Электронагреватели могут производиться с нагревательными спиралями из различных материалов, но наиболее популярными все же являются нихром и фехраль. Нихром — это сплав никеля и хрома, а фехраль – сплав железа, хрома и алюминия. Они имеет высокую коррозионную стойкость и температуру плавления, поэтому и используется в электрических приборах и нагревателях.
Данная статья поможет вам разобраться в расчетах параметров греющих спиралей, а простые и удобные калькуляторы сделают быстрый подсчет нужной длины проволоки и переведут длину в вес и обратно. Воспользуйтесь этими онлайн-калькуляторами нихромовой проволоки, чтобы рассчитать сопротивление, площадь сечения, ток и длину нихромовой и фехралевой проволоки, просто указав мощность и напряжение.
Расчет длины спирали
Требуемая мощность нагревателя
Вт
Напряжение питания
В
Выберете материал
Выберете диаметр проволоки из стандартных промышленных размеров.
мм
Данные результаты не учитывают возрастание электрического сопротивления проводника с ростом его температуры. Поэтому фактическая мощность (как и потребляемый ток от сети) всегда несколько ниже расчетных величин.
Расчет веса и длины
Пересчитать
Вид продукции
Сплав
Диаметр, мм.
Длина, м.
Рассчитать
Расчет спирали из нихрома и фехраля
Существует несколько способов расчета греющих спиралей, рассмотрим для начала более простой метод, учитывающий только сопротивление материала, а потом включим в расчет еще и изменение сопротивления под воздействием темепературы.
Способ расчета спирали по сопротивлению материала
В данном способе все довольно просто. Нам нужны первоначальные данные, на основе которых мы будем проводить вычисления. Они включают в себя:
-
Мощность нагревательного элемента, который хотите получить
-
Напряжение, при котором спираль будет работать
-
Диаметр и тип проволоки, который имеется в наличии
Предположим, у нас имеется электроприбор, который должен работать с мощностью 12 Вт под напряжением 24 В. При этом мы используем проволоку из нихрома с сечением 0,2 мм.
Для вычислений нам потребуется самая элементарная формула из общеобразовательного курса физики:
Мощность (Р) = Напряжение (U) * Сила тока (I)
Отсюда
І = Р: U = 12 : 24 = 0,5 А
Теперь воспользуемся законом Ома для определения сопротивления:
Сопротивление (R ) = Напряжение (U) * Сила тока (I) = 24/0,5 = 48 Ом
Теперь нам нужна формула для определения длины проводника:
Длина (L) = Площадь сечения (S) * Сопротивление (R) / Удельное сопротивление (ρ)
Как же узнать сопротивление нихромовой проволоки? Помочь в решении данной задачи нам помогут таблицы плотности материалов или формулы для вычисления значения. Итак, если у нас проволока имеет диаметр 0,2, значит площадь сечения по формуле будет 0,0314 мм2, сопротивление смотрим по таблице и получаем длину проволоки 1,3 м.
Но это все чисто теоретически, ведь мы не знаем, сможет ли выдержать проволока данного диаметра такой ток. Посмотрим таблицу, в ней указаны максимальные значения тока для проволоки определенного диаметра. В нашем случае это 0,65, значит наше значение 0,5 лежит в допустимых пределах.
Также не забывайте учесть среду, в которой будет работать нагреватель. Если вы греете жидкость, можно смело увеличивать силу тока вдвое, а если замкнутое пространство – наоборот, уменьшать.
Способ расчета спирали по температуре
Тот, способ, который мы описывали выше, является не очень точным по той причине, что нами не было взято в расчет изменение сопротивления резистивной проволоки при росте температуры. Поэтому его можно применять только для не слишком высоких температур до 200-250 градусов. Для высокотемпературных печей данный расчет будет совсем неточным, поэтому рассмотрим второй метод.
Возьмем муфельную печь отжига и определим объем камеры и нужную мощность. Помогут с вычислениями нам такие два правила.
