Расчет спирали из нихрома: информационная статья компании Полимернагрев на сайте tvoy-nagrev.ru
Содержание
Расчет спирали из нихрома. Намотка нихромовых спиралей. Сопротивление нихрома
Нихромовая спираль
Каждый знает, что такое нихромовая спираль. Это нагревательный элемент в виде проволоки, свернутой винтом для компактного размещения.
Эта проволока изготавливается из нихрома – прецизионного сплава, главными компонентами которого являются никель и хром.
«Классический» состав этого сплава – 80% никеля, 20% хрома.
Композицией наименований этих металлов было образовано название, которым обозначается группа хромоникелевых сплавов – «нихром».
Самые известные марки нихрома – Х20Н80 и Х15Н60. Первый из них близок к «классике». Он содержит 72—73 % никеля и 20—23 % хрома.
Второй разработан с целью снижения стоимости и повышения обрабатываемости проволоки.
Содержание никеля и хрома в нем уменьшено – до 61 % и до 18 % соответственно. Но увеличено количество железа – 17—29 % против 1,5 у Х20Н80.
На базе этих сплавов были получены их модификации с более высокой живучестью и стойкостью к окислению при высокой температуре.
Это марки Х20Н80-Н (-Н-ВИ) и Х15Н60 (-Н-ВИ). Они применяются для нагревательных элементов, контактирующих с воздухом. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации – от 1100 до 1220 °С
Применение нихромовой проволоки
Главное качество нихрома – это высокое сопротивление электрическому току. Оно определяет области применения сплава.
Нихромовая спираль применяется в двух качествах – как нагревательный элемент или как материал для электросопротивлений электрических схем.
Для нагревателей используется электрическая спираль из сплавов Х20Н80-Н и Х15Н60-Н.
Примеры применений:
- бытовые терморефлекторы и тепловентиляторы;
- ТЭНы для бытовых нагревательных приборов и электрического отопления;
- нагреватели для промышленных печей и термооборудования.
Сплавы Х15Н60-Н-ВИ и Х20Н80-Н-ВИ, получаемые в вакуумных индукционных печах, используют в промышленном оборудовании повышенной надежности.
Спираль из нихрома марок Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-ВИ, Н80ХЮД-ВИ отличается тем, что его электросопротивление мало меняется при изменении температуры.
Из нее изготавливают резисторы, соединители электронных схем, ответственные детали вакуумных приборов.
Как навить спираль из нихрома
Резистивная или нагревательная спираль может быть изготовлена в домашних условиях. Для этого нужна проволока из нихрома подходящей марки и правильный расчет требуемой длины.
Расчёт спирали из нихрома опирается на удельное сопротивление проволоки и требуемую мощность или сопротивление, в зависимости от назначения спирали. При расчете мощности нужно учитывать максимально допустимый ток, при котором спираль нагревается до определенной температуры.
Учет температуры
Например, проволока диаметром 0,3 мм при токе 2,7 А нагреется до 700 °С, а ток в 3,4 А нагреет ее до 900 °С.
Для расчета температуры и тока существуют справочные таблицы. Но еще нужно учитывать условия эксплуатации нагревателя.
При погружении в воду теплоотдача повышается, тогда максимальный ток можно повысить на величину до 50 % от расчетного.
Закрытый трубчатый нагреватель, наоборот, ухудшает отвод тепла. В этом случае и допустимый ток необходимо уменьшить на 10—50 %.
На интенсивность теплоотвода, а значит и на температуру нагревателя, влияет шаг навивки спирали.
Плотно расположенные витки дают более сильный нагрев, больший шаг усиливает охлаждение.
Следует учитывать, что все табличные расчеты приводятся для нагревателя, расположенного горизонтально. При изменении угла к горизонту условия теплоотвода ухудшаются.
Расчет сопротивления нихромовой спирали и ее длины
Определившись с мощностью, приступаем к расчету требуемого сопротивления.
Если определяющим параметром является мощность, то вначале находим требуемую силу тока по формуле I=P/U.
Имея силу тока, определяем требуемое сопротивление. Для этого используем закон Ома: R=U/I.
Обозначения здесь общепринятые:
- P – выделяемая мощность;
- U – напряжение на концах спирали;
- R – сопротивление спирали;
- I – сила тока.
Расчет сопротивления нихромовой проволоки готов.
Теперь определим нужную нам длину. Она зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки.
