Как узнать сопротивление тэна зная мощность и напряжение: Расчет мощности электических ТЭНов

Содержание

Расчет мощности электических ТЭНов

Оптимальным источником энергии, для нагрева испарительной емкости, является квартирная электрическая сеть, напряжением 220 В. Можно просто использовать для этих целей бытовую электроплиту. Но, при нагреве на электроплите, много энергии расходуется на бесполезный нагрев самой плиты, а также излучается во внешнюю среду, от нагревательного элемента, не совершая при этом, полезной работы. Эта, понапрасну затрачиваемая энергия, может достигать приличных значений — до 30-50 %, от общей затраченной мощности на нагрев куба. Поэтому использование обычных электроплит, является нерациональным с точки зрения экономии. Ведь за каждый лишний киловатт энергии, приходится платить. Наиболее эффективно использовать врезанные в испарительную емкость эл. ТЭНы. При таком исполнении, вся энергия расходуется только на нагрев куба + излучение от его стенок вовне. Стенки куба, для уменьшения тепловых потерь, необходимо теплоизолировать. Ведь затраты на излучение тепла, от стенок самого куба могут так же, составлять до 20 и более процентов, от всей затрачиваемой мощности, в зависимости от его размеров. Для использования в качестве нагревательных элементов врезанных в емкость, вполне подходят ТЭНы, от бытовых эл.чайников, или другие подходящие по размерам. Мощность таких ТЭНов, бывает разная. Наиболее часто применяются ТЭНы с выбитой на корпусе мощностью 1.0 кВт и 1.25 кВт. Но есть и другие.

Поэтому мощность 1-го ТЭНа, может не соответствовать по параметрам, для нагрева куба и быть больше или меньше. В таких случаях, для получения необходимой мощности нагрева, можно использовать несколько ТЭНов, соединенных последовательно или последовательно-параллельно. Коммутируя различные комбинации соединения ТЭНов, переключателем от бытовой эл. плиты, можно получать различную мощность. Например имея восемь врезанных ТЭНов, по 1.25 кВт каждый, в зависимости от комбинации включения, можно получить следующую мощность.

  1. 625 Вт
  2. 933 Вт
  3. 1,25 кВт
  4. 1,6 кВт
  5. 1,8 кВт
  6. 2,5 кВт

Такого диапазона вполне хватит для регулировки и поддержания нужной температуры при перегонке и ректификации. Но можно получить и иную мощность, добавив количество режимов переключения и используя различные комбинации включения.

Последовательное соединение 2-х ТЭНов по 1.25 кВт и подключение их к сети 220В, в сумме дает 625 Вт. Параллельное соединение, в сумме дает 2.5 кВт.

Рассчитать можно по следующей формуле.

Мы знаем напряжение, действующее в сети, это 220В. Далее мы так же знаем мощность ТЭН, выбитую на его поверхности допустим это 1,25 кВт, значит, нам нужно узнать силу тока, протекающую в этой цепи. Силу тока, зная напряжение и мощность, узнаем из следующей формулы.

Сила тока = мощность, деленная на напряжение в сети.

Записывается она так: I = P / U.

Где I — сила тока в амперах.

P — мощность в ваттах.

U

— напряжение в вольтах.

При подсчете нужно мощность, указанную на корпусе ТЭН в кВт, перевести в ватты.

1,25 кВт = 1250Вт. Подставляем известные значения в эту формулу и получаем силу тока.

I = 1250Вт / 220 = 5,681 А

Далее зная силу тока подсчитываем сопротивление ТЭНа, по следующей формуле.

R = U / I, где

R — сопротивление в Омах

U — напряжение в вольтах

I — сила тока в амперах

Подставляем известные значения в формулу и узнаем сопротивление 1 ТЭНа.

R = 220 / 5.681 = 38,725 Ом.

Далее подсчитываем общее сопротивление всех последовательно соединенных ТЭНов. Общее сопротивление равно сумме всех сопротивлений, соединенных последовательно ТЭНов

Rобщ = R1+ R2 + R3 и т.д.

Таким образом, два последовательно соединенных ТЭНа, имеют сопротивление равное

77,45 Ом. Теперь нетрудно подсчитать мощность выделяемую этими двумя ТЭНами.

P = U2 / R где,

P — мощность в ваттах

U2— напряжение в квадрате, в вольтах

R — общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов

P = 624,919 Вт, округляем до значения 625 Вт.

Далее при необходимости можно подсчитать мощность любого количества последовательно соединенных ТЭНов, или ориентироваться на таблицу.

Таблица 1.1. Значения для последовательного соединения ТЭНов при напряжении 220В.

Кол-во ТЭН Мощность (Вт) Сопротивление (Ом) Сила тока (А)
1 1250 38,8 5,7
2
625 77,5 2,8
3 416 116,2 1,9
4 312 154,9 1,4
5 250 193,6 1,1
6 208 232,4 0,9
7 178 271 0,8
8 156 309,8 0,7

Таблица 1.2. Значения для параллельного соединения ТЭНов при напряжении 220В.

Кол-во ТЭН
Мощность (Вт) Сопротивление (Ом) Сила тока (А)
2 2500 19,4 11,4
3 3750 12,9 17
4 5000 9,7 22,7
5 6250 7,7 28,4
6 7500 6,5 34
7 8750 5,5 39,8
8 10000
4,8 45,5

Еще один немаловажный плюс, который дает последовательное соединение ТЭНов, это уменьшенный в несколько раз протекающий через них ток, и соответственно малый нагрев корпуса нагревательного элемента, тем самым не допускается пригорание браги во время перегонки и не привносит неприятного дополнительного вкуса и запаха в конечный продукт. Так же ресурс работы ТЭНов, при таком включении, будет практически вечным.

Расчеты выполнены для ТЭНов, мощностью 1.25 кВт. Для ТЭНов другой мощности, общую мощность нужно пересчитать согласно закона Ома, пользуясь выше приведенными формулами.

Как определить сопротивление тэна

В каких случаях нужно определять сопротивление ТЭНа, технология проверки трубчатого электронагревателя. Как использовать мультиметр, способы проверки работоспособности нагревательного элемента без тестера.

Причин неполадок электроприборов, в которых установлены трубчатые электронагреватели, довольно много. И не всегда это выход из строя ТЭНа. Чтобы исключить этот вариант, может потребоваться его тестирование при помощи специального прибора – мультиметра.

Когда может потребоваться определение сопротивления ТЭНа

Знать, как измерить сопротивление ТЭНа, потребуется во многих случаях. Обычно – если бытовое устройство, которое использует ТЭН, начало функционировать неверно. В частности, тревожными симптомами могут быть:

  • Отказ устройства включаться;
  • Нарушение температурного режима работы устройства;
  • Слишком сильное и быстрое нагревание;
  • Появление искр или даже дыма;
  • Так называемый «пробой» на корпус, а также неисправности иного рода.

Не обязательно они связаны с выходом из строя ТЭНа: причины могут быть самыми разными. Поэтому не будет лишним знать, как проверить сопротивление ТЭНа.

Если вдруг бытовое оборудование стало вести себя подозрительно, необходимо немедленно отключить его от электросети и приступить к диагностике возможных неполадок.

Что нужно выполнить перед проверкой

Перед тем, как измерить сопротивление ТЭНа мультиметром, можно рассчитать значение его сопротивления на бумаге. Для этого потребуется определить мощность устройства. Как правило, данный параметр указан в эксплуатационном паспорте. В крайнем случае можно всегда просмотреть нужную информацию на сайте производителя или поискать данные в Интернете.

Зная значение мощности, нужно сначала рассчитать протекающий через нагреватель ток. Любой, кто знаком со школьным курсом физики за 8 класс, ответит, что сила тока в данном случае будет равна отношению мощности к напряжению (обычно это 220 вольт):

I=P/U, Ампер

После этого можно будет по Закону Ома (все тот же 8 класс физики) высчитать и значение сопротивления – разделив напряжение на силу тока:

R=U/I, Ом

Как вариант – воспользоваться другой формулой:

R=U²/P, Ом

В качестве примера: перед тем, как определить сопротивление ТЭНа рассчитывается его теоретический показатель при мощности в 2 киловатта (2 000 ватт) при стандартном напряжении в 220 вольт:

R=(220 В)²/2 000 Вт = 24.2 Ом.

Это и будет искомое теоретическое сопротивление. Часто мастера и электрики, тестируя ТЭН мультиметром, просто придерживаются показателей в промежутке между 20 и 30 омами. Это будет не совсем верно: все-таки, чем точнее измеренный показатель будет совпадать с теоретическим, тем лучше.

Технология проверки ТЭНа

Перед тем как проверить сопротивление ТЭНа, устройство необходимо отключить от электропитания. Это обязательно! При необходимости, пользуясь специальными инструкциями, ТЭН извлекается из своего посадочного гнезда в приборе. Как это сделать – зависит от каждого конкретного устройства и его модели, а также от производителя.

После того как ТЭН извлечен и отсоединен от проводов, нужно включить мультиметр в режиме замера сопротивления и выставить диапазон до 200 Ом. Щупами устройства нужно прикоснуться к выводным контактам ТЭНа.

Использование измерительного прибора

Собственно, это и есть проверка сопротивления ТЭНа. Мультиметр может показать разные значения. Возможно три варианта развития событий:

  • На дисплее показывается точно такое же значение, какое было рассчитано выше, по формуле. Если это так – ТЭН исправен, причина неполадки бытового прибора кроется в чем-то ином;
  • Дисплей показывает нулевое значение. Пользоваться таким ТЭНом категорически запрещается! Ноль свидетельствует о наличии короткого замыкания. Поможет лишь замена нагревателя;
  • Если высвечивается значение – единица или знак бесконечности, то где-то в цепи имеет место разрыв. Например, произошло механическое разрушение ТЭНа. Соответственно, его также потребуется заменить.

Кроме как измерить сопротивление ТЭНа мультиметром, можно проверить, нет ли утечки тока. Чтобы это сделать, мультиметр переводится в режим зуммирования, после чего один из его щупов подводится к контакту вывода, а другой – к корпусу ТЭНа. Если зуммер издал сигнал – имеет место пробой. В этом случае нагреватель также подлежит замене.

Можно провести проверку сопротивления изоляционного слоя ТЭНа при помощи мегаомметра. Чтобы это сделать, на приборе выставляется диапазон до 500 В. Один из щупов подводится к выводному контакту ТЭНа, а другой – к корпусу прибора. Считается нормальным показание от 0.5 Ома.

Перед тем, как определить сопротивление ТЭНа посредством прозвона, нужно его внимательно осмотреть. На нем не должно присутствовать механических повреждений. Причиной неисправности может стать накипь. В случае с явными повреждениями – вздутие, трещины (пусть и самые незначительные), сколы и т.д. – ТЭН просто подлежит замене. Можно даже не проводить никаких замеров. Накипь устраняется через вымачивание в течение двух суток элемента в растворе уксуса или лимонной кислоты.

Утечка тока на корпус

Бывает и так, что с течением времени изоляционный слой ТЭНа изнашивается. При этом наблюдается так называемая утечка тока на корпус оборудования. Определить это можно уже описанным выше способом – посредством мегаомметра.

Если в доме стоит УЗО, то из-за износа изоляционного слоя автоматика может отключаться. Происходит это при достижении половины значения от номинального отключающего дифференциального тока. Мультиметром определить этот факт будет невозможно, поскольку у него отсутствует короткое замыкание на корпус.

Проверка ТЭНа без мультиметра

Если под рукой нет мультиметра, бывалый мастер может провести проверку нагревателя на предмет обрыва и без него. Для этого потребуется контрольная лампа электрика. Ее можно изготовить самому, но лучше приобрести заводской прибор.

Для проверки нужно один контакт ТЭНа подать на ноль от сети, а другой – фазу через контрольную лампу. Если лампочка загорелась – обрыва в цепи нет. Минус этого способа в том, что полноценная проверка сопротивления ТЭНа таким образом невозможна, однако проконтролировать целостность цепи все-таки получится.

Аналогичными способами можно выполнять проверку ТЭНа во многих электроприборах – начиная от посудомоечной машины, заканчивая обогревателями и электрическими чайниками.

Советы по поводу того, как продлить срок службы ТЭНа

В заключение – немного о том, как продлить срок работы ТЭНа. Нет ничего приятного в том, когда выходит из строя водонагревательное устройство в бытовой технике. Однако существуют некоторые рекомендации, которые позволят отодвинуть это неприятное событие:

  • Необходимо своевременно проводить замену магниевого анода, который защищает ТЭН;
  • Самым главным требованием является использование как можно более качественной воды. При необходимости следует установить на водопровод фильтрующие устройства;
  • Не повредит минимум один раз в год осматривать ТЭН на предмет целостности и образования на нем накипи;
  • Если требуется проводить замену деталей, лучше всего использовать оригинальные комплектующие.

Не нужно без крайней необходимости задавать максимальный нагрев воды в устройстве. Обычно производитель указывает оптимальный температурный режим его работы. Это позволит сэкономить электричество и продлить срок работы ТЭНа.

Ничего особенно сложного в том, как измерить сопротивление ТЭНа, нет. Но только в том случае, если есть полная уверенность в правильности проводимых операций. В противном случае лучшим выходом будет обратиться за помощью к специалисту.

Зависимость мощности тэна от напряжения и сопротивления (таблица)

Иногда требуется определить реальную мощность тэна и для этого замеряют его сопротивления мультиметром между двумя контактами спирали. Зная данное сопротивление в Омах и напряжение в сети по данной таблице можно определить реальную мощность тэна, на которую он рассчитан. 

Данную таблицу сделал специально для этого сайта, возможно кому-то понадобятся эти данные так же, как и мне. Обратите внимание что в таблице сведены данные на мощность тэна при напряжении в сети 220 и 240 вольт. Это позволит понимать реальную мощность тэнов продаваемых на алиэкспресс, где они заточены под напряжение 240 вольт.

Сводная таблица зависимости мощности тэна от напряжения, силы тока в сети и его сопротивления.

Мощность тэна, Ватт

При напряжении 220В

При напряжении 240В

Ток I, ампер

Сопротивление, Ом

Ток I, ампер

Сопротивление, Ом

100

0,45

484,00

0,42

576,00

200

0,91

242,00

0,83

288,00

300

1,36

161,33

1,25

192,00

400

1,82

121,00

1,67

144,00

500

2,27

96,80

2,08

115,20

600

2,73

80,67

2,50

96,00

700

3,18

69,14

2,92

82,29

800

3,64

60,50

3,33

72,00

900

4,09

53,78

3,75

64,00

1000

4,55

48,40

4,17

57,60

1100

5,00

44,00

4,58

52,36

1200

5,45

40,33

5,00

48,00

1300

5,91

37,23

5,42

44,31

1400

6,36

34,57

5,83

41,14

1500

6,82

32,27

6,25

38,40

1600

7,27

30,25

6,67

36,00

1700

7,73

28,47

7,08

33,88

1800

8,18

26,89

7,50

32,00

1900

8,64

25,47

7,92

30,32

2000

9,09

24,20

8,33

28,80

2100

9,55

23,05

8,75

27,43

2200

10,00

22,00

9,17

26,18

2300

10,45

21,04

9,58

25,04

2400

10,91

20,17

10,00

24,00

2500

11,36

19,36

10,42

23,04

2600

11,82

18,62

10,83

22,15

2700

12,27

17,93

11,25

21,33

2800

12,73

17,29

11,67

20,57

2900

13,18

16,69

12,08

19,86

3000

13,64

16,13

12,50

19,20

3100

14,09

15,61

12,92

18,58

3200

14,55

15,13

13,33

18,00

3300

15,00

14,67

13,75

17,45

3400

15,45

14,24

14,17

16,94

3500

15,91

13,83

14,58

16,46

3600

16,36

13,44

15,00

16,00

3700

16,82

13,08

15,42

15,57

3800

17,27

12,74

15,83

15,16

3900

17,73

12,41

16,25

14,77

4000

18,18

12,10

16,67

14,40

4100

18,64

11,80

17,08

14,05

4200

19,09

11,52

17,50

13,71

4300

19,55

11,26

17,92

13,40

4400

20,00

11,00

18,33

13,09

4500

20,45

10,76

18,75

12,80

4600

20,91

10,52

19,17

12,52

4700

21,36

10,30

19,58

12,26

4800

21,82

10,08

20,00

12,00

4900

22,27

9,88

20,42

11,76

5000

22,73

9,68

20,83

11,52

5500

25,00

8,80

22,92

10,47

6000

27,27

8,07

25,00

9,60

6500

29,55

7,45

27,08

8,86

7000

31,82

6,91

29,17

8,23

7500

34,09

6,45

31,25

7,68

8000

36,36

6,05

33,33

7,20

8500

38,64

5,69

35,42

6,78

9000

40,91

5,38

37,50

6,40

9500

43,18

5,09

39,58

6,06

10000

45,45

4,84

41,67

5,76

Как самостоятельно посчитать сопротивление тэна, если нужного значения не оказалось в таблице? Все довольно просто. К примеру, у Вас тэн на 6300 ватт, нужно узнать его сопротивление. 