-
Если объем печи меньше 50 литров, то подбираем мощность 100 Вт на литр
-
Если же объем печи больше 100 литров, мощность рассчитывается как 50-70 Вт на литр
Допустим, наша печь отжига имеет объем 50 литров, мощность тогда будет 5 кВт. Если напряжение в сети должно быть стандартные 220 В, то сила тока и сопротивление будет равны:
І = 5000:220 = 22,7 А
R = 220:22,7 = 9,7 Ом
Подключение звездой при напряжении 380 В потребует деления мощности на 3 фазы, тогда наша мощность для одной фазы будет равна 5кВт / 3 = 1,66 кВт
Подключение звездой предполагает, что на каждую из фаз будет подаваться напряжение питания 220 В, следовательно значения сопротивления и силы тока будет такими:
І = 1660/220 = 7,54 А
R = 220/7,54 = 29,1 Ом
Второй тип подключения ТЭНов для напряжения в 380 В «треугольник» предполагает подачу линейного напряжения в 380 В, поэтому мы получим:
І = 1660/380 = 4,36 А
R = 380/4,36 = 87,1 Ом
При помощи ниже указанных таблиц мы можем найти удельную поверхностную мощность нагревательного элемента и вычислить на его основе длину проволоки.
Поверхностная мощность = βэф*α(коэффициент эффективности)
В итоге, чтобы наша печь нагрелась до 1000 С, нагревательный элемент должен производить температуру в 1100 градусов. Возьмем таблицы и выберем соответствующие значения. Тогда получим:
-
Поверхностная мощность (Вдоп)=4,3∙0,2=0,86Вт/см2=8600 Вт/м2
-
Диаметр определяется по формуле d=3√((4*Rt*P2)/(π2*U2*Вдоп))
Rt — удельное сопротивление материала при нужной температуре берем из таблицы
Если наша спираль изготовлена из нихрома марки Х80Н20, Rt будет равняться 1,025. Значит Рт=1,13 * 106 * 1,025 = 1,15 * 106 Ом на мм
При подключении типа «звезда»: диаметр равен 1,23 мм, длина = 42 м
Если же мы проверим результат по упрощенной формуле L=R/(p*k)
Получим 29,1/(0,82*1,033)= 34 м
Из этого мы видим, что не учитывая температуру мы получаем совсем другое значение длины проволоки и более правильным является выбор второго метода.
Итоги
Онлайн калькулятор для расчета спирали поможет вам с быстрыми предварительными расчетами, но для точного учета всех особенностей даже второго метода расчета с учетом температуры может быть не достаточно. На практике существует еще очень много факторов, которые нужно взять во внимание при расчете параметров нагревателя.
Если вам нужна помощь с расчетами нагревателей – обращайтесь к нам. Наши специалисты имеют огромный опыт в проектировании нагревательных элементов для различного промышленного оборудования. Мы поможем с расчетами оптимальных параметров нагревательных элементов для вашего оборудования и можем изготовить любой тип нагревателей для Вас.
Расчет электрического сопротивления нихромовой проволоки, ленты, нити — марка Х20Н80
Электрическое сопротивление — это одна из самых важных характеристик нихрома. Оно определяется многими факторами, в частности электрическое сопротивление нихрома зависит от диаметра проволоки, размера ленты, марки сплава. Общая формула для активного сопротивления имеет вид:
R = ρ · l / S
R — активное электрическое сопротивление (Ом)
ρ — удельное электрическое сопротивление (Ом·мм)
l — длина проводника (м)
S — площадь сечения (мм2)
Значения электрического сопротивления для 1 м нихромовой проволоки Х20Н80
|
|
|
|
|
|
|
Ø типоразмер мм |
Электрическое сопротивление нихрома (теория) Ом |
| Нихромовая нить Ø 0,01 | 13000 |
| Нихромовая нить Ø 0,02 | 3340 |
| Нихромовая нить Ø 0,03 | 1510 |
| Нихромовая нить Ø 0,04 | 852 |