Можно сделать расчет, исходя из удельного сопротивления нихрома: L=(Rπd2)/4ρ.
Здесь:
- L – искомая длина;
- R – сопротивление проволоки;
- d – диаметр проволоки;
- ρ – удельное сопротивление нихрома;
- π – константа 3,14.
Но проще взять готовое линейное сопротивление из таблиц ГОСТ 12766.1-90. Там же можно взять и температурные поправки, если нужно учитывать изменение сопротивления при нагреве.
В этом случае расчет будет выглядеть так: L=R/ρld, где ρld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.
Теперь сделаем геометрический расчет нихромовой спирали. У нас выбран диаметр проволоки d, определена требуемая длина L и есть стержень диаметром D для навивки. Сколько нужно сделать витков? Длина одного витка составляет: π(D+d/2). Количество витков – N=L/(π(D+d/2)). Расчет закончен.
Практичное решение
На практике редко кто занимается самостоятельной навивкой проволоки для резистора или нагревателя.
Проще купить нихромовую спираль с требуемыми параметрами и при необходимости отделить от нее нужное количество витков.
Для этого стоит обратиться в компанию «ПАРТАЛ», которая с 1995 года является крупным поставщиком прецизионных сплавов, в том числе проволоки нихромовой, ленты и спиралей для нагревателей.
Наша компания способна полностью снять вопрос о том, где купить нихромовую спираль, поскольку мы готовы изготовить ее на заказ по эскизам и техническим условиям заказчика.
Таблица расчета нихромовой спирали от поставщика Электровек-сталь / Evek
Как рассчитать нихромовую спираль
В термических элементах электроприборов спираль обычно наматывают «на глазок». Необходимое количество витков и температура нагрева подбирается после включения в сеть. При этом нерационально расходуется не только время, но и нихромовая нить. Ознакомившись с приведенной ниже таблицей, вы можете произвести предварительный расчёт для напряжения 220 В при известном удельном сопротивлении нихрома =1,12 Ом·мм2/м. Таблица позволяет определить длину намотки «виток к витку», учитывая толщину нити и диаметр стержня, на который наматывается спираль. Длину провода под напряжение 127 В пересчитывают, используя математическую пропорцию.
Условные обозначения в таблице: D — диаметр стержня, мм; L — длина спирали, см.
диам. нихрома 0,2 мм | диам. нихрома 0,2 мм | диам. нихрома 0,3 мм | диам. нихрома 0,3 мм | диам. нихрома 0,4 мм | диам. нихрома 0,4 мм | диам. нихрома 0,5 мм | диам. нихрома 0,5 мм | диам. нихрома 0,6 мм | диам. нихрома 0,6 мм | диам. нихрома 0,7 мм | диам. нихрома 0,7 мм | диам. нихрома 0,8 мм | диам. нихрома 0,8 мм | диам. нихрома 0,9 мм | диам. нихрома 0,9 мм | диам. нихрома 1,0 мм | диам. нихрома 1,0 мм |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| D | L | D | L | D | L | D | L | D | L | D | L | D | L | D | L | D | L |
| 1,5 | 49 | 1,5 | 59 | 1,5 | 77 | 2 | 64 | 2 | 76 | 2 | 84 | 3 | 68 | 3 | 78 | 3 | 75 |
| 2 | 30 | 2 | 43 | 2 | 68 | 3 | 46 | 3 | 53 | 3 | 62 | 4 | 54 | 4 | 72 | 4 | 63 |
| 3 | 21 | 3 | 30 | 3 | 40 | 4 | 36 | 4 | 40 | 4 | 49 | 5 | 46 | 6 | 68 | 5 | 54 |
| 4 | 16 | 4 | 22 | 4 | 28 | 5 | 30 | 5 | 33 | 5 | 40 | 6 | 40 | 8 | 52 | 6 | 48 |
| 5 | 13 | 5 | 18 | 5 | 24 | 6 | 26 | 6 | 30 | 6 | 34 | 8 | 31 | 8 | 33 | ||
| 6 | 20 | 8 | 22 | 8 | 26 | 10 | 24 | 10 | 30 | ||||||||
| 10 | 22 |
Например, необходимо для напряжения 127 Вольт определить длину намотки нихромового провода сечением 0,5 мм на стержень Ø 5 мм.