Для начала нужно посчитать силу тока протекающую в сети при его работе, считаем по формуле: I = P / U , где  I — сила тока в амперах, P — мощность в ваттах, U — напряжение в вольтах. Следовательно I = 6300 / 220 , получаем значение 28,63 Ампера.

Далее рассчитываем сопротивление по формуле: R = U / I , где R — сопротивление в Омах, U — напряжение в вольтах, I — сила тока в амперах. Получается R = 220 / 28,63, получаем значение сопротивления тэна 7,68 Ом. 

Вот так все просто, очень надеюсь что данный материал будет полезен читателям сайта. Остались вопросы? Пишите их в комментариях!

Расчет нихрома и фехрали для нагревателей: статья блога ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Нихром и фехраль – два самых распространенных типа материалов, из которых изготавливаются нагревательные элементы. В данной статье мы собрали полезные расчеты, которые могут понадобиться при проектировании нагревательного элемента, а также добавили два удобных калькулятора для расчета длины спирали и пересчета веса материалов в длину и наоборот.

Расчет длины проволоки для спирали

Расчет веса и длины


Расчет нихромовой спирали

Методика расчета по сопротивлению

Для начала давайте подробнее рассмотрим расчет длины проволоки из нихрома на основе мощности и электрического сопротивления. Во-первых нужно определиться с тем, какая мощность нагревательной спирали будет нужна. Допустим, нам необходимо изготовить небольшой нагреватель для прибора с мощностью 10Вт с напряжением 12 Вольт. Допустим, у нас имеется в наличии нихромовая проволока с диаметром сечения 0,1 мм.

Самый элементарный расчет без учитывания нагрева производится по формуле, знакомой нам из школьного курса физики:

Р=U∙І → І = Р/ U = 10 / 12 = 0,83 А

По закону Ома:

R= U/  І = 12 / 0,83 = 14,5 Ом.

Знаючи площадь сечения проволоки (S) и удельное сопротивление нихрома (ρ) можно вычислить длину проволоки, которая нам понадобится для изготовления спирали:

І = S∙ R/ ρ

Для того, чтобы узнать удельное сопротивление нихромовой проволоки определенного диаметра можно воспользоваться формулами или готовой таблицей значений. Для нихрома с диаметром 0,1 мм сопротивление будет 14,4 Ом и площадь сечения 0,008 мм2, тогда подставив значения в формулу мы получим длину проволоки равную 10 см.

Для расчета того, сколько витков спирали нужно сделать из проволоки полученной длины, нужно воспользоваться такими формулами:

Вычислим длину одного витка, равную:

Длина витка =π∙( диаметр намотки + 0,5 ∙ диаметр сечения проволоки)

Количество витков = длина проволоки / длина витка

Таким образом, если диаметр навивки нашей проволоки будет 2 мм, то

Количество витков = 100/( 3,14*(2+0,05))=15,5 витков

Теоретические расчеты – это, конечно, хорошо. Но выдержит ли на практике нихром с таким диаметром сечения подобный ток? Таблицы, предоставленные ниже, показывают максимальный ток, который допустим для определенных диаметров нити нихрома при заданной температуре. Говоря проще, нужно определить температуру, до которой должен нагреваться спиральный греющий элемент, и выбрать из таблицы его сечения для расчетного тока.

Если же нагреватель будет использоваться в жидкостной среде, силу тока можно взять больше в 1,2-1,5 раз, а если он будет нагревать замкнутое пространство, то стоит его ток уменьшить.

Методика расчета по температуре

Выше описанный простой расчет недостаточно точен из-за того, что мы берем величину сопротивления спирали в холодном состоянии. Но с изменением температуры изменяется и сопротивление материала. При этом также следует учесть, каковы условия достижения данной температуры. Для небольшой температуры, к примеру в обогревателях, первый способ расчета может применяться свободно, но для высоких температур в печах сопротивления данный способ будет слишком приблизительным.

Давайте рассчитаем спираль для муфельной печи при помощи второго метода. Для начала нужно вычислить объем камеры и на его основе мощность нагрева. Для муфельных печей существует такое правило подбора:

  • Для печей с объемом до 50 л мощность берется из расчета 100 Вт на литр

  • Для печей с объемом от 100 до 500 л мощность берется из расчета 50-70 Вт на литр

Возьмем для примера небольшую печь с объемом 50 литров, тогда мощность печи должна быть 50*100= 5000 Вт

Посчитаем силу тока (І) и сопротивление (R) для напряжения питания 220В

І = 5000/220 = 22,7 А

R = 220/22,7 = 9,7 Ом

Если подключать спирали при 380 В методом подключения «звезда», нужно мощность поделить на 3 фазы, таким образом у нас будет

Мощность на фазу = 5кВт / 3 = 1,66 кВт

При данном типе подключения к трехфазной сети на каждую фазу будет подаваться 220 В, соответственно ток и сопротивление будут равны:

І = 1660/220 = 7,54 А

R = 220/7,54 = 29,1 Ом

Если же соединение спиралей при напряжении 380 производится методом «треугольник», формулы расчета будут с учетом линейного напряжения в 380 В.

І = 1660/380 = 4,36 А

R = 380/4,36 = 87,1 Ом

Диаметр можно вычислить с учетом удельной поверхностной мощности нагревателя. Произведем расчет длины греющей нити, взяв удельные сопротивления из таблиц.

Поверхностная мощность = βэф*α(коэффициент эффективности)

Таким образом, чтобы нагреть муфельную печь до температуры 1000 градусов, нам нужна спираль с нагревом до 1100 С. По таблицам выберем соответствующие значения и получим:

Поверхностная мощность (Вдоп)=4,3∙0,2=0,86Вт/см2=8600 Вт/м2

Диаметр определяется по формуле d=3√((4*Rt*P2)/(π2*U2доп))

Удельное сопротивление материала при нужной температуре (Rt) берется из таблицы


Если у нас нихром марки Х80Н20, Rt будет равным 1,025. Тогда Рт=1,13*106*1,025=1,15*106 Ом на мм

Для подключения типа звезда: диаметр равен 1,23 мм, длина = 42 м

Проверим значения по формуле L=R/(p*k)

Получим 29,1/(0,82*1,033)= 34 м

Таким образом видим, что в формуле без учета температуры есть существенное отличие в полученных значениях. Правильно выбрать длину одной спирали для подключения звездой равную 42 м, тогда для 3 спиралей вам понадобится 126 метров проволоки нихрома с диаметром 1,3.

Вывод

На основе формул и калькулятора можно произвести быстрый расчет длины нихромовой или фехралевой проволоки и вычислить ее диаметр исходя из необходимой мощности и температуры нагревательного элемента, однако даже второй более сложный метод расчета не учитывает ряда факторов. На практике после произведенных теоретических расчетов необходимо произвести манипуляции с результатами исходя из особенностей использования нагревателя.

Для точных расчетов длины фехралевых и нихромовых спиралей, а также для получения консультации по нагревательным элементам обращайтесь к нашим специалистам по телефонам или через электронную почту. У нас, кроме готовых промышленных нагревателей, вы также можете приобрести комплектующие для их создания, включая проволоку и ленту фехраль, термостойкие провода, керамические изоляторы, миканит, термостойкие разъемы и прочее.

 



Как проверить (прозвонить) тэн мультиметром?

Проверка ТЭН мультиметром

Чтобы начать процесс тестирования, необходимо в первую очередь обезопасить свою работу отключением бытового агрегата от сети. Нужно просто выдернуть электрический шнур питания из розетки, а для электрической кухонной плиты с отдельной линией, пожалуй, отключить автоматы в квартирном электрическом щите. В любом случае нужно обесточить оборудование.

Дальше правильней будет действовать по следующему алгоритму.

Обеспечить доступ к выводам электронагревателя. Возможно, в некоторых случаях ТЭН придётся полностью извлечь из агрегата для удобства тестирования.

Отсоединить провода от нагревателя.

Если на устройстве накипь, то необходимо очистить ТЭН от неё.

После этого тщательно осмотреть нагреватель на предмет трещин, вздутий или других признаков повреждения.

Подготовить тестер (мультиметр), переключив его в режим измерения электрического сопротивления. Диапазон измерения нужно выбирать в зависимости от полученного результата, который мы рассчитывали по формуле номинального сопротивления для нагревателя своей техники.

Сначала следует прозвонить контакты нагревателя, для чего касаемся их щупами прибора и смотрим на результат. Спираль исправна, если показания тестера находится в пределах расчётного сопротивления. Если прибор показывает знак бесконечности (∞) или единицу (1), то это означает, что нагревательный элемент имеет обрыв и подлежит замене. В случае внутреннего замыкания тестер покажет цифру 0 (также нужна замена ТЭНа). В моделях нагревателей, где несколько спиралей, необходимо каждую пару выводов прозвонить отдельно.

Далее проверяется отсутствие пробоя изоляционного слоя спирали на корпус. Режим тестера переключается на «Зуммер». Один из щупов прибора замыкается на корпус водонагревателя, а другим по очереди нужно касаться выводов спирали. При пробое будет проходить сигнал, при исправном нагревателе никаких звуков раздаваться не должно. Если пробой имеется, нагреватель нужно заменить на новый.

При отсутствии каких-либо повреждений трубчатого нагревателя следует искать другие причины. Например, проверить шнур или линию электрического питания бытовой техники, если у неё нет вообще никаких признаков «жизни»; терморегулятор в случаях, когда происходит недогрев воды или раннее отключение питания ТЭНа. Терморегулятор можно протестировать тем же мультиметром, для чего его нужно извлечь из места монтирования и отсоединить все провода. Потом тестер устанавливается на режим прозвонки и щупами касаются обеих клемм. Если контакт имеется, то проверяют работу путём опускания стержня регулятора в воду с максимальной температурой (при этом мультиметр должен быть подсоединён к клеммам). Достигнув предельного нагрева, термодатчик регулятора должен разомкнуть контакты цепи, на что укажет характерный щелчок. При остывании воды термодатчик восстановит электрическую схему — прозвучит ещё один щелчок при замыкании контактов реле. Всё это укажет на исправность терморегулятора.

Имеются только некоторые нюансы по его извлечению. Но нужно запомнить, что извлекать ТЭН для проверки необязательно, если доступ к его контактам свободный. У стиральных машин имеются сложности с определением места нахождения как трубчатого нагревателя, так и его терморегулятора. Но в случаях, когда в сопроводительной документации нет информации о месте нахождения этих элементов, по марке машинки можно отыскать её подробное устройство через интернет.

Проверка ТЭНа на водонагревателе большой мощности (бойлере) также не отличается от той проверки, что мы уже описали, но здесь вместе с ТЭНом обязательно следует проверить терморегулятор с датчиком.

Как проверить ТЭН мультиметром, смотрите далее.

Если ваша стиральная машина, водонагреватель или электрический чайник перестали нагревать воду – в первую очередь необходимо проверить Трубчатый ЭлектроНагреватель – ТЭН, встроенный в них. Проще всего диагностировать неисправность можно прозвонив его и замерив фактическое сопротивление.После этих несложных действий, вы будете точно знать, является ли он причиной поломки или виноват, например, термостат, проводка или что-то другое.

Весь цикл проверки трубчатого нагревателя должен включать:

Модели мультиметров

Электронная модель мультиметра с функцией поиска проводки в стене и аудиосигналом

Узнавать сопротивление ТЭНа принято посредством мультиметров. Можно встретить цифровые и аналоговые приборы. Они используются для схожих целей, но принцип функционирования различается. Независимо от варианта, выбранного для проверки нагревателя, перед его использованием нужно убедиться в отсутствии нарушения целостности (в том числе, повреждений изоляционного покрытия) проводов, ведущих от щупов к проверяемому аппарату.

Цифровые

При приобретении нового измерительного прибора предпочтительно выбирать модели этой группы. Конструкция включает контроллер, интегральную схему и экран, на котором отображается результат измерения. По точности показаний эти изделия превосходят аналоговые. Она не определяется настройкой нулевого значения или уровнем разряда аккумулятора – пользователь просто получает численные данные. Некоторые изделия оборудованы дополнительным функционалом – с их помощью можно узнать, где спрятана проводка в толще стены, протестировать радиодетали. Если тестирование ТЭНов является частью профессиональной деятельности, рекомендуется приобрести прибор, снабженный сигнализатором. Целостность электроцепи при работе с ним детектируется посредством аудиосигнала.

Стрелочные

Аналоговый мультиметр требует осторожного обращения со щупами, чтобы не вывести прибор из строя

Такие устройства напрямую подключаются к объекту тестирования. Радиоэлементы превращают сигнал в электроток, перемещающий помещенную в магнитное поле указательную стрелку. Работа с прибором требует строгого соблюдения полярности. При ошибке указатель движется в противоположную сторону до встречи с ограничителем, и при значительном по модулю значении сигнала мультиметр может выйти из строя. Если такую ошибку допустить при обращении с цифровым прибором, он уведомит об этом пользователя знаком «минус» на дисплее перед численным значением измеряемого параметра.

Как поменять нагревательное устройство?

Мы отыскали ТЭН и удостоверились в том, что его следует сменить. Для начала отключаем все провода. Чтобы в дальнейшем ничего не напутать, порядок их подключения рекомендуется предварительно зафиксировать фотоаппаратом.

Чтобы извлечь ТЭН, необходимо открутить гайку, расположенную в средней части устройства

Теперь нужно поддеть нагреватель отверткой и осторожно доставать, покачивая в разные стороны. Теперь рекомендуется сразу удалить накипь с других элементов, окружающих водонагревательный прибор

Новый ТЭН аккуратно устанавливается на специальные крепления. Если допустить ошибку, то во время работы он будет прикасаться к баку. Остается только подсоединить провода и собрать машинку, чтобы запустить ее для проверки.

Как оценить работоспособность?

Находим ТЭН

Для того чтобы проверить исправность ТЭНа, нужно сначала получить к нему доступ – а для этого потребуется разобрать стиральную машину. У большинства современных моделей ТЭН находится либо в передней, либо в задней части корпуса. Найти его довольно легко тремя способами:

  • сравнить переднюю и заднюю стенку агрегата – какая из них больше, под той обычно и скрывается ТЭН;
  • перевернуть стиралку на бок и найти ТЭН, сняв ее нижнюю часть;
  • открутить верхнюю крышку и, отклонив машинку в сторону, обнаружить ТЭН.

Найдя ТЭН, можно сразу же демонтировать его, но специалисты советуют не торопиться с этим, пока вы не убедитесь в его неисправности. Поэтому для начала просто отсоедините идущие к ТЭНу провода.

Измеряем сопротивление

Самый доступный способ диагностики неполадок ТЭНа – это измерение его сопротивления. Для того чтобы его определить, нам понадобится найти значение всех элементов формулы:

R = U² / Р, где R – это сопротивление, U – напряжение, а Р – мощность.

Напряжение, которое подается на нагреватель, равно напряжению электрической сети: оно, как правило, составляет 220 вольт. Мощность ТЭНа вы можете узнать в соответствующем разделе руководства по эксплуатации стиральной машины. Если там этой информации обнаружить не удалось – в интернете есть данные касательно всех существующих моделей. Чаще всего она составляет 2000 Вт.

Теперь подставляем найденные значения, рассчитываем, и получаем искомую величину. По нашим значениям R = 220² / 2000 = 24,2 Ом.

Проверяем мультиметром

Полученное в результате расчета сопротивление – это показатель, при котором ТЭН может нормально функционировать. В случае неполадок нагревательного элемента сопротивление может изменяться, в результате чего происходят перебои с нагревом воды. Проверить сопротивление можно при помощи мультиметра – прибора, который позволяет измерить различные показатели электрического тока.

Затем настройте мультиметр: запустите режим измерения сопротивления, и задайте значение 200 Ом. Приложите щупы к клеммам нагревательного элемента. На экране прибора должен появиться результат измерения.

Если полученное число вышло равным или близким к тому, которое мы нашли по формуле, значит с ТЭНом все в порядке. Цифра «1» означает, что произошел обрыв внутри ТЭНа. Цифра «0» выводится в случае короткого замыкания. И в том, и в другом случае нагревательный элемент придется заменить.