| Нихромовая нить Ø 0,05 | 546 |
| Нихромовая нить Ø 0,06 | 379 |
| Нихромовая нить Ø 0,07 | 279 |
| Нихромовая нить Ø 0,08 | 214 |
| Нихромовая нить Ø 0,09 | 169 |
|
Нихромовая нить Ø 0,1 |
137 |
| Нихромовая нить Ø 0,2 | 34,60 |
| Нихромовая нить Ø 0,3 | 15,71 |
| Нихромовая нить Ø 0,4 | 8,75 |
| Нихромовая нить Ø 0,5 | 5,60 |
| Нихромовая нить Ø 0,6 | 3,93 |
| Нихромовая нить Ø 0,7 | 2,89 |
| Нихромовая нить Ø 0,8 | 2,2 |
| Нихромовая нить Ø 0,9 | 1,70 |
| Нихромовая проволока Ø 1,0 | 1.40 |
| Нихромовая проволока Ø 1,2 | 0,97 |
| Нихромовая проволока Ø 1,5 | 0,62 |
| Нихромовая проволока Ø 2,0 | 0.35 |
| Нихромовая проволока Ø 2,2 | 0,31 |
| Нихромовая проволока Ø 2,5 | 0,22 |
| Нихромовая проволока Ø 3,0 | 0,16 |
| Нихромовая проволока Ø 3,5 | 0,11 |
| Нихромовая проволока Ø 4,0 | 0,087 |
| Нихромовая проволока Ø 4,5 | 0,069 |
| Нихромовая проволока Ø 5,0 | 0,056 |
| Нихромовая проволока Ø 5,5 | 0,046 |
| Нихромовая проволока Ø 6,0 | 0,039 |
| Нихромовая проволока Ø 6,5 | 0,0333 |
| Нихромовая проволока Ø 7,0 | 0,029 |
| Нихромовая проволока Ø 7,5 | 0,025 |
| Нихромовая проволока Ø 8,0 | 0,022 |
| Нихромовая проволока Ø 8,5 | 0,019 |
| Нихромовая проволока Ø 9,0 | 0,017 |
| Нихромовая проволока Ø 10,0 | 0,014 |
Значения электрического сопротивления для 1м нихромовой ленты Х20Н80
|
|
|
|
|
|
|
Размер мм |
Площадь мм2 |
Электрическое сопротивление нихрома Ом |
|
Нихромовая лента 0,1х20 |
2 | 0,55 |
| Нихромовая лента 0,2х60 | 12 | 0,092 |
| Нихромовая лента 0,3×2 | 0,6 | 1,833 |
| Нихромовая лента 0,3×250 | 75 | 0,015 |
| Нихромовая лента 0,3×400 | 120 | 0,009 |
| Нихромовая лента 0,5×6 | 3 | 0,367 |
| Нихромовая лента 0,5×8 | 4 | 0,275 |
| Нихромовая лента 1,0×6 | 6 | 0,183 |
| Нихромовая лента 1,0×10 | 10 | 0,11 |
| Нихромовая лента 1,5×10 | 15 | 0,073 |
| Нихромовая лента 1,0×15 | 15 | 0,073 |
| Нихромовая лента 1,5×15 | 22,5 | 0,049 |
| Нихромовая лента 1,0×20 | 20 | 0,055 |
| Нихромовая лента 1,2×20 | 24 | 0,046 |
| Нихромовая лента 2,0х20 | 40 | 0,028 |
| Нихромовая лента 2,0х25 | 50 | 0,022 |
| Нихромовая лента 2,0×40 | 80 | 0,014 |
| Нихромовая лента 2,5х20 | 50 | 0,022 |
| Нихромовая лента 3,0х20 | 60 | 0,018 |
| Нихромовая лента 3,0х30 | 90 | 0,012 |
| Нихромовая лента 3,0х40 | 120 | 0.009 |
| Нихромовая лента 3,2х40 | 128 | 0,009 |
 |
Спирали нихромовые марка Х20Н80 или Х15Н60Нихром только российского производства, высокого качестваНихромовые спирали производятся по техническим требованиям заказчикаКачественно в короткие срокиПредлагаем заказывать нихромовые спирали в компании ПАРТАЛДоставка в любую точу РФ |
 |
Удельное сопротивление нихромовой проволоки
Содержание
- 1 Удельное сопротивление и свойства
- 2 Расчёт сопротивления
- 3 Где применяется нихром
- 4 Как отличить нихром от нержавеющей стали
- 5 Видео по теме
В далёком 1906 году металлург Альберт Лерой Марш и предприниматель Уильям Хоскинс изобрели и запатентовали сплав, который мог выдержать не только высокую температуру, но и отличался высокой прочностью. Они использовали соединение никеля и хрома. Однако, проведя немалое количество экспериментов, поняли, что двух элементов недостаточно, чтобы добиться такого сплава, из которого впоследствии получится сделать проволоку с высоким удельным сопротивлением. Было решено добавить в этот сплав марганец (Mn), алюминий (Al), кремний (Si) и железо (Fe). Изначально он получил название хромель, а чуть позже его переименовали в нихром.
