого шнура или перегорания нагревательной спирали. Чаще всего перетирается шнур.

Проверка исправности сетевого шнура и спирали паяльника

При пайке сетевой шнур паяльника постоянно изгибается, особенно сильно в месте выхода из него и вилки. Обычно в этих местах, особенно если сетевой шнур жесткий, он и перетирается. Сначала проявляться такая неисправность недостаточным нагревом паяльника или периодическим его охлаждением. В конечном итоге, паяльник перестает нагреваться.

Поэтому перед ремонтом паяльника нужно проверить наличие питающего напряжения в розетке. Если напряжение в розетке есть, то проверить сетевой шнур. Иногда неисправность шнура можно определить, плавно перегибая его в месте выхода из вилки и паяльника. Если паяльник при этом стал чуть теплее, значит точно неисправен шнур.

Проверить исправность шнура можно подключив к штырям вилки щупы мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления. Если при изгибании шнура показания будут изменяться, то шнур перетерся.

Если обнаружилось что, обрыв шнура находится в месте выхода из вилки, то для ремонта паяльника достаточно будет отрезать часть шнура вместе с вилкой и установить на шнур разборную.

В случае, если шнур перетерся в месте выхода из ручки паяльника или мультиметр, подключенный к штырям вилки, при изгибании шнура не показывает сопротивление, то придётся разбирать паяльник.

Для получения доступа к месту присоединения спирали к проводам шнура достаточно будет снять только ручку. Далее последовательно прикоснуться щупами мультиметра к контактам и штырям вилки.

Если сопротивление равно нулю, то в обрыве спираль или плохой контакт ее с проводами шнура.

Расчет и ремонт нагревательной обмотки паяльника

При ремонте или при самостоятельном изготовлении электрического паяльника или любого другого нагревательного прибора приходится мотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки.

Исходными данными для расчета и выбора проволоки является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания.

Рассчитать, какое должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора можно с помощью таблицы.

Рассмотрим на примере как пользоваться таблицей. Допустим, требуется перемотать паяльник мощностью 60 Вт рассчитанный на напряжение питания 220 В. По самой левой колонке таблицы выбираете 60 Вт. По верхней горизонтальной строке выбираете 220 В. В результате расчета получается, что сопротивление обмотки паяльника, не зависимо от материала обмотки, должно быть равно 806 Ом.

Если Вам понадобилось сделать из паяльника мощностью 60 Вт, рассчитанного на напряжение 220 В, паяльник, для питания от сети 36 В, то сопротивление новой обмотки должно будет уже равно 22 Ом. Вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление обмотки любого электронагревательного прибора с помощью онлайн калькулятора.

После определения требуемой величины сопротивления обмотки паяльника из ниже приведенной таблицы выбирается подходящий, исходя из геометрических размеров обмотки, диаметр нихромовой проволоки. Нихромовая проволока представляет собой хромоникелевый сплав, который выдерживает температуру нагрева до 1000˚С и маркируется Х20Н80. Это означает, что в сплаве содержится 20% хрома и 80% никеля.

Для намотки спирали паяльника имеющей сопротивление 806 Ом из примера выше, понадобится 5,75 метров нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм (нужно поделить 806 на 140), или 25,4 м проволоки диаметром 0,2 мм, и так далее.

Замечу, что при нагреве на каждых на 100° сопротивление нихрома увеличивается на 2%. Поэтому сопротивление спирали 806 Ом из выше приведенного примера при нагреве до 320˚С увеличится до 854 Ом, что практически не повлияет на работу паяльника.

При намотке спирали паяльника витки укладываются вплотную друг к другу. При нагревании докрасна поверхность нихромовой проволоки окисляется и образует изолирующую поверхность. Если вся длина проволоки не вмещается на гильзе в один слой, то намотанный слой покрывается слюдой и мотается второй.

Для электрической и тепловой изоляции обмотки нагревательного элемента лучшими материалами является слюда, стекловолоконная ткань и асбест.

При изолировании обмотки паяльника мокрым асбестом надо учесть, что мокрый асбест хорошо проводит эклектический ток и включать паяльник в электросеть можно будет только после полного высыхания асбеста.

Источник: https://YDoma.info/tehnologii-remonta/kak-payat/kak-payat-ustroystvo-payalnika.html

Расчет нихромовой проволоки для нагревателя

В некоторых бытовых нагревательных приборах до сих пор используется нихромовая проволока. Она обладает высокой жаростойкостью, характерной для сплава никеля и хрома.

У этого материала отмечается хорошая пластичность, высокое удельное электрическое сопротивление и низкий температурный коэффициент сопротивления. Поэтому, когда выполняется расчет нихромовой проволоки для нагревателя, данные параметры должны обязательно учитываться.

В противном случае результаты вычислений будут неточными и не дадут желаемого результата.

Использование калькулятора-онлайн в расчетах

Быстрые расчеты могут быть выполнены с помощью онлайн-калькулятора. С его помощью можно вычислить и приблизительно установить нужную длину нихромовой проволоки. Как правило, рассматриваются марки, получившие наиболее широкое распространение в нагревательных приборах – Х20Н80, Х20Н80-Н, Х15Н60.

Для выполнения расчетов необходимы обязательные исходные данные. Прежде всего, это величина мощности нагревателя, которую планируется получить, диаметр нихромовой проволоки и значение питающего напряжения сети.

Вычисления проводятся следующим образом. В первую очередь нужно установить силу тока в соответствии с заданными параметрами, по формуле: I = P/U. После этого рассчитывается сопротивление на весь нагревательный элемент.

Далее понадобится удельное электрическое сопротивление, для конкретной марки нихромовой проволоки. Эта величина будет нужна для того, чтобы установить наиболее оптимальную длину нагревательного элемента уже по другой формуле: l = SR/ρ.

Правильный выбор длины приведет сопротивление нагревателя R к нужному значению.

После выполнения расчетов, полученные данные рекомендуется проконтролировать с помощью таблицы и убедиться, что расчетный ток соответствует допустимому значению.

В случае превышения расчетным током допустимых пределов, следует выполнить повторные вычисления, увеличив диаметр нихромовой проволоки или уменьшив мощность самого нагревательного элемента.

Необходимо учитывать тот фактор, что все приведенные в таблицах параметры рассчитаны для нагревателей, находящихся в горизонтальном положении и функционирующих в воздушной среде.

Если же нихромовую спираль планируется использовать помещенной в жидкость, значение допустимого тока следует умножить на коэффициент 1,1-1,5. При закрытом расположении спирали допустимый ток, наоборот, нужно уменьшить в 1,2-1,5 раза.

Источник: https://electric-220.ru/news/raschet_nikhromovoj_provoloki_dlja_nagrevatelja/2017-10-16-1372