Не забудьте еще проверить сам корпус ТЭНа на целостность. Как это сделать, смотрите в следующем видео.

В каких приборах используется ТЭН и как он работает

Диапазон применения ТЭН очень широк. Жизнь современного человека требует использования разнообразной техники, помогающей экономить время, делающей жизнь удобной и комфортной. Стиральная и посудомоечная машины, электроплиты и духовые шкафы, электробойлеры. Утюги, чайники и кипятильники. Теплые полы. Вот далеко не полный перечень техники бытового назначения, в которой используются электрические нагреватели. Это не считая невообразимо больше количество приборов, которые используются промышленностью.

При прохождении электрического тока по спирали трубчатого электронагревателя она очень сильно разогревается. Наполнитель трубки, которая является корпусом, защищает от поражения электротоком и эффективно передает полученное тепло окружающей среде, обеспечивая ее достаточный нагрев. Для обеспечения безопасности и повышения комфортности использования многие электрические нагреватели защищены от перегрева с помощью термодатчика отключающего их при достижении заданной температуры и включенные в цепь питания прибора последовательно с нагревательным элементом.

Особенности проверки

Прежде чем проверять исправность ТЭНа, необходимо рассчитать его сопротивление, воспользовавшись для этого формулой R=U2/P. Буквы в ней означают:

  • R – сопротивление электронагревателя.
  • U – величина подаваемого напряжения.
  • P – мощность прибора, обозначенная на его корпусе.

Знать величину сопротивления необходимо, чтобы сравнить с ней результаты, полученные при тестировании.

Рассчитав ее по приведенной формуле, можно переходить непосредственно к диагностике. Проверка ТЭНа выполняется в следующем порядке:

  • Отсоединить шнур прибора от электропитания.
  • Переключатель тестера поставить в диапазон сопротивления, в котором находится полученный при расчете показатель.
  • Приложить щупы мультиметра к корпусу бытового прибора и по очереди – к выходным контактам нагревателя.
  • Расшифруйте показания на табло мультиметра. Если тестер показывает сопротивление, равное полученному при расчетах – ТЭН исправен. Цифра «0» свидетельствует о замыкании расположенной внутри элемента спирали. Цифра «1» или бесконечность означает, что спираль оборвана.

Подробно весь процесс на видео:

Эта процедура тоже выполняется с помощью мультиметра таким образом:

  • Регулятором на панели тестера установить измеритель в режим зуммера.
  • Прикоснуться щупами к корпусу и по очереди – ко всем контактам электронагревателя.

Если при соприкосновении щупов с клеммами прибор издает сигналы на высокой частоте, это говорит о том, что электричество «пробивает» на корпус. Дотрагиваться до такого прибора, если он подключен к сети, нельзя, иначе возможен сильный удар электротоком.

Как прозвонить ТЭН на обрыв или короткое замыкание

Следующим важным этапом испытания работоспособности ТЭНа, является его прозвонка, для выявления двух основных неисправностей:

1. Обрыв нагревателя – токопроводящей нити, стержня или спирали внутри корпуса;

Пошаговая инструкция, которая поможет вам прозвонить ТЭН включает следующие действия:

1. Электроприбор отключается от сети;

2. Разбирается для доступа к контактам ТЭНа;

3. Отключаются питающие провода от нагревателя;

4. На мультиметре выбирается режим прозвонки, щупы устанавливаются в соответствующие разъемы «COM» и «VMa»;

5. Касаемся щупами выходных шпилек электронагревателя, каждый своей шпильки;

6. Возможные результаты:

— Нет сигнала – внутренний токопроводящий нагревающийся стержень, спираль или нить повреждены;

— Есть сигнал – ТЭН не поврежден, но всё еще возможно КЗ между его контактами, об этом обычно говорят близкие к нулю показатели на экране, в любом случае рекомендуется проверить сопротивление;

Если при прозвонке на дисплее будет «1» и звука зуеммера не последует – устройство повреждено, разрушен, разорван токопроводящий элемент. Именно он нагревается при включении. Чинить его нецелесообразно, обычно он просто меняется на новый.

Если же цепь прозванивается, сигнал идёт, а на дисплей отражает показатели отличные от «1» значит она целая.

Но радоваться рано, всё еще есть вероятность, что трубчатый электронагреватель неисправен, необходимо определить один из основных его показателей – внутреннее электрическое сопротивление.

Признаки и причины поломки

Как правило, машинка продолжает стирать даже холодной водой. Чтобы удостовериться в неисправности нагревательного прибора, необходимо разобраться в признаках, сообщающих о поломке элемента. Их не так уж и много:

  • после процесса стирки белье пахнет не очень приятно;
  • во время работы машинки стекло на дверце загрузочного люка не нагревается;
  • вещи не отстирываются.

К числу причин подобной неприятности относятся следующие:

  1. Обрыв или замыкание элемента. В таких случаях машинка или вообще не работает, или трудится непродолжительное время, потому что остальные элементы агрегата могут легко получить повреждения и даже перегореть.
  2. Выход из строя цепи нагревательного прибора. В подобных ситуациях ТЭН ничем не выдает потерю работоспособности, и поломку выявить будет сложно. Но если агрегат стирает долго или периодически зависает, то проблему необходимо искать именно в обрыве.
  3. Поломка реле ТЭНа. Устройство имеет датчик, отвечающий за уровень набора воды. При рабочем приборе вода доходит до нужного уровня, потом на электронику поступает команда на включение нагревателя. Случается, что элементы, контролирующие количество воды, за период эксплуатации загрязняются. Поэтому следует выполнить чистку прессостата и проверить датчик ТЭНа.

Зачастую пользователи не смотрят на то, что стиралка заканчивает процесс стирки несвоевременно, часть программы не выполняет, и относят такие неприятности на счет электроники. А это уже первые сигналы о помощи.

Как рассчитать электрическую мощность ТЭНа, зная его сопротивление

Измерив сопротивления, можно определить реальную мощность трубчатого электронагревателя и понять, соответствует ли она заявленной для прибора и достаточна ли для нагрева.

Для определения мощности, мы воспользуемся законом Ома, следующей формулой:

P=U 2 /R, Вт, где P – Мощность, Ватт; U – напряжение питающей сети, Вольт; R – Внутреннее электрическое сопротивление, Ом;

Пример расчета

Так, например, при измерении вы получили результат 20 Ом. Подставив в формулу, вычисляем:

P, ВтМощность ТЭНа = 220 2 В напряжение бытовой сети в квадрате / 20 Омсопротивление ТЭНа = 2 420 Вт

Соответственно, мощность ТЭН, который мы испытывали, 2420 Вт, что полностью соответствует заявленному показателю в паспорте. А учитывая то, что все остальные тесты он прошёл успешно, значит проблема не в нём и нужно искать дальше, например прозвонить электрические цепи или замерить напряжение в розетке.

Если же мультиметр покажет результат 100 Ом, то мощность будет всего порядка 500Вт. Этого естественно недостаточно для штатной работы и полноценного нагрева воды.

Увеличение сопротивления может быть вызвано разными процессами: уменьшением сечения проводника, окислением или загрязнением контактов и т.д. В любом случае, такой замер даст вам нужную информацию для дальнейшего поиска причин.

Как видите, проверить работу ТЭНа достаточно просто, для этого вам нужен лишь мультиметр и немого свободного времени. Многие проблемы выявит простая прозвонка, а если она не помогла, то замеры параметров сопротивления нагревательного устройства.

Как самостоятельно прозвонить ТЭН? Тэн это трубчатый нагреватель. Но как проверить ТЭН с помощью мультиметра? В этой статье мы подробно расскажем о том, как проверить ТЭН на пробой с помощью обычного электрического мультиметра.

Как поменять

Ремонт бытовой техники и замену недействующих элементов стоит доверить мастеру

Занимаясь ремонтными работами самостоятельно, необходимо соблюдать осторожность. Чтобы заменить электронагреватель, владельцу прибора следует:

  1. Купить ТЭН. Нужно выбирать устройство, подходящее марке машины.
  2. Отсоединить провода. Чтобы при монтаже нового элемента не перепутать провода, следует предварительно сфотографировать крепления старого ТЭНа.
  3. Открутить гайку, находящуюся в средней части нагревательного устройства.
  4. Отсоединить нагреватель. Сделать это необходимо, поддев ТЭН отверткой, раскачивая устройство из одной стороны в другую.
  5. Очистить от накипи соседние с электронагревателем элементы.
  6. Присоединить новый ТЭН, пользуясь заранее сделанными фотографиями.
  7. Прикрепить провода.

После этого нужно запустить прибор, чтобы проверить функционирование нового нагревателя. Если только что присоединенное устройство соприкасается с барабаном, элемент установлен неправильно.

Как проверить ТЭН стиральной машины

Есть несколько способов:

мультиметром;

  • быстрый и легкий способ проверки на корпусную часть;
  • определение работоспособности без прибора.

Когда у вас под рукой не окажется тестера, попробуйте выполнить проверку без вскрытия корпусной части. Понаблюдав за поведением стиральной машины, можно легко установить, что из строя вышел именно нагревательный прибор:

Вода не нагревается, но процесс стирки выполняется. На машинках с экранами будут мелькать сигналы, обозначающие данную ошибку

Если дисплей отсутствует, обратите внимание на мигающие лампочки.
Рабочий процесс не прекращается, вода нагревается, но времени для этого требуется значительно больше.
Машинка работает, вода прогревается, но от прикасаний к корпусной части ощущаются удары током, периодически срабатывает автоматика защиты.

Когда выявлена хоть одна указанная неисправность, то сомнений быть не может – плохо работает нагревательный элемент. Если вы не можете проверить тестером свой агрегат, рекомендуем обратиться за помощью к специалисту. Он уверенно определит, есть ли необходимость в замене элемента.

Есть еще несколько способов, которыми можно организовать проверку элемента без соответствующих инструментов:

  • как только на корпусной части нагревателя появились темные точки, можно уверенно диагностировать пробой. Порой подобные точки скрыты накипью, ее необходимо очистить, чтобы окончательно убедиться в своих мыслях. С накипью отлично поможет справиться «лимонка»;
  • не желаете разбирать свою машинку? В данном случае просто понаблюдайте за работой электрического счетчика. Запустите машинку на максимум. Когда счетчик крутит быстрее, это означает, что ТЭН еще работает;
  • проверьте наличие вздутий на корпусе, царапин и иных повреждений. Их наличие уверенно подтвердит, что нагревательный прибор нуждается в замене;
  • знатоки электричества могут поискать обрыв, пользуясь контрольной лампочкой, изготовленной самостоятельно.

Советы

  • В процессе установки нового ТЭНа или возвращения на место старого тщательно проверяйте соединения – они должны быть полностью герметичны, иначе век жизни нагревателя (а, возможно, и всей стиральной машины) будет очень недолгим.
  • Продлить срок службы ТЭНа можно, устраивая ему периодическую профилактику. Самое доступное средство – это лимонная кислота. Просто запустите стирку при пустом баке, засыпав вместо порошка пару столовых ложек лимонной кислоты. Но делайте так не чаще одного раза в год, иначе можно повредить металлическим элементам стиральной машины.

О других профилактических мерах вы можете узнать, посмотрев украинскую передачу «Все буде добре».

Как определить сопротивление ТЭН мультиметром

Последним этапом проверки мультиметром трубчатых электронагревателей бытовой техники, будь то утюг, чайник, водонагреватель или стиральная машина, является измерение сопротивления. Только после этого вы наверняка решите является ли ТЭН причиной неисправности бытовой техники или нет.

1. Обесточиваем электроприбор — выключаем из розетки

2. Разбираем, чтобы добраться до контактов

3. Отключаем от его контактов провода (обязательно необходимо прозвонить на утечку – описано выше)

4. Выставляем на мультиметре режим проверки сопротивления (для бытового оборудования достаточно диапазона до 100 Ом)

5. Подсоединяем щупы мультиметра к контактным стержням или клеммам ТЭНа, каждый к своему

6. Возможные результаты:

— «1», ТЭН неисправен, обрыв внутреннего токопроводящего стержня, пружины или нити.

— «0» или близкое к этому значение, говорит о коротком замыкании внутри ТЭНа. Электрический ток не проходит через весь нагреватель как положено, а протекает напрямую между контактами, например, через проводник с малым сопротивлением (через материал трубки, наполнитель, воду и т.д.)

— Показывает какую-то величину отличную от «0» и «1». Это и есть значение внутреннего электрического сопротивления ТЭН, значит он исправен. Осталось определить его мощность, достаточно ли её для нагрева.

Как видите, замер внутреннего удельного сопротивления трубчатого электронагревателя практически точь в точь соответствует режиму прозвонки. А почему это так и какая между ними разница, обязательно прочитайте в нашей статье – «Как прозванивать мультиметром».

Где находится

Узнайте расположение нагревательного устройства машины из инструкции. В зависимости от модели оно может находиться в различных местах прибора. Если инструкция к машине не сохранилась, найти элемент в домашних условиях можно самостоятельно:

  1. Необходимо положить прибор на боковую сторону. Нужный элемент может находиться на дне.
  2. На место нахождения ТЭНа указывают большие размеры задней панели. Чтобы убедиться в том, что устройство находится в задней части бытовой техники, панель можно снять.
  3. Поиск ТЭНа также ведется через барабан. Для удобства поисков можно использовать фонарик.

Проверка ТЭНа водонагревателя

Если вы до этого момента не знали, как проверить ТЭН водонагревателя мультиметром, для вас хорошая новость – она практически ничем не отличается от рассмотренного ранее примера и не вызывает труда даже у неопытных пользователей. Порядок действий для тестирования полностью аналогичен описанному выше, так как конструкция ТЭНов в различном оборудовании практически ничем не отличается. Единственное дополнение – рекомендуется проверить и терморегулятор.

Также необходимо проверить элемент на наличие пробоя на корпус прибора. Как прозвонить ТЭН мультиметром вы уже знаете – об этом говорилось выше. Переведите тестер в режим зуммера и поочередно прикасайтесь к контактам, прислушиваясь к издаваемым мультиметром сигналам.

Технология проверки

Для прозвонки проводов мультиметр переводят в режим зуммера

При неполадках с бойлером следует проверить ТЭН на водонагревателе мультиметром – это самый надежный и точный способ оценки состояния детали. Перед тем как начать тестирование, нужно отделить от элемента токопроводящие проводники.

Последовательность проверочных работ:

  1. Переключатель устройства ставится на спектр значений, куда должен попадать показатель ТЭНа. Его можно вычислить, зная потребляемую мощность прибора и его рабочее напряжение. Чем больше первый параметр, тем меньше значение сопротивления.
  2. Щупы измерительного устройства ставятся к контактам прозваниваемого ТЭНа.
  3. Если деталь не пришла в негодность, на дисплее вскоре обозначится цифровой показатель, близкий к полученному при расчетах. Цифра «0» на экране сигнализирует о ситуации короткого замыкания. Если на дисплее с левой стороны показалась единица, скорее всего, спираль элемента оборвалась. Использование аналогового измерителя в такой ситуации показывает бесконечность.
  4. Затем ТЭН тестируется на электропробой. Переключатель устанавливают в положение типа «зуммер». Работают одним щупом. Им последовательно прикасаются к выводам нагревателя. Если мультиметр не издает никаких звуков, результаты проверки удовлетворительны. Если имел место высокий писк, произошло замыкание нагревателя на корпус.

Показатель терморегулятора замеряется способом, аналогичным описанному в пунктах 1-3. При столкновении с единицей, указывающей на обрыв, нажимают на кнопку блока предохранения. Когда термостат снова сможет работать, замеры продолжают.

Где находится элемент нагрева воды

Если рассматривать различные марки машинок (Индезит, Бош, LG), то ТЭН в каждом типе моделей может располагаться в разных местах, и удобнее всего к нему подбираться либо через заднюю панель, либо через переднюю.

Но если вы не в курсе этого, то все равно отыскать его можно самостоятельно:

  • осматривается задняя панель машинки. Если крышка отличается большими размерами, то нагревательный прибор располагается за ней;
  • машинку необходимо положить на бок, осмотреть дно. Возможно, так вы обнаружите нагреватель;
  • легче всего снять заднюю панель. Если там ТЭНа нет, то ее легко будет установить на свое место.

Есть еще один вариант – с помощью фонарика просвечивается барабан машинки изнутри. При наличии хорошего зрения можно определить точное нахождение нагревателя.

Отыскав ТЭН, необходимо удостовериться в его работоспособности. Отметим, что для подобной процедуры демонтировать элемент нет необходимости.