Нихромовая проволока
Удельное сопротивление и свойства
У любого материала есть своё удельное сопротивление и нихром не исключение. Более того, у нихрома эта характеристика довольно высокая. Убедиться в этом поможет специальная таблица с удельными сопротивлениями некоторых веществ. Это уже экспериментально выведенные значения, которые помогают в расчётах. Здесь учитываются параметры при комнатной температуре. И это не случайно, поскольку ρ зависит от температуры. Если вещество находится в условиях низкой температуры, то и характеристика его будет в 10 раз меньше. Поэтому зачастую температуру указывают для большей точности.
Удельное сопротивление некоторых веществ
Как видим, у разных веществ разное удельное сопротивление. Самое маленькое значение имеет серебро. У нихрома (Ni-Cr) при температуре 20 градусов удельное электрическое сопротивление составляет 1.1 Ом*мм2 на 1 м. То есть, если мы возьмём 1 метр нихромового провода с поперечным сечением 1 кв. мм, то его ρ будет равно 1.1 Ом. Стоит отметить, что у любого сплава удельное сопротивление всегда выше, чем у чистого материала.
Конечно, можно заметить, что есть и другие вещества с большим сопротивлением. Однако, чем же хорош нихром? А тем, что он не боится нагрева до высоких температур. Если нагреть этот проводник до 1000 градусов, то он покроется тонкой окисной плёнкой, которая позволяет нагревать нихромовую нить на открытом воздухе. То есть, нихром имеет большую химическую стойкость и высокое удельное сопротивление. Медь и железо при такой температуре покрываются окислом, поэтому повторно использовать эти материалы, даже после лужения, будет невозможно.
Примечательно, что чем выше температура нагрева, тем больше удельное сопротивление нихрома. Но, как и у любой другой проводник, нихромовая проволока имеет свой температурный предел. Опять же здесь стоит опираться на марку нихрома.
Удельное сопротивление нихрома при различной температуре
В таблице можно заметить одну закономерность: прямая зависимость удельного сопротивления от нагрева характерна только для нихрома, содержащего большое количество железа — это X15H20 (ферронихром). Железа (Fe) в этом сплаве примерно 25%. Его удельное сопротивление с повышением температуры растёт. А вот сопротивление сплавов Х20H80 с содержанием железа 6.3% и Nikrothal 80, где железа не более 2%, от температуры мало зависит, особенно в диапазоне от 400 до 900 градусов. Температура плавления нихрома также зависит от марки и колеблется от 1100 до 1400 градусов.
Расчёт сопротивления
Сопротивление зависит от материала, из которого изготовлен проводник, а также от диаметра и длины этого проводника. Поэтому для вычисления R важно знать геометрические параметры и марку материала. Если опираться на формулу, выведенную ещё в 1826-м году Георгом Омом, то получим:
Формула сопротивления
Из этой формулы легко находится удельное сопротивление:
Формула удельного сопротивления
Чтобы было более понятно, можно привести пример с кубом, длина ребер которого 1 метр. Через этот куб мы пропускаем ток. Нам известно напряжение на его гранях. Зная параметры тока и напряжения, можно определить сопротивление (R = U/I). Если обратиться к формуле R = ρ * L/S, то можно заметить, что удельное сопротивление численно равно R куба с ребром в 1 метр.
Пример с кубом
С помощью приведенной выше формулы несложно вычислить сопротивление любого проводника. Например, если поставлена задача определите сопротивление нихромовой проволоки длиной 40 метров и площадью поперечного сечения S = 0.5 кв. мм, то сначала необходимо перевести мм в м: 0.5 = 0.5 * .