Из таблицы видно, что длина такого провода для напряжения 220 Вольт = 30 см. Далее следует арифметическая пропорция: 220 В — 30 см 127 В — X см, тогда: Х =127×30 / 220 = 18 см. Намотав провод, подключите его к электросети и убедитесь, что всё правильно. У закрытых спиралей длину намотки увеличивают на одну треть от значения, приведенного в таблице. (В. ДОРОГОВ Моделист-Конструктор, 1986 г.)
Купить по конкурентной цене
На складе ООО «Электровек-сталь» представлен разнообразный ассортимент жаропрочных проволок. Поставляем сертифицированную продукцию из фехрали и нихрома. Мы ценим время своих клиентов, поэтому всегда рады оказать посильную помощь с выбором. К вашим услугам опытные менеджеры-консультанты. Качество продукции гарантируется строгим соблюдением норм производства. Выполнение заказов занимает минимальное время. Оптовым клиентам предоставляются скидки.
Расчет нихромовой спирали от продавца «Auremo». Купи сегодня. ГОСТ/Ауремо
Расчет нихромовой спирали
Лента сопротивления, нихром
Сопротивление нихромовой проволоки
Удельное сопротивление нихрома
Сварка и пайка нихрома
Зависимость сопротивления нихрома от температуры
Расчет нихромовой спирали
Намотка нихромовой нити в нагревательных приборах, как правило, производится «на глаз», а необходимое количество витков подбирается исходя из предположения, что нагревательная проволока после включения в сети.
Такой процесс отнимает расточительное время, приводит к большим потерям ценного нихрома. В приведенной ниже таблице вы можете оптимизировать процесс расчета. Все цифры даны для нити, соответственно известное удельное сопротивление нихрома равно 1,12 Омхмм2/м при напряжении 220 В. По этой таблице легко определить диаметр стержня, на который намотана спираль, и длина стержня при намотке «виток в виток» зависит от толщины проволоки. Длина спирали при другом напряжении пересчитывается по обычной математической пропорции.
Условные обозначения: длина вала L, мм; диаметр хвостовика — D, мм.
Нихромовая нить, Ø 0,2 мм
| D | л | длина резьбы |
|---|---|---|
| 1,5 | 40 | 942 |
| 2 | 30 | 942 |
| 3 | 20 | 942 |
| 4 | 15 | 942 |
| 5 | 12 | 942 |
| 6 | 10 | 942 |
Нихромовая нить, Ø 0,3 мм
| D | л | длина резьбы |
|---|---|---|
| 1,5 | 60 | 942 |
| 2 | 45 | 942 |
| 3 | 30 | 942 |
| 4 | 22 | 942 |
| 5 | 18 | 942 |
| 6 | 15 | 942 |
Нихромовая нить, Ø 0,4
| D | л | длина резьбы |
|---|---|---|
| 1,5 | 80 | 942 |
| 2 | 60 | 942 |
| 3 | 40 | 942 |
| 4 | 30 | 942 |
| 5 | 24 | 942 |
| 6 | 20 | 942 |
Проволока нихромовая Ø 0,5
| D | л | длина провода |
|---|---|---|
| 1,5 | 100 | 942 |
| 2 | 75 | 942 |
| 3 | 50 | 942 |
| 4 | 39 | 942 |
| 5 | 30 | 942 |
| 6 | 24 | 942 |
Проволока нихромовая, Ø 0,6
| D | л | длина провода |
|---|---|---|
| 1,5 | 120 | 942 |
| 2 | 90 | 942 |
| 3 | 60 | 942 |
| 4 | 45 | 942 |
| 5 | 36 | 942 |
| 6 | 30 | 942 |
Проволока нихромовая, Ø 0,7
| D | л | длина провода |
|---|---|---|
| 1,5 | 140 | 942 |
| 2 | 105 | 942 |
| 3 | 70 | 942 |
| 4 | 52 | 942 |
| 5 | 42 | 942 |
| 6 | 35 | 942 |
Нихромовая проволока, Ø 0,8
| D | л | длина провода |
|---|---|---|
| 1,5 | 160 | 942 |
| 2 | 120 | 942 |
| 3 | 80 | 942 |
| 4 | 60 | 942 |
| 5 | 48 | 942 |
| 6 | 40 | 942 |
Проволока нихромовая Ø 0,9
| D | л | длина провода |
|---|---|---|
| 1,5 | 180 | 942 |
| 2 | 1120 | 942 |
| 3 | 90 | 942 |
| 4 | 66 | 942 |
| 5 | 48 | 942 |
| 6 | 45 | 942 |
Содержащиеся в таблице результатов легко проверить по следующей формуле.