Как проверить ТЭН стиральной машины

Проверить мультиметром стиральную машину на предмет неисправности электрического нагревателя не составит большого труда. Современные модели бытовых приборов обязательно оповестят о неполадки специальным звуковым сигналом, с указанием на дисплее устройства кода ошибки.

Расшифровка закодированной информации осуществляется при помощи инструкции к стиральной машине, в которой описываются наиболее распространённые неполадки данного устройства.

Если код ошибки указывает, что ТЭН устройства неисправен, то для того чтобы осуществить замену данного устройства, а также чтобы убедиться в отсутствии ошибки самодиагностики устройства, следует осуществить демонтаж нагревательного элемента. Работы должны производиться в такой последовательности:

  • Обесточить электрическое устройство.
  • Демонтировать заднюю защитную крышку устройства.
  • Отсоединить провода, к которым подключён ТЭН.
  • Открутить болты, с помощью которых ТЭН крепится к корпусу стиральной машины и аккуратно извлечь нагревательный элемент.

Проверка ТЭНа производится в такой последовательности:

  • Включить измерительный прибор, и перевести его в режим измерения сопротивления.
  • Соединить один щуп мультиметра с резьбовой клеммой с одной стороны ТЭНа, а другой щуп подключить ко второй клемме нагревательного элемента.

Если спираль, находящаяся внутри оболочки цела, то на дисплее мультиметра высветится значение от 10 до 100. Если ТЭН неисправен, то никаких значений измерительный прибор не покажет. Если мультиметр оснащён звуковым оповещателем, то высокочастотный сигнал оповестит о исправности ТЭНа. Отсутствие сигнала укажет на необходимость замены нагревательного элемента.

Если спираль находится в исправном состоянии, то нелишним будет проверить утечку электрического тока на корпус ТЭНа. Чтобы проверить ТЭН на пробой, необходимо перевести мультиметр в режим измерения сопротивления до 10 кОм и один щуп подключить к корпусу нагревательного элемента, а другой к одной из основных клемм.

Показания на дисплее мультиметра должны отсутствовать. Если используется стрелочный прибор, то стрелка должна оставаться неподвижной.

Если ТЭН необходимо проверить на стиральных машинах произведённых в советское время, то весь процесс осуществляется аналогичным образом, а поводом для начала проверки является отсутствие нагрева воды в устройстве.

Почему происходит поломка

Одной из наиболее частых причин поломки нагревателя является накипь, возникающая из-за постоянного контакта с водой. Слой накипи постепенно превращается в теплоизолятор, препятствующий теплообмену. Если налет своевременно не удалить, он разрушит верхний слой нагревательного устройства, оставив открытой электрическую спираль.

В результате машина будет тратить больше времени на стирку, что приводит к увеличению расхода электроэнергии. На белье могут появиться пятна, которых не было до стирки. Прибор становится опасным для дальнейшего использования из-за увеличения вероятности короткого замыкания.

Чтобы избежать поломки, необходимо проводить проверку ТЭНа. Электронагреватель следует периодически протирать специальными средствами, удаляющими накипь. Желательно контролировать химический состав воды. Наибольшую опасность для нагревателя представляет бикарбонат кальция.

Последовательное соединение тэнов мощность — ЭЛЕКТРИКА от А до Я

Автор adminsayta На чтение 24 мин. Опубликовано

Расчёт мощности и подключение ТЭНов к электросети. Оптимальным источником энергии, для нагрева испарительной емкости, является квартирная электрическая сеть,.

Расчёт мощности и подключение ТЭНов к электросети

Расчёт мощности и подключение ТЭНов к электросети.

Оптимальным источником энергии, для нагрева испарительной емкости, является квартирная электрическая сеть, напряжением 220 В. Можно просто использовать для этих целей бытовую электроплиту.

Но, при нагреве на электроплите, много энергии расходуется на бесполезный нагрев самой плиты, а также излучается во внешнюю среду, от нагревательного элемента, не совершая при этом, полезной работы. Эта, понапрасну затрачиваемая энергия, может достигать приличных значений — до 30-50 %, от общей затраченной мощности на нагрев куба. Поэтому использование обычных электроплит, является нерациональным с точки зрения экономии. Ведь за каждый лишний киловатт энергии, приходится платить. Наиболее эффективно использовать врезанные в испарительную емкость эл. ТЭНы. При таком исполнении, вся энергия расходуется только на нагрев куба + излучение от его стенок вовне. Стенки куба, для уменьшения тепловых потерь, необходимо теплоизолировать. Ведь затраты на излучение тепла, от стенок самого куба могут так же, составлять до 20 и более процентов, от всей затрачиваемой мощности, в зависимости от его размеров. Для использования в качестве нагревательных элементов врезанных в емкость, вполне подходят ТЭНы, от бытовых эл.чайников, или другие подходящие по размерам. Мощность таких ТЭНов, бывает разная. Наиболее часто применяются ТЭНы с выбитой на корпусе мощностью 1.0 кВт и 1.25 кВт. Но есть и другие.

Поэтому мощность 1-го ТЭНа, может не соответствовать по параметрам, для нагрева куба и быть больше или меньше. В таких случаях, для получения необходимой мощности нагрева, можно использовать несколько ТЭНов, соединенных последовательно или последовательно-параллельно. Коммутируя различные комбинации соединения ТЭНов, переключателем от бытовой эл. плиты, можно получать различную мощность. Например имея восемь врезанных ТЭНов, по 1.25 кВт каждый, в зависимости от комбинации включения, можно получить следующую мощность.

  1. 625 Вт
  2. 933 Вт
  3. 1,25 кВт
  4. 1,6 кВт
  5. 1,8 кВт
  6. 2,5 кВт

Такого диапазона вполне хватит для регулировки и поддержания нужной температуры при перегонке и ректификации. Но можно получить и иную мощность, добавив количество режимов переключения и используя различные комбинации включения.

Последовательное соединение 2-х ТЭНов по 1.25 кВт и подключение их к сети 220В, в сумме дает 625 Вт. Параллельное соединение, в сумме дает 2.5 кВт.

Рассчитать можно по следующей формуле.

Мы знаем напряжение, действующее в сети, это 220В. Далее мы так же знаем мощность ТЭН, выбитую на его поверхности допустим это 1,25 кВт, значит, нам нужно узнать силу тока, протекающую в этой цепи. Силу тока, зная напряжение и мощность, узнаем из следующей формулы.

Сила тока = мощность, деленная на напряжение в сети.

Записывается она так: I = P / U.

Где I — сила тока в амперах.

P — мощность в ваттах.

U — напряжение в вольтах.

При подсчете нужно мощность, указанную на корпусе ТЭН в кВт, перевести в ватты.

1,25 кВт = 1250Вт. Подставляем известные значения в эту формулу и получаем силу тока.

I = 1250Вт / 220 = 5,681 А

Далее зная силу тока подсчитываем сопротивление ТЭНа, по следующей формуле.

R — сопротивление в Омах

U — напряжение в вольтах

I — сила тока в амперах

Подставляем известные значения в формулу и узнаем сопротивление 1 ТЭНа.

R = 220 / 5.681 = 38,725 Ом.

Далее подсчитываем общее сопротивление всех последовательно соединенных ТЭНов. Общее сопротивление равно сумме всех сопротивлений, соединенных последовательно ТЭНов

Rобщ = R1+ R2 + R3 и т.д.

Таким образом, два последовательно соединенных ТЭНа, имеют сопротивление равное 77,45 Ом. Теперь нетрудно подсчитать мощность выделяемую этими двумя ТЭНами.

P — мощность в ваттах

U2 — напряжение в квадрате, в вольтах

R — общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов

P = 624,919 Вт, округляем до значения 625 Вт.

Далее при необходимости можно подсчитать мощность любого количества последовательно соединенных ТЭНов, или ориентироваться на таблицу.

В таблице 1.1 приведены значения для последовательного соединения ТЭНов.

Последовательное соединение тэнов мощность

Продажи ведутся через ЗАО «Автомаш»

Евразийский экономический союз.
Декларация о соответствии № ЕАЭС N RU Д-RU.НА91.В.00022/19
Срок действия c 18.12.2019г. по 17.12.2024 г.
Изготовлено по ТУ 3443-009-49110786-2002.
КОД ТН ВЭД ЕАЭС 8516 80 800 0
Соответствует требованиям технического регламента
Таможенного союза ТР ТС 004/2011 и ТР ТС 020.2011

Схемы соединения ТЭН (однофазная сеть)

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) как и другие потребители электроэнергии подключаются как к однофазной так и к трехфазной сети.

При подключении к однофазной сети (1 «фаза» и «ноль») более чем одного ТЭНа используется параллельная, последовательная либо комбинированная схемы подключения.

1. Параллельное соединение ТЭН

При параллельном соединении действуют следующие основные законы:

  • Напряжение на каждом ТЭНе постоянно и равно напряжению в сети;
  • При выходе из строя одного из ТЭН, остальные продолжают работать;
  • Суммарная мощность сборки складывается из мощностей всех ТЭНов, установленных параллельно;
  • Если параллельно установлены ТЭНы разной мощности, то суммарная мощность считается по формуле: P общ =U 2 /R общ , где P общ — суммарная мощность, U- напряжение, R общ – суммарное сопротивление сборки. Суммарное сопротивление сборки Rобщ рассчитывается по формуле: 1/R общ =1/R 1 +1/R 2 +1/R 3 .

2. Последовательное соединение ТЭН

При последовательном соединении действуют следующие основные законы:

  • Общее сопротивление сборки складывается из сопротивлений всех ТЭНов, установленных последовательно;
  • Если последовательно установлены ТЭНы одинакового сопротивления, то напряжение на каждом ТЭНе равно общему напряжению сети деленному на количество ТЭНов в сборке. Другими словами: U общ =U 1 +U 2 +U 3 .
  • Общая мощность сборки ТЭН считается по формуле P общ =U общ 2 /R общ , где P общ — суммарная мощность, U общ — общее напряжение сети, R общ — суммарное сопротивление сборки ТЭН. Суммарное сопротивление сборки R общ рассчитывается по формуле: R общ =R 1 +R 2 +R 3 .
  • При выходе из строя одного ТЭНа обрывается общая цепь и остальные ТЭНы также перестают работать.

3. Комбинированное соединение ТЭН

При комбинированном соединении ТЭН, следует разбивать цепь на несколько участков (А и Б), для которых соответственно будут действовать законы либо параллельного (А), либо последовательного (Б) соединения.

Значение напряжения на всех схемах указано при подключении к сети – 220V.

Схемы соединения ТЭН (трехфазная сеть)

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) как и другие потребители электроэнергии подключаются как к однофазной так и к трехфазной сети. При подключении к трехфазной сети (3 «фазы» и «ноль») используются две основные схемы соединений («звезда» и «треугольник»). С целью равномерности распределения нагрузки по фазам, количество подключаемых ТЭНов следует выбирать кратным числу 3.

1. Соединение ТЭНов — «звезда»

Основные законы, которые действуют при соединении ТЭНов «звездой»:

  • Между любой «фазой» и «нулем» всегда 220В!
  • В каждую ветвь «звезды» можно подключать несколько ТЭНов, соединенных между собой последовательно либо параллельно (см. схемы соединения в однофазной сети).
  • Мощность каждой ветви «звезды» должна быть одинакова.
  • Суммарная мощность соединения складывается из мощностей трёх ветвей.

2. Соединение ТЭНов – «треугольник»

Основные законы, которые действуют при соединении ТЭНов «треугольником»:

  • Между любыми двумя «фазами» всегда 380В!
  • В каждую ветвь «треугольника» можно подключать несколько ТЭНов, соединенных между собой последовательно либо параллельно (см. схемы соединения в однофазной сети).
  • Мощность каждой ветви «треугольника» должна быть одинакова.
  • Суммарная мощность соединения складывается из мощностей трёх ветвей.

Значение напряжения на всех схемах указано при подключении к трехфазной сети – 380V.

Расчет мощности ТЭНов, пояснение подключения.

Что такое ГОСТ? (и как его расшифровать)

Оптимальным источником энергии, для нагрева испарительной емкости, является квартирная электрическая сеть, напряжением 220 В. Можно просто использовать для этих целей бытовую электроплиту. Но, при нагреве на электроплите, много энергии расходуется на бесполезный нагрев самой плиты, а также излучается во внешнюю среду, от нагревательного элемента, не совершая при этом, полезной работы. Эта, понапрасну затрачиваемая энергия, может достигать приличных значений — до 30-50 %, от общей затраченной мощности на нагрев куба. Поэтому использование обычных электроплит, является нерациональным с точки зрения экономии. Ведь за каждый лишний киловатт энергии, приходится платить. Наиболее эффективно использовать врезанные в испарительную емкость эл. ТЭНы. При таком исполнении, вся энергия расходуется только на нагрев куба + излучение от его стенок вовне. Стенки куба, для уменьшения тепловых потерь, необходимо теплоизолировать. Ведь затраты на излучение тепла, от стенок самого куба могут так же, составлять до 20 и более процентов, от всей затрачиваемой мощности, в зависимости от его размеров. Для использования в качестве нагревательных элементов врезанных в емкость, вполне подходят ТЭНы, от бытовых эл.чайников, или другие подходящие по размерам. Мощность таких ТЭНов, бывает разная. Наиболее часто применяются ТЭНы с выбитой на корпусе мощностью 1.0 кВт и 1.25 кВт. Но есть и другие.

Поэтому мощность 1-го ТЭНа, может не соответствовать по параметрам, для нагрева куба и быть больше или меньше. В таких случаях, для получения необходимой мощности нагрева, можно использовать несколько ТЭНов, соединенных последовательно или последовательно-параллельно. Коммутируя различные комбинации соединения ТЭНов, переключателем от бытовой эл. плиты, можно получать различную мощность. Например имея восемь врезанных ТЭНов, по 1.25 кВт каждый, в зависимости от комбинации включения, можно получить следующую мощность.

  1. 625 Вт
  2. 933 Вт
  3. 1,25 кВт
  4. 1,6 кВт
  5. 1,8 кВт
  6. 2,5 кВт

Такого диапазона вполне хватит для регулировки и поддержания нужной температуры при перегонке и ректификации. Но можно получить и иную мощность, добавив количество режимов переключения и используя различные комбинации включения.

Последовательное соединение 2-х ТЭНов по 1.25 кВт и подключение их к сети 220В, в сумме дает 625 Вт. Параллельное соединение, в сумме дает 2.5 кВт.

Рассчитать можно по следующей формуле.

Мы знаем напряжение, действующее в сети, это 220В. Далее мы так же знаем мощность ТЭН, выбитую на его поверхности допустим это 1,25 кВт, значит, нам нужно узнать силу тока, протекающую в этой цепи. Силу тока, зная напряжение и мощность, узнаем из следующей формулы.

Сила тока = мощность, деленная на напряжение в сети.

Записывается она так:I = P / U.

ГдеI- сила тока в амперах.

P- мощность в ваттах.

U- напряжение в вольтах.

При подсчете нужно мощность, указанную на корпусе ТЭН в кВт, перевести в ватты.

1,25 кВт = 1250Вт. Подставляем известные значения в эту формулу и получаем силу тока.

I= 1250Вт / 220 = 5,681 А

Далее зная силу тока подсчитываем сопротивление ТЭНа, по следующей формуле.

R- сопротивление в Омах

U- напряжение в вольтах

I- сила тока в амперах

Подставляем известные значения в формулу и узнаем сопротивление 1 ТЭНа.

R = 220 / 5.681 = 38,725 Ом.

Далее подсчитываем общее сопротивление всех последовательно соединенных ТЭНов. Общее сопротивление равно сумме всех сопротивлений, соединенных последовательно ТЭНов

Rобщ = R1+ R2 + R3и т.д.

Таким образом, два последовательно соединенных ТЭНа, имеют сопротивление равное77,45Ом. Теперь нетрудно подсчитать мощность выделяемую этими двумя ТЭНами.

P- мощность в ваттах

U2- напряжение в квадрате, в вольтах

R- общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов

P = 624,919 Вт, округляем до значения625 Вт.

Далее при необходимости можно подсчитать мощность любого количества последовательно соединенных ТЭНов, или ориентироваться на таблицу.

В таблице 1.1 приведены значения для последовательного соединения ТЭНов.

Кол-воТЭН Мощность(Вт) Сопротивление(Ом) Напряжение(В) Сила тока(А)
1 1250,000 38,725 220 5,68
Последовательное соединение
2 625 2 ТЭН =77,45 220 2,84
3 416 3 ТЭН =1 16,175 220 1,89
4 312 4 ТЭН=154,9 220 1,42
5 250 5 ТЭН=193,625 220 1,13
6 208 6 ТЭН=232,35 220 0,94
7 178 7 ТЭН=271,075 220 0,81
8 156 8 ТЭН=309,8 220 0,71

В таблице 1.2 приведены значения для параллельного соединения ТЭНов.