Затем из таблицы находим удельное сопротивление нихромовой проволоки. Теперь выполняем расчет, подставив в формулу сопротивления известные нам значения:
Определение сопротивления
Если взять два проводника одинаковой длины, но разных диаметров, то сопротивление проводника с большим диаметром будет меньше. Поэтому можно сделать вывод, что сопротивление не всегда зависит от длины. И тому есть доказательство — таблица со значениями сопротивления в зависимости от диаметра для одного метра нихромовой проволоки.
Сопротивление 1 метра нихромовой проволоки с разным диаметром
Если обратить внимание на значение диаметра и сопротивления, то можно увидеть закономерность, что показания R становятся меньше с увеличением диаметра. Такая же тенденция наблюдается и для одного метра нихромовой нити.
Сопротивление 1 метра нихромовой нити
Чтобы было более понятно, можно воспользоваться аналогией с трубопроводом. Если диаметр трубы на каком-то участке меньше, то напор воды увеличивается. Если же диаметр трубы больше, то напор уменьшается, поскольку нет препятствия для нормального прохождения воды. Точно такие же законы действуют и в электричестве.
Пример с трубопроводом
Где применяется нихром
Нихром является прочным, термостойким сплавом. Из него изготавливают листы, ленты, провода и нити. Даже при сильном колебании температуры этот проводник не теряет своих физических свойств. Поэтому чаще всего его используют при производстве электронагревательных устройств:
- Паяльников (нихромовое жало).
- Стайлинговых приборов (фены, плойки и т. п.).
- Автомобильных свеч.
- Электронных сигарет.
- Электрических духовок.
Из нихрома наматывают спирали в электрических конвекторах, которые мы используем дома, когда нам холодно. Если сделать такую спираль из меди, то потребуется очень длинный провод и при подключении это может привести к короткому замыканию. Длина нихромового проводника для аналогичного применения будет в 60 раз меньше.
Применение нихромового сплава
Есть и нетипичное использование данного материала. Некоторые мастера используют нихромовую нить для выжигания и вырезания узоров по дереву. При этом нет необходимости дополнительно обрабатывать поверхность дерева.
За счёт химической стойкости Ni-Cr никогда не ржавеет. Поэтому этим сплавом покрывают болты и ножи, предназначенные для бытовой техники (блендеры, комбайны, мясорубки и т. п.).
Как отличить нихром от нержавеющей стали
Сплав пользуется популярностью благодаря коррозионной стойкости. Его относят к группе нержавеющих материалов. Отличить нихром (Ni-Cr) от обычной нержавеющей стали (X5CrNi18–10) на первый взгляд довольно трудно, поскольку эти материалы по внешним характеристикам практически не отличаются. Для этого необходимо проверить оба материала на искру посредством обычного точильного камня. Нержавеющая сталь при поднесении к камню будет искрить, а нихром просто раскаляться. Всё это благодаря термическому коэффициенту, которым наделён этот сплав.
Видео по теме
На этой странице представлен самый простой онлайн калькулятор расчета сопротивления проводника по простой математической формуле в зависимости от длины, площади поперечного сечения и удельного сопротивления проводника. С помощью этой программы вы в пару кликов сможете рассчитать сопротивление проводника.
Вы так же можете воспользоваться калькулятором для расчета сечения кабеля по мощности и току.
Формула для расчета сопротивления провода: R=(ρ*l)/S
Где:
- R – сопротивление в Омах,
- ρ – удельное сопротивление,
- l – длина в м,
- S – площадь поперечного сечения провода в мм2.
Калькулятор расчета сопротивления проводника.
Сопротивление проволоки нихрома
Электросопротивление
Электрическое сопротивление нихромовой проволоки рассчитывается по формуле или по таблице со стандартными значениями для изделий длинной 1 м. Для последних справедливой остается закономерность, что показатель сопротивления уменьшается при увеличении диаметра проволоки.
Расчет
Также существуют таблицы, где сплавы на никелевой основе представлены в виде ленты. Тем не менее, если речь идет об изделиях нестандартных размеров, в таком случае лучше использовать даже не формулу, а обратиться за консультацией к специалисту.
Поставщик
Поставщик «Ауремо» предлагает купить нихромовую проволоку сегодня на выгодных условиях. Большой выбор полуфабрикатов на складе. Соответствие ГОСТ и международным стандартам качества, цена — оптимальная от поставщика. Заказать сегодня.