Длина резьбы (в мм) = пDLстержня/толщина резьбы , где p =3,1415926, D — диаметр стержня (в мм). Если, например, необходимо определить при напряжении 127 В на длине стержня диаметром 4 мм, для намотки нити толщиной 0,3 мм. из таблицы видно, что длина стержня при напряжении 220 В равна 22 мм. Делаем обычное соотношение: 22мм — 220; X — 127, видимый: X = 22×127/220 = 12,7 мм. Соответственно уменьшилась и длина резьбы. При намотке спирали не нужно обрезать, подключите ее к источнику питания, убедитесь, что намотка правильная. Замкнутая спираль увеличивает длину намотки на 1/3 значения, указанного в таблице.
Поставщик
Поставщик «Ауремо» предлагает купить нихромовую проволоку сегодня на выгодных условиях. Поставляем нить из нихрома и фехрали в розницу и оптом. Продукция сертифицирована, Мы ценим наших клиентов и всегда готовы помочь вам с оптимальным выбором. Предлагает опытных менеджеров-консультантов. Купить нихромовую проволоку сегодня.
Соответствие ГОСТу и международным стандартам качества, цена оптимальная от поставщика. Оптовым покупателям цена — снижена.
Таблица расчета нихромовой спирали от поставщика Электро-В-сталь/Эвек
Как рассчитать нихромовую спираль
В тепловых элементах электроприборов спираль обычно наматывают «на глаз». Необходимое количество витков и температура нагрева выбираются после подключения к сети. При этом нерациональный расход не только времени, но и нихромовой нити. Ознакомившись с приведенной ниже таблицей, вы можете сделать предварительный расчет на напряжение 220 В при известном удельном сопротивлении нихрома = 1,12 Ом · мм 2 /м. Таблица позволяет определить длину намотки «виток на виток» с учетом толщины нити и диаметра стержня, на который наматывается спираль. Длина 127-вольтового провода пересчитывается по математической пропорции.
Условные обозначения в таблице: D — диаметр стержня, мм; L — длина спирали,
Диам. Нихром 0,2 мм | Диам. Нихром 0,2 мм | Диам. Нихром 0,3 мм | Диам. Нихром 0,3 мм | Диам. Нихром 0,4 мм | Диам. Нихром 0,4 мм | Диам. Нихром 0,5 мм | Диам. Нихром 0,5 мм | Диам. Нихром 0,6 мм | Диам. Нихром 0,6 мм | Диам. Нихром 0,7 мм | Диам. Нихром 0,7 мм | Диам. Нихром 0,8 мм | Диам. Нихром 0,8 мм | Диам. Нихром 0,9 мм | Диам. Нихром 0,9 мм | Диам. Нихром 1,0 мм | Диам. Нихром 1,0 мм |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Д | л | Д | л | Д | л | Д | л | Д | л | Д | л | Д | л | Д | л | Д | л |
| 1,5 | 49 | 1,5 | 59 | 1,5 | 77 | 2 | 64 | 2 | 76 | 2 | 84 | 3 | 68 | 3 | 78 | 3 | 75 |
| 2 | тридцать | 2 | 43 | 2 | 68 | 3 | 46 | 3 | 53 | 3 | 62 | 4 | 54 | 4 | 72 | 4 | 63 |
| 3 | 21 | 3 | тридцать | 3 | 40 | 4 | 36 | 4 | 40 | 4 | 49 | 5 | 46 | 6-й | 68 | 5 | 54 |
| 4 | 16 | 4 | 22 | 4 | 28 | 5 | тридцать | 5 | 33 | 5 | 40 | 6-й | 40 | 8 | 52 | 6-й | 48 |
| 5 | 13 | 5 | 18 | 5 | 24 | 6-й | 26 | 6-й | тридцать | 6-й | 34 | 8 | 31 | 8 | 33 | ||
| 6-й | 20 | 8 | 22 | 8 | 26 | 10 | 24 | 10 | тридцать | ||||||||
| 10 | 22 |
Например, необходимо для напряжения 127 Вольт определить длину намотки нихромовой проволоки сечением 0,5 мм на стержень Ø 5 мм.