Кол-воТЭН Мощность(Вт) Сопротивление(Ом) Напряжение(В) Сила тока(А)
Параллельное соединение
2 2500 2 ТЭН=19,3625 220 11,36
3 3750 3 ТЭН=12,9083 220 17,04
4 5000 4 ТЭН=9,68125 220 22,72
5 6250 5 ТЭН=7,7450 220 28,40
6 7500 6 ТЭН=6,45415 220 34,08
7 8750 7 ТЭН=5,5321 220 39,76
8 10000 8 ТЭН=4,840 220 45,45

Еще один немаловажный плюс, который дает последовательное соединение ТЭНов, это уменьшенный в несколько раз протекающий через них ток, и соответственно малый нагрев корпуса нагревательного элемента, тем самым не допускается пригорание браги во время перегонки и не привносит неприятного дополнительного вкуса и запаха в конечный продукт. Так же ресурс работы ТЭНов, при таком включении, будет практически вечным.

Расчеты выполнены для ТЭНов, мощностью1.25 кВт. Для ТЭНов другой мощности, общую мощность нужно пересчитать согласно законаОма,пользуясь выше приведенными формулами.

Устройство и схемы подключения ТЭН

05 Дек 2017г | Раздел: Электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Трубчатые электрические нагреватели (ТЭН) предназначены для преобразования электрической энергии в тепловую. Они применяются в качестве основы в нагревательных устройствах (приборах) промышленного и бытового назначения, осуществляющих нагрев различных сред путем конвекции, теплопроводности или излучения. Трубчатые нагреватели можно размещать непосредственно в нагреваемой среде, поэтому сфера их применения достаточно разнообразна: от утюгов и чайников до печей и реакторов.

1. Устройство ТЭН.

ТЭН представляет собой электрический нагревательный элемент, выполненный из тонкостенной металлической трубки (оболочки), материалом для которой служит медь, латунь, нержавеющая и углеродистая сталь. Внутри трубки расположена спираль из нихромовой проволоки, обладающая большим удельным электрическим сопротивлением. Концы спирали соединены с металлическими выводами, которыми нагреватель подключается к питающему напряжению.

От стенок трубки спираль изолирована спрессованным электроизоляционным наполнителем, который служит для отвода тепловой энергии от спирали и надежно фиксирует ее в центре трубки по всей длине. В качестве наполнителя используется плавленая окись магния, корунд или кварцевый песок. Для защиты наполнителя от проникновения влаги из окружающей среды торцы ТЭНа герметизируют термовлагостойким лаком.

Выводы нагревателя изолированы от стенок трубки и жестко зафиксированы керамическими изоляторами. Питающие провода подключаются к резьбовым концам выводов при помощи гаек и шайб.

Работает ТЭН следующим образом: при прохождении электрического тока по спирали она, нагреваясь, нагревает наполнитель и стенки трубки, через которые тепло излучается в окружающую среду.

При нагреве газообразных сред для увеличения теплоотдачи от ТЭНов применяют их оребрение, выполненное из материала с хорошей теплопроводностью. Как правило, для оребрения используют стальную гофрированную ленту, навитую по спирали на внешнюю оболочку ТЭНа.

Применение такого конструктивного решения способствует уменьшению габаритных размеров и токовой нагрузке нагревателя.

2. Схемы включения ТЭН в однофазную сеть.

Трубчатые электронагреватели рассчитаны на конкретное значение мощности и напряжения, поэтому для обеспечения номинального режима работы их подключают к питающей сети с соответствующим напряжением. Согласно ГОСТ 13268-88 нагреватели изготавливаются на номинальные напряжения: 12, 24, 36, 42, 48, 60, 127, 220, 380 В, однако наибольшее применение нашли ТЭНы рассчитанные на напряжение 127, 220 и 380 В.

Рассмотрим возможные варианты включения ТЭН в однофазную сеть.

2.1. Включение в розетку.

ТЭНы мощностью не более 1кВт (1000 Вт) можно смело включать в розетку через обычную штепсельную вилку, так как такой мощностью обладает основная масса электрических чайников и кипятильников, которыми мы разогреваем воду.

Через обычную вилку можно включить параллельно два ТЭН, но у обоих нагревателей мощность должна быть не более 1 кВт (1000 Вт), так как при параллельном соединении их общая мощность увеличивается до 2 кВт (2000 Вт). Таким образом, можно включить несколько нагревателей, но их общая мощность должна составлять не более 2 кВт, а для включения в розетку необходимо использовать более мощную вилку.

Бывает ситуация, когда дома завалялись несколько нагревателей, рассчитанных на рабочее напряжение 127 В, выкинуть их рука не поднимается, а в домашнюю сеть не включишь. В этом случае нагреватели включаются последовательно, что дает возможность подавать на них повышенное напряжение. При последовательном соединении двух нагревателей с напряжением 127 В их мощность остается прежней, а общее сопротивление увеличивается в два раза. Например, при включении двух нагревателей мощностью по 500 Вт их общая мощность составит 1000 Вт.

Однако в этой схеме есть один недостаток: если выйдет из строя любой из ТЭН, то работать не будут оба, так как разорвется электрическая цепь и прекратится подача питания.

Также надо помнить, что при последовательном соединении двух нагревателей с рабочим напряжением 220 В их общая мощность уменьшается в два раза, так как из-за увеличения общего сопротивления каждый нагреватель будет получать около 110 В вместо положенных 220 В.

2.2. Включение через автоматический выключатель.

Будет на много удобнее, если на ТЭНы подавать напряжение с помощью автоматического выключателя. Для этого необходимо в домовом щитке предусмотреть автомат, или же автомат установить непосредственно рядом с нагревательным устройством. Подача и отключение напряжения будет осуществляться включением/выключением автоматического выключателя.

Следующий вариант включения нагревателей осуществляется двухполюсным выключателем, что является наиболее предпочтительным, так как в этом случае фаза и ноль разрываются одновременно и ТЭН полностью отключается от общей схемы. Напряжение подается на верхние клеммы выключателя, а к нижним подключается нагреватель.

Если электрический нагреватель используется для нагрева воды и в доме проведено заземление, то для защиты от поражения электрическим током в случае пробоя изоляции нагревателя есть смысл установить УЗО или дифавтомат.

В этом случае заземляющий проводник соединяют с корпусом ТЭНа или подключают на специальный винт, закрепленный на корпусе емкости. Рядом с таким винтом изображают знак заземления. Рассмотрим схему с дифавтоматом:

Защита с дифавтоматом работает следующим образом: при пробое изоляции нагревателя на его корпусе появляется фаза, которая используя наименьшее сопротивление «пойдет» по заземляющему проводнику РЕ и создаст ток утечки. Если этот ток превысит уставку, то дифавтомат сработает и отключит подачу напряжения. Если в цепи произойдет короткое замыкание, то и в этом случае сработает дифавтомат и обесточит ТЭН.

При использовании УЗО между ним и нагревателем необходимо установить дополнительный однополюсный автомат, который в случае короткого замыкания отключит подачу напряжения на нагреватель и защитит УЗО от тока короткого замыкания. В случае пробоя изоляции УЗО отключит подачу напряжения.

2.3. Работа ТЭН в схемах регулирования температуры.

В схемах автоматического регулирования температуры питающее напряжение на электрические нагреватели подается через контакты пускателей, контакторов или термореле. В совокупности связка «нагреватель – термореле» или «нагреватель – термореле – контактор» представляет собой самый простой регулятор температуры, который может использоваться для поддержания температурного режима в помещениях или жидких средах. Контактор применяют в схеме для размножения контактов и для коммутации мощной нагрузки, на которую не рассчитаны контакты термореле.

Термореле может работать в режимах «Нагрев» или «Охлаждение», которые выбираются переключателем, расположенном на лицевой стороне реле. Работу ТЭН рассмотрим в режиме «Нагрев», так как именно этот режим используется наиболее часто.

Рассмотрим схему «нагреватель — термореле».

Питающее напряжение 220 В подается на входные клеммы двухполюсного автоматического выключателя. С выхода автомата напряжение поступает на клеммы питания термореле А1 и А2. Ноль соединяется с клеммой термореле А2 и левым выводом нагревателя.

Фаза соединяется с клеммой термореле А1 и перемычкой перебрасывается на левый вывод контакта К1 и постоянно присутствует на нем. Правый вывод контакта К1 соединен с правым выводом нагревателя. Датчик температуры подключается к клеммам Т1 и Т2.

В исходном состоянии, когда температура окружающей среды выше заданного значения, контакт реле К1 разомкнут и напряжение на ТЭН не поступает. Как только температура опустится ниже заданного значения, от датчика придет сигнал и реле даст команду на замыкание контакта К1. В этот момент фаза через замкнутый контакт К1 поступит на правый вывод нагревателя и нагреватель начнет нагреваться. При достижении заданной температуры от датчика опять придет сигнал и реле разомкнет контакт К1 и обесточит нагреватель.

Рассмотрим схему «нагреватель – термореле — контактор».

Питающее напряжение 220 В подается на входные клеммы двухполюсного автоматического выключателя. С выхода автомата напряжение поступает на клеммы питания термореле А1 и А2. Ноль соединяется с клеммой термореле А2, выводом А2 катушки контактора и нижним выводом нагревателя.

Фаза подается на клемму термореле А1 и перемычкой перебрасывается на левый вывод контакта К1, нижний силовой вывод контактора и постоянно присутствует на этих выводах. Правый вывод контакта К1 соединен с выводом А1 катушки контактора. Верхний силовой вывод контактора соединен с верхним выводом нагревателя. Датчик температуры подключается к клеммам Т1 и Т2.

В исходном состоянии, когда температура окружающей среды выше заданного значения, контакт реле К1 разомкнут и на ТЭН напряжение не поступает. При опускании температуры ниже заданного значения от датчика приходит сигнал и реле замыкает контакт К1, по которому фаза поступает на вывод А1 катушки контактора.

При появлении фазы на выводе А1 катушки срабатывает контактор, его силовые контакты замыкаются и фаза попадает на верхний вывод нагревателя и он начинает нагреваться. При достижении заданной температуры от датчика опять придет сигнал, реле разомкнет контакт К1 и обесточит контактор, который в свою очередь обесточит нагреватель.

Если возникли вопросы по контакторам, то Вы можете познакомиться с их устройством и работой, а также рассмотреть схемы подключения контакторов.

Вы также можете посмотреть ролик о нагревателях, где рассказывается и показывается работа каждой схемы.

На этом пока закончим, а во второй части рассмотрим схемы подключения ТЭН к трехфазной сети.
Удачи!

Параллельное и последовательное подключение ТЭНов

Каким способом лучше подключать электронагреватели: параллельным или последовательным?

Данная задача часто возникает в условиях, когда к одному источнику питания нужно подсоединить сразу несколько единиц нагревателя. Параллельным методом можно подключить неограниченное число нагревательных элементов, а вот последовательным в основном подключают лишь два нагревательных элемента. Создать надежное подключение электронагревателей последовательным методом задача довольно-таки непростая. При последовательном подключении есть такая особенность, что выход из строя одного нагревательного элемента приведет к остановке работы всей цепочки. А вот в случае параллельного подключения поломка отдельного нагревателя не повлияет на работу остальных элементов нагрева.

В основном для подключения необходимо наличие двух ТЭНов. В случае их соединения в последовательном порядке напряжение каждого отдельного нагревателя должно равняться половине общедоступного напряжения. К примеру, два трубчатых нагревателя рассчитанных на 240 Вольт подключаются к питанию 480 Вольт. При этом каждый нагреватель должен обладать одинаковой мощностью. В случае разной мощности и напряжения нагревательные устройства общее напряжение будут получать не в равном количестве. В случае подключения двух нагревателей методом параллельного соединения, напряжение каждого из нагревателей должно равняться напряжению питания.

Ниже предложено несколько расчетов подключения трубчатых электронагревателей

Сила тока (Ампер)

Представим несколько нагревателей с одинаковыми характеристиками, которые будут подключены параллельно или последовательно по разным схемам соединения. В расчётах нам нужно будет учитывать следующие характеристики:

P = общий показатель мощности

U и I соответственно напряжение и сила ток

Параллельное соединение

Число нагревателей при этом типе соединения может равняться от 2 и более единиц греющих элементов. Показатель общего сопротивления в таком случае будет равен:

R = r / 2 либо R = r / 3 либо R = r / x, где r — сопротивление одного ТЭНа.

Общая мощность будет определяться по следующей формуле:

P = 2*p либо P = 3*.p либо P = x*p, где р – мощность одного элемента нагрева

Два нагревательных элемента с параллельным подключением рассчитанных на 1000 Вт 230 В и работающих от 230В, способны генерировать 2000 Вт при 230 В с R = 26,45 Ом

Три нагревателя с параллельным соединением с показателями на 1000 Вт 230 В, работающие от 230 В, генерируют 3000 Вт при 230 В с R = 17,63 Ом и

Последовательное подключение трубчатых электронагревателей

По аналогии с предыдущим методом берем 2, 3 или более одинаковых электронагревателей. Каждый из нагревателей обладает сопротивлением r и мощностью р. При последовательном подключении складываем их значения и вычисляем:

R = 2*r либо R = 3*r либо R = x*r

P = p / 2 либо P = p / 3

Два электронагревателя с последовательным подключением обладающие мощностью 1000 Вт 230 В, работают от 230 В, способны генерировать 500 Вт при 230 В с R = 105,87 Ом (уровень мощности, создаваемый нагревателями, в 4 раза меньше).

Подключение нагревателей к трехфазной сети

Соединение по схеме «треугольник»

Номинальное напряжение каждого из нагревателей будет идентичным напряжению между фазами при соединении треугольником.

Соединение по типу «звезда»

Номинальное напряжение нагревателей в данном случае будет равно напряжению между фазами трехфазной проводки, разделённому на корень из 3 или 1,732

Три нагревателя с показателем мощности1000 Вт 230 В, которые подключены к трехфазной сети 400 В, способны генерировать 3000 Вт.

Три нагревателя с показателем мощности 1000 Вт 400 В, подсоединенные к трехфазному питанию 400 В, вырабатывают 1000 Вт.

Более подробно рассмотреть подключение нагревателей к трехфазной сети, вы можете на сайте «ТЭН24» в разделе статьи — подключение ТЭН по типу «звезда» и «треугольник».

Выводы

При выборе параллельного подключения напряжение каждого нагревателя будет одинаковым. Показатель общей мощности будет равен сумме общей мощности всех нагревательных элементов. При этом поломка одного из нагревателей не приведет к выходу из строя всей цели нагревательных элементов.

В случае последовательного подключения ТЭН общий показатель сопротивления будет состоять из общих значений сопротивления каждого греющего элемента. Напряжение на каждом отдельном нагревателе будет рассчитываться на основе следующей формулы: Uобщ/число нагревательных элементов (для одинаковых ТЭН). В соответствии с этим общий показатель мощности снизится на столько, сколько нагревателей есть всего в системе.

Некоторые нагревательные устройства не способны выполнять свою работу надежно при одинаковом напряжении. Это зависит от физических размеров нагревательных элементов. В связи с этим желательно подбирать нагревательные элементы, у которых будет оптимальные размеры спирали. В данном случае необходимость последовательного подключения отпадет. Важно понимать, что нагреватели с параллельным подключением должны иметь одинаковое напряжение. Устройства с параллельным подключением в свою очередь будут одинаковый ток. Подключать ТЭНы в последовательном порядке целесообразно только тогда, когда имеется два нагревательных элемента с одинаковой мощностью и напряжением. В данном случае их сумма мощности будет ниже. В основном трубчатые элементы нагрева соединяются в параллельном порядке.

Если после прочтения данной статьи у вас остались вопросы по подключению ТЭН вы можете в любое время обратиться к нашим консультантам по обратной связи сайта или воспользовавшись предложенной контактной информацией. «ТЭН24» с удовольствием подскажет, как подключать ТЭНы и подберет самый подходящий вариант нагревателей для решения ваших задач. У нас вы можете выбрать стандартные устройства нагрева различного направления работы и комплектующие к ним. При необходимости мы можем предложить нагреватели индивидуальной сборки с максимально подходящими характеристиками под ваше оборудование.

Трубчатые нагреватели — самые универсальные из всех электронагревательных элементов. Им можно придать практически любую конфигурацию. Трубчатые нагревательные элементы обеспечивают исключительную теплопередачу за счет теплопроводности, конвекции и излучения для нагрева жидкостей, воздуха, газов и поверхностей.

Типовые установки и использование трубчатых нагревателей

В свободном воздухе

Для таких применений, как духовки и сушильные шкафы, трубчатые нагревательные элементы представляют собой компактные надежные источники тепла. Их формуемость позволяет размещать их вокруг других компонентов печи и рабочих выступов, концентрируя тепло в любой точке.

В циркулирующем воздухе

Компрессионные фитинги, заводские фитинги или кронштейны служат для крепления трубчатого элемента в воздуховоде или камере нагрева воздуха.

В резервуары с жидкостями

Трубчатые нагреватели могут быть установлены через боковую стенку резервуара с помощью компрессионных фитингов или заводских фитингов.

Передача тепла металлическим частям

Доступные диаметры, длины, номинальные характеристики, удельная мощность, поперечное сечение и максимальные температуры обеспечивают решение для данной работы.

Погружение в жидкостной нагрев

Обычно воду и водные растворы можно нагревать до любой желаемой температуры. Если жидкость находится под давлением, температура не должна превышать максимальную температуру оболочки элемента.

Масляное отопление

Элементы стальной оболочки могут использоваться для жидкого топлива, теплоносителя и других растворов, не вызывающих коррозию стальной оболочки.

Воздушное и газовое отопление

Используйте удельную мощность, совместимую с рабочими температурами. Обогреватели, установленные горизонтально, необходимо поддерживать во избежание провисания при высоких температурах.

Правильное расстояние между опорами может варьироваться в зависимости от температуры применения, диаметра элемента и материала оболочки. Обычно достаточно расстояния между опорами от 12 до 18 дюймов.

Если воздух, проходящий через элементы, позволяет использовать более высокие удельные мощности, убедитесь, что воздушный поток распределяется равномерно. Допускается приблизительно 1/8 дюйма на фут длины элемента для расширения и сжатия элементов.

Накладной нагрев

Используйте удельную мощность, совместимую с рабочими температурами. См. Руководство по применению трубчатого нагрева твердых тел, жидкостей, воздуха и газа или используйте кривую G-175S в техническом разделе. Нагреватели должны быть плотно зажаты для обеспечения хорошей теплопередачи, но должны иметь возможность расширяться по мере нагрева. Слишком плотно зажатые нагреватели будут отклоняться от нагреваемой поверхности, что приведет к низкой эффективности нагрева и возможному выходу нагревателя из строя. Обычно лучше сначала затянуть средний зажим, чтобы удерживать элемент. Другие зажимы следует затянуть достаточно, чтобы удерживать, но поверните их на пол-оборота, чтобы обеспечить расширение и сжатие.

В зависимости от характеристик, оболочки и формы электрические трубчатые нагреватели «ТЭН24» используются в различных областях промышленного нагрева (кондуктивный, конвекционный, радиационный), которые требуют рабочих температур до 750 ° C (1382 ° F) для нагрева жидкостей, газов и твердых веществ. Доступны различные диаметры, позволяющие отрегулировать удельную мощность в вашем приложении и спроектировать промышленное отопительное оборудования для обеспечения максимальной производительности и длительного срока службы. Стандартные и изготовленные на заказ клеммные штыри упрощают установку и обслуживание. «ТЭН24» использует высококачественный оксид магния, чтобы обеспечить эффективную передачу тепла от резистивной катушки к теплоносителю, будь то воздух, жидкость или твердое тело. Радиусы изгиба разработаны с тщательной экспертизой, чтобы обеспечить оптимальную производительность при соблюдении «формы и функции» в вашем приложении.

Получите расценки на трубчатый нагреватель сегодня. «ТЭН24» также производит другие решения для промышленного обогрева, такие как инфракрасные обогреватели, погружные обогреватели, циркуляционные обогреватели и многое другое.

Нагреватели. Методика и примеры расчета. Статья

Нихром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Фехраль

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нихром в изоляции

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Титан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Вольфрам

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Молибден

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Кобальт

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Термопарная проволока

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Провода термопарные

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Никель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Монель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Константан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Мельхиор

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Твердые сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Порошки металлов

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нержавеющая сталь

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Жаропрочные сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ферросплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Олово

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Тантал

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ниобий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ванадий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Хром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Рений

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Прецизионные сплавы

Продукция

Описание

Магнитомягкие

Магнитотвердые

С заданным ТКЛР

С заданной упругостью

С высоким эл. сопротивлением

Сверхпроводники

Термобиметаллы

Статья «Нагреватели. Методика и примеры расчета» содержит обзор по расчету нагревателей электрических печей. Рассматриваются материалы, используемые для изготовления нагревателей, их свойства, достоинства и недостатки, условия работы (нихром, вольфрам, молибден и др.), описана цель расчета нагревателей, приведены методики, описанные на конкретных примерах. Также статья содержит справочные таблицы и ссылки на ГОСТы, необходимые для проведения расчета нагревателей электрических печей.

На странице представлена только выдержка из статьи «Нагреватели. Методика и примеры расчета».

Рассчитать нагреватели электрической печи

Калькулятор нагревателей электрических печей

Параметры электрической печи

Параметры нагревателя

Диаметр нагревателя, мм
?

Размеры нагревателей (толщина x ширина), мм

Выбрать из стандартных размеров (толщина х ширина), мм ?
Изменить размер на стандартный
0,1х600,1х1000,1х2000,1х4000,2х2,50,2х80,2х600,3х1,850,3х600,3х4000,35х2,350,35х2,40,5х2,250,5х60,5х81,0х61,0х101,0х151,0х201,2х201,5х101,5х121,5х152,0х102,0х202,0х252,0х302,0х402,5х202,5х252,5х302,5х603,0х203,0х303,0х40

Толщина нагревателя, мм
?

Ширина нагревателя, мм
?

Длина нагревателя, м
?

Масса нагревателя, кг
?

Общая длина нагревателей, м
?

Общая масса нагревателей, кг
?

*Результаты расчета нагревателей электрических печей, выполненного с помощью данного калькулятора, носят информативный характер.

Расчет основан на подходе, рассмотренном в книге «Типовые расчеты по электрооборудованию», Дьяков В.И., а также в статье «Нагреватели. Методика и примеры расчета», Никонов Н. В., и содержит ряд допущений.

В каждом конкретном случае могут появиться дополнительные условия, связанные с конструктивными особенностями печи, а также условиями эксплуатации.

Очень часто при желании сделать или отремонтировать нагреватель электропечи своими руками у человека появляется много вопросов. Например, какого диаметра взять проволоку, какова должна быть ее длина или какую мощность можно получить, используя проволоку или ленту с заданными параметрами и т.д. При правильном подходе к решению данного вопроса необходимо учитывать достаточно много параметров, например, силу тока, проходящего через нагреватель, рабочую температуру, тип электрической сети и другие.

В данной статье приводятся справочные данные о материалах, наиболее распространенных при изготовлении нагревателей электрических печей, а также методика и примеры их расчета (расчета нагревателей электрических печей).

Непосредственно нагреватель – один из самых важных элементов печи, именно он осуществляет нагрев, имеет наибольшую температуру и определяет работоспособность нагревательной установки в целом. Поэтому нагреватели должны соответствовать ряду требований, которые приведены ниже.

Требования к нагревателям

Основные требования к нагревателям (материалам нагревателей):
  • Нагреватели должны обладать достаточной жаростойкостью (окалиностойкостью) и жаропрочностью. Жаропрочность — механическая прочность при высоких температурах. Жаростойкость — сопротивление металлов и сплавов газовой коррозии при высоких температурах (более подробно свойства жаростойкости и жаропорочности описаны на странице Жаропрочные сплавы и стали).
  • Нагреватель в электропечи должен быть сделан из материала, обладающего высоким удельным электрическим сопротивлением. Говоря простым языком, чем выше электрическое сопротивление материала, тем сильнее он нагревается. Следовательно, если взять материал с меньшим сопротивлением, то потребуется нагреватель большей длины и с меньшей площадью поперечного сечения. Не всегда в печи может быть размещен достаточно длинный нагреватель. Также стоит учитывать, что, чем больше диаметр проволоки, из которой сделан нагреватель, тем дольше срок его службы. Примерами материалов, обладающих высоким электрическим сопротивлением являются хромоникелевый сплав нихром Х20Н80, Х15Н60, железохромоалюминиевый сплав фехраль Х23Ю5Т, которые относятся к прецизионным сплавам с высоким электрическим сопротивлением.
  • Малый температурный коэффициент сопротивления является существенным фактором при выборе материала для нагревателя. Это означает, что при изменении температуры электрическое сопротивление материала нагревателя меняется не сильно. Если температурный коэффициент электросопротивления велик, для включения печи в холодном состоянии приходится использовать трансформаторы, дающие в начальный момент пониженное напряжение.
  • Физические свойства материалов нагревателей должны быть постоянными. Некоторые материалы, например карборунд, который является неметаллическим нагревателем, с течением времени могут изменять свои физические свойства, в частности электрическое сопротивление, что усложняет условия их эксплуатации. Для стабилизации электрического сопротивления используют трансформаторы с большим количеством ступеней и диапазоном напряжений.
  • Металлические материалы должны обладать хорошими технологическими свойствами, а именно: пластичностью и свариваемостью, — чтобы из них можно было изготовить проволоку, ленту, а из ленты — сложные по конфигурации нагревательные элементы. Также нагреватели могут быть изготовлены из неметаллов. Неметаллические нагреватели прессуются или формуются, превращаясь в готовое изделие.

Материалы для изготовления нагревателей

Наиболее подходящими и самыми используемыми в производстве нагревателей для электропечей являются прецизионные сплавы с высоким электрическим сопротивлением. К ним относятся сплавы на основе хрома и никеля (хромоникелевые), железа, хрома и алюминия (железохромоалюминиевые). Марки и свойства данных сплавов рассмотрены в ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки». Представителями хромоникелевых сплавов является нихром марок Х20Н80, Х20Н80-Н (950-1200 °С), Х15Н60, Х15Н60-Н (900-1125 °С), железохромоалюминиевых – фехраль марок Х23Ю5Т (950-1400 °С), Х27Ю5Т (950-1350 °С), Х23Ю5 (950-1200 °С), Х15Ю5 (750-1000 °С). Также существуют железохромоникелевые сплавы — Х15Н60Ю3, Х27Н70ЮЗ.

Перечисленные выше сплавы обладают хорошими свойствами жаропрочности и жаростойкости, поэтому они могут работать при высоких температурах. Хорошую жаростойкость обеспечивает защитная пленка из окиси хрома, которая образуется на поверхности материала. Температура плавления пленки выше температуры плавления непосредственно сплава, она не растрескивается при нагреве и охлаждении.

Приведем сравнительную характеристику нихрома и фехрали.
Достоинства нихрома:

  • хорошие механические свойства как при низких, так и при высоких температурах;
  • сплав крипоустойчив;
  • имеет хорошие технологические свойства – пластичность и свариваемость;
  • хорошо обрабатывается;
  • не стареет, немагнитен.
Недостатки нихрома:
  • высокая стоимость никеля — одного из основных компонентов сплава;
  • более низкие рабочие температуры по сравнению с фехралью.
Достоинства фехрали:
  • более дешевый сплав по сравнению с нихромом, т.к. не содержит никель;
  • обладает лучшей по сравнению с нихромом жаростойкостью, напрмер, фехраль Х23Ю5Т может работать при температуре до 1400 °С (1400 °С — максимальная рабочая температура для нагревателя из проволоки Ø 6,0 мм и более; Ø 3,0 — 1350 °С; Ø 1,0 — 1225 °С; Ø 0,2 — 950 °С).
Недостатки фехрали:
  • хрупкий и непрочный сплав, данные негативные свойства особенно сильно проявляются после пребывания сплава при температуре большей 1000 °С;
  • т.к. фехраль имеет в своем составе железо, то данный сплав является магнитным и может ржаветь во влажной атмосфере при нормальной температуре;
  • имеет низкое сопротивление ползучести;
  • взаимодействует с шамотной футеровкой и окислами железа;
  • во время эксплуатации нагреватели из фехрали существенно удлиняются.
Также сравнение сплавов фехраль и нихром производится в статье Сравнение сплавов фехраль и нихром.

В последнее время разработаны сплавы типа Х15Н60Ю3 и Х27Н70ЮЗ, т.е. с добавлением 3% алюминия, что значительно улучшило жаростойкость сплавов, а наличие никеля практически исключило имеющиеся у железохромоалюминиевых сплавов недостатки. Сплавы Х15Н60ЮЗ, Х27Н60ЮЗ не взаимодействуют с шамотом и окислами железа, достаточно хорошо обрабатываются, механически прочны, нехрупки. Максимальная рабочая температура сплава Х15Н60ЮЗ составляет 1200 °С.

Помимо перечисленных выше сплавов на основе никеля, хрома, железа, алюминия для изготовления нагревателей применяют и другие материалы: тугоплавкие металлы, а также неметаллы.

Среди неметаллов для изготовления нагревателей используют карборунд, дисилицид молибдена, уголь, графит. Нагреватели из карборунда и дисилицида молибдена используют в высокотемпературных печах. В печах с защитной атмосферой применяют угольные и графитовые нагреватели.

Среди тугоплавких материалов в качестве нагревателей могут использоваться вольфрам, молибден, тантал и ниобий. В высокотемпературных вакуумных печах и печах с защитной атмосферой применяются нагреватели из молибдена и вольфрама. Молибденовые нагреватели могут работать до температуры 1700 °С в вакууме и до 2200 °С – в защитной атмосфере. Такая разница температур обусловлена испарением молибдена при температурах выше 1700 °С в вакууме. Вольфрамовые нагреватели могут работать до 3000 °С. В особых случаях применяют нагреватели из тантала и ниобия.

Обычно в качестве исходных данных для расчета нагревателей электрических печей выступают мощность, которую должны обеспечивать нагреватели, максимальная температура, которая требуется для осуществления соответствующего технологического процесса (отпуска, закалки, спекания и т.д.) и размеры рабочего пространства электрической печи. Если мощность печи не задана, то ее можно определить по эмпирическому правилу. В ходе расчета нагревателей требуется получить диаметр и длину (для проволоки) или площадь сечения и длину (для ленты), которые необходимы для изготовления нагревателей.

Также необходимо определить материал, из которого следует делать нагреватели (данный пункт в статье не рассматривается). В данной статье в качестве материала для нагревателей рассматривается хромоникелевый прецизионный сплав с высоким электрическим сопротивлением нихром Х20Н80, который является одним из самых популярных при изготовлении нагревательных элементов.

Определение диаметра и длины нагревателя (нихромовой проволоки) для заданной мощности печи (простой расчет)

Пожалуй, наиболее простым вариантом расчета нагревателей из нихрома является выбор диаметра и длины нихромовой проволоки при заданной мощности нагревателя, питающего напряжения сети, а также температуры, которую будет иметь нагреватель. Несмотря на простоту расчета, в нем имеется одна особенность, на которую мы обратим внимание ниже.

Пример расчета диаметра и длины нагревательного элемента

Исходные данные:
Устройство мощностью P = 800 Вт; напряжение сети U = 220 В; температура нагревателя 800 °C. В качестве нагревательного элемента используется нихромовая проволока Х20Н80.

1. Сначала необходимо определить силу тока, которая будет проходить через нагревательный элемент:
    I = P / U = 800 / 220 = 3,63 А.

2. Теперь нужно найти сопротивление нагревателя:
    R = U / I = 220 / 3,63 = 61 Ом;

3. Исходя из значения полученной в п. 1 силы тока, проходящего через нихромовый нагреватель, нужно выбрать диаметр проволоки. И этот момент является важным. Если, например, при силе тока в 6 А использовать нихромовую проволоку диаметром 0,4 мм, то она сгорит. Поэтому, рассчитав силу тока, необходимо выбрать из таблицы соответствующее значение диаметра проволоки. В нашем случае для силы тока 3,63 А и температуры нагревателя 800 °C выбираем нихромовую проволоку с диаметром d = 0,35 мм и площадью поперечного сечения S = 0,096 мм2.

Общее правило выбора диаметра проволоки можно сформулировать следующим образом: необходимо выбрать проволоку, у которой допустимая сила тока не меньше, чем расчетная сила тока, проходящего через нагреватель. С целью экономии материала нагревателя следует выбирать проволоку с ближайшей большей (чем расчетная) допустимой силой тока.

Таблица 1

Допустимая сила тока, проходящего через нагреватель из нихромовой проволоки, соответствующая определенным температурам нагрева проволоки, подвешенной горизонтально в спокойном воздухе нормальной температуры
Диаметр нихромовой проволоки, мм Площадь поперечного сечения нихромовой проволоки, мм2 Температура нагрева нихромовой проволоки, °C
200 400 600 700 800 900 1000
Максимальная допустимая сила тока, А
5 19,6 52 83 105 124 146 173 206
4 12,6 37,0 60,0 80,0 93,0 110,0 129,0 151,0
3 7,07 22,3 37,5 54,5 64,0 77,0 88,0 102,0
2,5 4,91 16,6 27,5 40,0 46,6 57,5 66,5 73,0
2 3,14 11,7 19,6 28,7 33,8 39,5 47,0 51,0
1,8 2,54 10,0 16,9 24,9 29,0 33,1 39,0 43,2
1,6 2,01 8,6 14,4 21,0 24,5 28,0 32,9 36,0
1,5 1,77 7,9 13,2 19,2 22,4 25,7 30,0 33,0
1,4 1,54 7,25 12,0 17,4 20,0 23,3 27,0 30,0
1,3 1,33 6,6 10,9 15,6 17,8 21,0 24,4 27,0
1,2 1,13 6,0 9,8 14,0 15,8 18,7 21,6 24,3
1,1 0,95 5,4 8,7 12,4 13,9 16,5 19,1 21,5
1,0 0,785 4,85 7,7 10,8 12,1 14,3 16,8 19,2
0,9 0,636 4,25 6,7 9,35 10,45 12,3 14,5 16,5
0,8 0,503 3,7 5,7 8,15 9,15 10,8 12,3 14,0
0,75 0,442 3,4 5,3 7,55 8,4 9,95 11,25 12,85
0,7 0,385 3,1 4,8 6,95 7,8 9,1 10,3 11,8
0,65 0,342 2,82 4,4 6,3 7,15 8,25 9,3 10,75
0,6 0,283 2,52 4 5,7 6,5 7,5 8,5 9,7
0,55 0,238 2,25 3,55 5,1 5,8 6,75 7,6 8,7
0,5 0,196 2 3,15 4,5 5,2 5,9 6,75 7,7
0,45 0,159 1,74 2,75 3,9 4,45 5,2 5,85 6,75
0,4 0,126 1,5 2,34 3,3 3,85 4,4 5,0 5,7
0,35 0,096 1,27 1,95 2,76 3,3 3,75 4,15 4,75
0,3 0,085 1,05 1,63 2,27 2,7 3,05 3,4 3,85
0,25 0,049 0,84 1,33 1,83 2,15 2,4 2,7 3,1
0,2 0,0314 0,65 1,03 1,4 1,65 1,82 2,0 2,3
0,15 0,0177 0,46 0,74 0,99 1,15 1,28 1,4 1,62
0,1 0,00785 0,1 0,47 0,63 0,72 0,8 0,9 1,0

Примечание:
  • если нагреватели находятся внутри нагреваемой жидкости, то нагрузку (допустимую силу тока) можно увеличить в 1,1 — 1,5 раза;
  • при закрытом расположении нагревателей (например, в камерных электропечах) необходимо уменьшить нагрузки в 1,2 — 1,5 раза (меньший коэффициент берется для более толстой проволоки, больший — для тонкой).

4. Далее определим длину нихромовой проволоки.
    R = ρ · l / S,
где R — электрическое сопротивление проводника (нагревателя) [Ом], ρ — удельное электрическое сопротивление материала нагревателя [Ом · мм2 / м], l — длина проводника (нагревателя) [мм], S — площадь поперечного сечения проводника (нагревателя) [мм2].

Таким образом, получим длину нагревателя:
    l = R · S / ρ = 61 · 0,096 / 1,11 = 5,3 м.

В данном примере в качестве нагревателя используется нихромовая проволока Ø 0,35 мм. В соответствии с ГОСТ 12766.1-90 «Проволока из прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением. Технические условия» номинальное значение удельного электрического сопротивления нихромовой проволоки марки Х20Н80 составляет 1,1 Ом · мм2 / м (ρ = 1,1 Ом · мм2 / м), см. табл. 2.

Итогом расчетов является необходимая длина нихромовой проволоки, которая составляет 5,3 м, диаметр — 0,35 мм.

Таблица 2

Удельное электрическое сопротивление нихрома (номинальное значение) — по ГОСТ 12766.1-90
Марка сплава Диаметр, мм Удельное электрическое сопротивление ρном, мкОм·м
Х20Н80-Н от 0,1 до 0,5 включ. 1,08
от 0,5 до 3,0 включ. 1,11
Св. 3,0 1,13
Х15Н60, Х15Н60-Н от 0,1 до 3,0 включ. 1,11
Св. 3,0 1,12
Х23Ю5Т Все диаметры 1,39

Определение диаметра и длины нагревателя (нихромовой проволоки) для заданной печи (подробный расчет)

Расчет, представленный в данном пункте, является более сложным, чем выше. Здесь мы учтем дополнительные параметры нагревателей, попытаемся разобраться с вариантами подключения нагревателей к сети трехфазного тока. Расчет нагревателя будем проводить на примере электрической печи. Пусть исходными данными являются внутренние размеры печи.

1. Первое, что необходимо сделать — посчитать объем камеры внутри печи. В данном случае возьмем h = 490 мм, d = 350 мм и l = 350 мм (высота, ширина и глубина соответственно). Таким образом, получаем объем V = h · d · l = 490· 350 · 350 = 60 · 10 6 мм3 = 60 л (мера объема).

2. Далее необходимо определить мощность, которую должна выдавать печь. Мощность измеряется в Ваттах (Вт) и определяется по эмпирическому правилу: для электрической печи объемом 10 — 50 литров удельная мощность составляет 100 Вт/л (Ватт на литр объема), объемом 100 — 500 литров — 50 — 70 Вт/л. Возьмем для рассматриваемой печи удельную мощность 100 Вт/л. Таким образом мощность нагревателя электрической печи должна составлять P = 100 · 60 = 6000 Вт = 6 КВт.

Стоит отметить, что при мощности 5-10 кВт нагреватели изготовляют, обычно, однофазными. При больших мощностях для равномерной загрузки сети нагреватели делают трехфазными.

3. Затем нужно найти силу тока, проходящего через нагреватель I = P / U, где P — мощность нагревателя, U — напряжение на нагревателе (между его концами), и сопротивление нагревателя R = U / I.

Здесь может быть два варианта подключения к электрической сети:

  • к бытовой сети однофазного тока — тогда U = 220 В;
  • к промышленной сети трехфазного тока — U = 220 В (между нулевым проводом и фазой) или U = 380 В (между двумя любыми фазами).
Далее расчет будет проведен отдельно для однофазного и трехфазного подключения.

Бытовая сеть однофазного тока

     I = P / U = 6000 / 220 = 27,3 А — ток проходящий через нагреватель.
Затем необходимо определить сопротивление нагревателя печи.
     R = U / I = 220 / 27,3 = 8,06 Ом.

Рисунок 1 Проволочный нагреватель в сети однофазного тока

Искомые значения диаметра проволоки и ее длины будут определены в п. 5 данного параграфа.

Промышленная сеть трехфазного тока

При данном типе подключения нагрузка распределяется равномерно на три фазы, т.е. по 6 / 3 = 2 КВт на фазу. Таким образом, нам требуется 3 нагревателя. Далее необходимо выбрать способ подключения непосредственно нагревателей (нагрузки). Способов может быть 2: “ЗВЕЗДА” или “ТРЕУГОЛЬНИК”.

Стоит заметить, что в данной статье формулы для расчета силы тока (I) и сопротивления (R) для трехфазной сети записаны не в классическом виде. Это сделано для того, чтобы не усложнять изложение материала по расчету нагревателей электротехническими терминами и определениями (например, не упоминаются фазные и линейные напряжения и токи и соотношения между ними). С классическим подходом и формулами расчета трехфазных цепей можно ознакомиться в специализированной литературе. В данной статье некоторые математические преобразования, проведенные над классическими формулами, скрыты от читателя, и на конечный результат это не оказывает никакого влияния.

При подключении типа “ЗВЕЗДА” нагреватель подключается между фазой и нулем (см. рис. 2). Соответственно, напряжение на концах нагревателя будет U = 220 В.
Ток, проходящий через нагреватель —
     I = P / U = 2000 / 220 = 9,10 А.
Сопротивление одного нагревателя —
     R = U / I = 220 / 9,10 = 24,2 Ом.

Рисунок 2 Проволочный нагреватель в сети трехфазного тока. Подключение по схеме «ЗВЕЗДА»

При подключении типа “ТРЕУГОЛЬНИК” нагреватель подключается между двумя фазами (см. рис. 3). Соответственно, напряжение на концах нагревателя будет U = 380 В.
Ток, проходящий через нагреватель —
     I = P / U = 2000 / 380 = 5,26 А.
Сопротивление одного нагревателя —
     R = U / I = 380/ 5,26 = 72,2 Ом.

Рисунок 3 Проволочный нагреватель в сети трехфазного тока. Подключение по схеме «ТРЕУГОЛЬНИК»

4. После определения сопротивления нагревателя при соответствующем подключении к электрической сети необходимо подобрать диаметр и длину проволоки.

При определении указанных выше параметров необходимо анализировать удельную поверхностную мощность нагревателя, т.е. мощность, которая выделяется с единицы площади. Поверхностная мощность нагревателя зависит от температуры нагреваемого материала и от конструктивного выполнения нагревателей.

Пример
Из предыдущих пунктов расчета (см. п. 3 данного параграфа) нам известно сопротивление нагревателя. Для 60 литровой печи при однофазном подключении оно составляет R = 8,06 Ом. В качестве примера возьмем проволоку нихромовую Х20Н80 диаметром 1 мм. Тогда, чтобы получить требуемое сопротивление, необходимо l = R / ρ = 8,06 / 1,4 = 5,7 м нихромовой проволоки, где ρ — номинальное значение электрического сопротивления 1 м проволоки по ГОСТ 12766.1-90, [Ом/м]. Масса данного отрезка проволоки из нихрома составит m = l · μ = 5,7 · 0,007 = 0,0399 кг = 40 г, где μ — масса 1 м проволоки. Теперь необходимо определить площадь поверхности отрезка проволоки длиной 5,7 м. S = l · π · d = 570 · 3,14 · 0,1 = 179 см2, где l – длина проволоки [см], d – диаметр проволоки [см]. Таким образом, с площади 179 см2 должно выделяться 6 кВт. Решая простую пропорцию, получаем, что с 1 см2 выделяется мощность β = P / S = 6000 / 179 = 33,5 Вт, где β — поверхностная мощность нагревателя.

Полученная поверхностная мощность слишком велика. Нагреватель расплавится, если нагреть его до температуры, которая обеспечила бы полученное значение поверхностной мощности. Данная температура будет выше температуры плавления материала нагревателя.

Приведенный пример является демонстрацией неправильного выбора диаметра проволоки, которая будет использоваться для изготовления нагревателя. В п. 5 данного параграфа будет приведен пример с правильным подбором диаметра.

Для каждого материала в зависимости от требуемой температуры нагрева определено допустимое значение поверхностной мощности. Оно может определяться с помощью специальных таблиц или графиков. В данных расчетах используются таблицы.

Для высокотемпературных печей (при температуре более 700 – 800 °С) допустимая поверхностная мощность, Вт/м2, равна βдоп = βэф · α, где βэф – поверхностная мощность нагревателей в зависимости от температуры тепловоспринимающей среды [Вт / м2], α – коэффициент эффективности излучения. βэф выбирается по таблице 3, α — по таблице 4.

Если печь низкотемпературная (температура менее 200 – 300 °С), то допустимую поверхностную мощность можно считать равной (4 — 6) · 104 Вт/м2.

Таблица 3

Эффективная удельная поверхностная мощность нагревателей в зависимости от температуры тепловоспринимающей среды
Температура тепловоспринимающей поверхности, °С βэф, Вт/cм2 при температуре нагревателя, °С
800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350
100 6,1 7,3 8,7 10,3 12,5 14,15 16,4 19,0 21,8 24,9 28,4 36,3
200 5,9 7,15 8,55 10,15 12,0 14,0 16,25 18,85 21,65 24,75 28,2 36,1
300 5,65 6,85 8,3 9,9 11,7 13,75 16,0 18,6 21,35 24,5 27,9 35,8
400 5,2 6,45 7,85 9,45 11,25 13,3 15,55 18,1 20,9 24,0 27,45 35,4
500 4,5 5,7 7,15 8,8 10,55 12,6 14,85 17,4 20,2 23,3 26,8 34,6
600 3,5 4,7 6,1 7,7 9,5 11,5 13,8 16,4 19,3 22,3 25,7 33,7
700 2 3,2 4,6 6,25 8,05 10,0 12,4 14,9 17,7 20,8 24,3 32,2
800 1,25 2,65 4,2 6,05 8,1 10,4 12,9 15,7 18,8 22,3 30,2
850 1,4 3,0 4,8 6,85 9,1 11,7 14,5 17,6 21,0 29,0
900 1,55 3,4 5,45 7,75 10,3 13 16,2 19,6 27,6
950 1,8 3,85 6,15 8,65 11,5 14,5 18,1 26,0
1000 2,05 4,3 6,85 9,7 12,75 16,25 24,2
1050 2,3 4,8 7,65 10,75 14,25 22,2
1100 2,55 5,35 8,5 12,0 19,8
1150 2,85 5,95 9,4 17,55
1200 3,15 6,55 14,55
1300 7,95

Таблица 4

Значение коэффициента эффективности излучения
Размещение нагревателей Коэффициент α
Проволочные спирали, полузакрытые в пазах футеровки 0,16 — 0,24
Проволочные спирали на полочках в трубках 0,30 — 0,36
Проволочные зигзагообразные (стержневые) нагреватели 0,60 — 0,72
Ленточные зигзагообразные нагреватели 0,38 — 0,44
Ленточные профилированные (ободовые) нагреватели 0,56 — 0,7


Проволочные спирали, полузакрытые в пазах футеровки


Проволочные спирали на полочках в трубках


Проволочные зигзагообразные (стержневые) нагреватели

Предположим, что температура нагревателя 1000 °С, и хотим нагреть заготовку до температуры 700 °С. Тогда по таблице 3 подбираем βэф = 8,05 Вт/см2, α = 0,2, βдоп = βэф · α = 8,05 · 0,2 = 1,61 Вт/см2 = 1,61 · 104 Вт/м2.

5. После определения допустимой поверхностной мощности нагревателя необходимо найти его диаметр (для проволочных нагревателей) или ширину и толщину (для ленточных нагревателей), а также длину.

Диаметр проволоки можно определить по следующей формуле:

, где

d — диаметр проволоки, [м]; P — мощность нагревателя, [Вт]; U — напряжение на концах нагревателя, [В]; βдоп — допустимая поверхностная мощность нагревателя, [Вт/м2]; ρt — удельное сопротивление материала нагревателя при заданной температуре, [Ом·м].
     ρt = ρ20 · k, где ρ20 — удельное электрическое сопротивление материала нагревателя при 20 °С, [Ом·м] k — поправочный коэффициент для расчета изменения электрического сопротивления в зависимости от температуры (по ГОСТ 12766.1-90).

Длину проволоки можно определить по следующей формуле:

, где

l — длина проволоки, [м].

Подберем диаметр и длину проволоки из нихрома Х20Н80. Удельное электрическое сопротивление материала нагревателя составляет
     ρt = ρ20 · k = 1,13 · 10-6 · 1,025 = 1,15 · 10-6 Ом·м.

Бытовая сеть однофазного тока
Для 60 литровой печи, подключенной к бытовой сети однофазного тока, из предыдущих этапов расчета известно, что мощность печи составляет P = 6000 Вт, напряжение на концах нагревателя — U = 220 В, допустимая поверхностная мощность нагревателя βдоп = 1,6 · 104 Вт/м2. Тогда получаем

Полученный размер необходимо округлить до ближайшего большего стандартного. Стандартные размеры для проволоки из нихрома и фехрали можно найти в ГОСТ 12766.1-90, Приложение 2, Таблица 8. В данном случае, ближайшим большим стандартным размером является Ø 2,8 мм. Диаметр нагревателя d = 2,8 мм.

Длина нагревателя l = 43 м.

Также иногда требуется определить массу необходимого количества проволоки.
     m = l · μ, где m — масса отрезка проволоки, [кг]; l — длина проволоки, [м]; μ — удельная масса (масса 1 метра проволоки), [кг/м].

В нашем случае масса нагревателя m = l · μ = 43 · 0,052 = 2,3 кг.

Данный расчет дает минимальный диаметр проволоки, при котором она может быть использована в качестве нагревателя при заданных условиях. С точки зрения экономии материала такой расчет является оптимальным. При этом также может быть использована проволока большего диаметра, но тогда ее количество возрастет.

Проверка
Результаты расчета могут быть проверены следующим способом. Был получен диаметр проволоки 2,8 мм. Тогда нужная нам длина составит
     l = R / (ρ · k) = 8,06 / (0,179 · 1,025) = 43 м, где l — длина проволоки, [м]; R — сопротивление нагревателя, [Ом]; ρ — номинальное значение электрического сопротивления 1 м проволоки, [Ом/м]; k — поправочный коэффициент для расчета изменения электрического сопротивления в зависимости от температуры.
Данное значение совпадает со значением, полученным в результате другого расчета.

Теперь необходимо проверить, не превысит ли поверхностная мощность выбранного нами нагревателя допустимую поверхностную мощность, которая была найдена в п. 4. β = P / S = 6000 / (3,14 · 4300 · 0,28) = 1,59 Вт/см2. Полученное значение β = 1,59 Вт/см2 не превышает βдоп = 1,6 Вт/см2.

Итоги
Таким образом, для нагревателя потребуется 43 метра нихромовой проволоки Х20Н80 диаметром 2,8 мм, это составляет 2,3 кг.

Промышленная сеть трехфазного тока
Также можно найти диаметр и длину проволоки, необходимой для изготовления нагревателей печи, подключенной к сети трехфазного тока.

Как описано в п. 3, на каждый из трех нагревателей приходится по 2 КВт мощности. Найдем диаметр, длину и массу одного нагревателя.

Подключение типа “ЗВЕЗДА” (см. рис. 2)

В данном случае, ближайшим большим стандартным размером является Ø 1,4 мм. Диаметр нагревателя d = 1,4 мм.

Длина одного нагревателя l = 30 м.
Масса одного нагревателя m = l · μ = 30 · 0,013 = 0,39 кг.

Проверка
Был получен диаметр проволоки 1,4 мм. Тогда нужная нам длина составит
     l = R / (ρ · k) = 24,2 / (0,714 · 1,025) = 33 м.
Данное значение практически совпадает со значением, полученным в результате другого расчета.

Поверхностная мощность составит β = P / S = 2000 / (3,14 · 3000 · 0,14) = 1,52 Вт/см2, она не превышает допустимую.

Итоги
Для трех нагревателей, подключенных по схеме “ЗВЕЗДА”, потребуется
     l = 3 · 30 = 90 м проволоки, что составляет
     m = 3 · 0,39 = 1,2 кг.

Подключение типа “ТРЕУГОЛЬНИК” (см. рис. 3)

В данном случае, ближайшим большим стандартным размером является Ø 0,95 мм. Диаметр нагревателя d = 0,95 мм.

Длина одного нагревателя l = 43 м.
Масса одного нагревателя m = l · μ = 43 · 0,006 = 0,258 кг.

Проверка
Был получен диаметр проволоки 0,95 мм. Тогда нужная нам длина составит
     l = R / (ρ · k) = 72,2 / (1,55 · 1,025) = 45 м.

Данное значение практически совпадает со значением, полученным в результате другого расчета.

Поверхностная мощность составит β = P / S = 2000 / (3,14 · 4300 · 0,095) = 1,56 Вт/см2, она не превышает допустимую.

Итоги
Для трех нагревателей, подключенных по схеме “ТРЕУГОЛЬНИК”, потребуется
     l = 3 · 43 = 129 м проволоки, что составляет
     m = 3 · 0,258 = 0,8 кг.

Если сравнить 2 рассмотренных выше варианта подключения нагревателей к сети трехфазного тока, то можно заметить, что для “ЗВЕЗДЫ” требуется проволока большего диаметра, чем для “ТРЕУГОЛЬНИКА” (1,4 мм против 0,95 мм), чтобы обеспечить заданную мощность печи 6 кВт. При этом требуемая длина нихромовой проволоки при подключении по схеме “ЗВЕЗДА” меньше длины проволоки при подключении типа “ТРЕУГОЛЬНИК” (90 м против 129 м), а требуемая масса, наоборот, больше (1,2 кг против 0,8 кг).

Расчет спирали

При эксплуатации основная задача — это разместить нагреватель расчетной длины в ограниченном пространстве печи. Нихромовая и фехралевая проволока подвергаются навивке в виде спиралей или сгибанию в форме зигзагов, лента сгибается в форме зигзагов, что позволяет вместить большее количество материала (по длине) в рабочую камеру. Наиболее распространенным вариантом является спираль.

Соотношения между шагом спирали и ее диаметром и диаметром проволоки выбирают таким образом, чтобы облегчить размещение нагревателей в печи, обеспечить достаточную их жесткость, в максимально возможной степени исключить локальный перегрев витков самой спирали и в то же время не затруднить теплоотдачу от них к изделиям.

Чем больше диаметр спирали и чем меньше ее шаг, тем легче разместить в печи нагреватели, но с увеличением диаметра уменьшается прочность спирали, увеличивается склонность ее витков лечь друг на друга. С другой стороны, с увеличением частоты намотки увеличивается экранирующее действие обращенной к изделиям части ее витков на остальные и, следовательно, ухудшается использование ее поверхности, а также могут возникнуть местные перегревы.

Практика установила вполне определенные, рекомендуемые соотношения между диаметром проволоки (d), шагом (t) и диаметром спирали (D) для проволоки Ø от 3 до 7 мм. Эти соотношения следующие: t ≥ 2d и D = (7÷10)·d для нихрома и D = (4÷6)·d — для менее прочных железохромоалюминиевых сплавов, таких как фехраль и т.п. Для более тонких проволок отношение D и d, а также t обычно берутся больше.

В статье были рассмотрены различные аспекты, касающиеся расчета нагревателей электрических печей — материалы, примеры расчета с необходимыми справочными данными, ссылками на стандарты, иллюстрациями.

В примерах были рассмотрены методики расчета только проволочных нагревателей. Помимо проволоки из прецизионных сплавов для изготовления нагревателей может применяться и лента.

Расчет нагревателей не ограничивается выбором их размеров. Также необходимо определить материал, из которого должен быть сделан нагреватель, тип нагревателя (проволочный или ленточный), тип расположения нагревателей и другие особенности. Если нагреватель изготавливается в виде спирали, то необходимо определить количество витков и шаг между ними.

Надеемся, что статья оказалась Вам полезной. Мы допускаем её свободное распространение при условии сохранения ссылки на наш сайт http://www.metotech.ru

В случае обнаружения неточностей, просим сообщить нам на адрес электронной почты [email protected] или с помощью системы «Орфус», выделив текст с ошибкой и нажав Ctrl+Enter.

  • Дьяков В.И. «Типовые расчеты по электрооборудованию».
  • Жуков Л.Л., Племянникова И.М., Миронова М.Н., Баркая Д.С., Шумков Ю.В. «Сплавы для нагревателей».
  • Сокунов Б.А., Гробова Л.С. «Электротермические установки (электрические печи сопротивления)».
  • Фельдман И.А., Гутман М.Б., Рубин Г.К., Шадрич Н.И. «Расчет и конструирование нагревателей электропечей сопротивления».
  • http://www.horss.ru/h6.php?p=45
  • http://www.electromonter.info/advice/nichrom.html

Расчет электроэнергии | Закон Ома

Изучите формулу силы

Мы видели формулу для определения мощности в электрической цепи: умножая напряжение в «вольтах» на силу тока в «амперах», мы получаем ответ в «ваттах». Давайте применим это к примеру схемы:

 

 

Как использовать закон Ома для определения силы тока

В приведенной выше схеме мы знаем, что у нас есть напряжение батареи 18 вольт и сопротивление лампы 3 Ом.Используя закон Ома для определения тока, получаем:

 

 

Теперь, когда мы знаем ток, мы можем взять это значение и умножить его на напряжение, чтобы определить мощность:

 

Это говорит нам о том, что лампа рассеивает (высвобождает) 108 ватт мощности, скорее всего, в виде света и тепла.

 

Увеличение напряжения батареи

Давайте попробуем взять ту же схему и увеличить напряжение батареи, чтобы посмотреть, что произойдет.Интуиция должна подсказывать нам, что ток цепи будет увеличиваться по мере увеличения напряжения, а сопротивление лампы останется прежним. Точно так же увеличится и мощность:

 

 

Теперь напряжение аккумулятора составляет 36 вольт вместо 18 вольт. Лампа по-прежнему обеспечивает электрическое сопротивление 3 Ом потоку тока. Текущий сейчас:

 

 

Это понятно: если I = E/R, и мы удваиваем E, а R остается прежним, ток должен удвоиться.Действительно, имеет: у нас теперь 12 ампер тока вместо 6. А что с мощностью?

 

Что влияет на питание повышение напряжения батареи?

Обратите внимание, что мощность увеличилась, как мы и подозревали, но она увеличилась немного больше, чем ток. Почему это? Поскольку мощность является функцией напряжения, умноженного на ток, а и , и напряжение, и ток удвоены по сравнению с их предыдущими значениями, мощность увеличится в 2 x 2 или 4 раза.

Вы можете проверить это, разделив 432 ватта на 108 ватт и увидев, что соотношение между ними действительно равно 4. Снова используя алгебру для манипулирования формулой, мы можем взять нашу исходную формулу мощности и изменить ее для приложений, где мы не знаем оба напряжение и ток: если мы знаем только напряжение (E) и сопротивление (R):

 

 

Если мы знаем только ток (I) и сопротивление (R):

 

 

Закон Джоуля против.Закон Ома

Историческая справка: именно Джеймс Прескотт Джоуль, а не Георг Саймон Ом, первым обнаружил математическую связь между рассеиваемой мощностью и током через сопротивление. Это открытие, опубликованное в 1841 году, соответствовало форме последнего уравнения (P = I 2 R) и известно как закон Джоуля.

Однако эти уравнения мощности так часто ассоциируются с уравнениями закона Ома, связывающими напряжение, ток и сопротивление (E=IR ; I=E/R ; и R=E/I), что их часто приписывают Ому.

 

 

ОБЗОР:

  • Мощность измеряется в Вт , обозначается буквой «Вт».
  • Закон Джоуля: P = I 2 R ; Р = ИЭ; Р = Е 2

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Попробуйте наш калькулятор закона Ома в разделе «Инструменты».

19.4 Электроэнергия | Texas Gateway

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

  • Давать определение электрической мощности и описывать уравнение электрической мощности
  • Расчет электрической мощности в цепях резисторов, соединенных последовательно, параллельно и комплексно
Основные термины раздела
электроэнергия

Энергия у многих ассоциируется с электричеством.Каждый день мы используем электроэнергию для работы наших современных приборов. Линии электропередачи являются наглядными примерами электроснабжения. Мы также используем электроэнергию, чтобы заводить автомобили, компьютеры или освещать дома. Мощность — это скорость передачи энергии любого типа; электрическая мощность – это скорость, с которой электрическая энергия передается в цепи. В этом разделе мы узнаем не только, что это значит, но и какие факторы определяют электрическую мощность.

Для начала давайте подумаем об лампочках, которые часто характеризуются номинальной мощностью в ваттах.Сравним лампочку мощностью 25 Вт с лампочкой мощностью 60 Вт (см. рис. 19.23). Хотя оба работают при одинаковом напряжении, лампа мощностью 60 Вт излучает больше света, чем лампа мощностью 25 Вт. Это говорит нам о том, что выходная мощность электрической цепи определяется не напряжением, а чем-то иным.

Лампы накаливания, такие как две, показанные на рис. 19.23, по существу являются резисторами, которые нагреваются, когда через них проходит ток, и нагреваются настолько, что излучают видимый и невидимый свет. Таким образом, две лампочки на фотографии можно рассматривать как два разных резистора.В простой цепи, такой как лампочка с приложенным к ней напряжением, сопротивление определяет ток по закону Ома, поэтому мы можем видеть, что ток, как и напряжение, должен определять мощность.

Рис. 19.23 Слева — лампочка мощностью 25 Вт, справа — лампочка мощностью 60 Вт. Почему их выходная мощность различна, несмотря на то, что они работают на одном и том же напряжении?

Формулу мощности можно найти с помощью размерного анализа. Рассмотрим единицы мощности. В системе СИ мощность выражается в ваттах (Вт), что представляет собой энергию в единицу времени, или Дж/с.

Мы можем переписать это уравнение как J=V×CJ=V×C и подставить его в уравнение для ватт, чтобы получить

W=Js=V×Cs=V×Cs.W=Js=V×Cs=V×Cs.

Но кулон в секунду (Кл/с) — это электрический ток, который мы можем видеть из определения электрического тока, I=ΔQΔtI=ΔQΔt, где ΔΔ Q — заряд в кулонах, а ΔΔ t — время в секундах. Таким образом, вышеприведенное уравнение говорит нам, что электрическая мощность равна напряжению, умноженному на ток, или

. Это уравнение дает электрическую мощность, потребляемую цепью с падением напряжения В и током I .

Например, рассмотрим схему на рисунке 19.24. По закону Ома ток, протекающий через цепь, равен

·19,49I=VR=12 В100 Ом=0,12 A.I=VR=12 В100 Ом=0,12 А. =(12 В)(0,12 А)=1,4 Вт.P=VI=(12 В)(0,12 А)=1,4 Вт

Куда уходит эта мощность? В этой схеме мощность идет в основном на нагрев резистора в этой цепи.

Рис. 19.24 Простая схема, потребляющая электроэнергию.

При расчете мощности в цепи на рис. 19.24 мы использовали сопротивление и закон Ома для определения силы тока.Закон Ома дает ток: I=V/RI=V/R, который мы можем подставить в уравнение для электрической мощности, чтобы получить

P=IV=(VR)V=V2R.P=IV=(VR)V=V2R.

Это дает мощность с точки зрения только напряжения и сопротивления.

Мы также можем использовать закон Ома, чтобы исключить напряжение из уравнения для электрической мощности и получить выражение для мощности только через ток и сопротивление. Если мы запишем закон Ома как V=IRV=IR и используем это, чтобы исключить V в уравнении P=IVP=IV, мы получаем

Р=IV=I(IR)=I2R.Р=IV=I(IR)=I2R.

Это дает мощность с точки зрения только тока и сопротивления.

Таким образом, комбинируя закон Ома с уравнением P=IVP=IV для электрической мощности, мы получаем еще два выражения для мощности: одно через напряжение и сопротивление, а другое через ток и сопротивление. Обратите внимание, что в выражения для электрической мощности входят только сопротивление (а не емкость или что-то еще), ток и напряжение. Это означает, что физической характеристикой цепи, которая определяет, сколько мощности она рассеивает, является ее сопротивление.Любые конденсаторы в цепи не рассеивают электроэнергию — напротив, конденсаторы либо накапливают электроэнергию, либо отдают ее обратно в цепь.

Чтобы понять, как связаны между собой напряжение, сопротивление, ток и мощность, рассмотрите рис. 19.25, на котором показано колесо формул . Величины в центральной четверти окружности равны количествам в соответствующей внешней четверти окружности. Например, чтобы выразить потенциал V через мощность и ток, мы видим из круга формул, что V=P/IV=P/I.

Рис. 19.25 Колесо формул показывает, как соотносятся вольты, сопротивление, ток и мощность. Количества во внутренних четвертях кругов равны количествам в соответствующих внешних четвертях кругов.

Рабочий пример

Найти сопротивление лампочки

Типичная старая лампочка накаливания имела мощность 60 Вт. Если предположить, что на лампочку подается напряжение 120 В, какова сила тока через лампочку?

СТРАТЕГИЯ

Нам известны напряжение и выходная мощность простой цепи, содержащей лампочку, поэтому мы можем использовать уравнение P=IVP=IV, чтобы найти ток I , протекающий через лампочку.

Решение

Решение P=IVP=IV для тока и вставка заданных значений напряжения и мощности дает

19,51P=IVI=PV=60 W120 V=0,50 A.P=IVI=PV=60 W120 V=0,50 A.

Таким образом, через лампочку проходит полампера, когда на нее подается напряжение 120 В.

Обсуждение

Это значительный ток. Напомним, что бытовая электроэнергия является переменным, а не постоянным током, поэтому 120 В, подаваемые из бытовых розеток, представляют собой переменную, а не постоянную мощность. 120 В — это фактически усредненная по времени мощность, выдаваемая такими розетками.Таким образом, средний ток, проходящий через лампочку за период времени, превышающий несколько секунд, составляет 0,50 А.

Рабочий пример

Грелки для ботинок

Чтобы согреть ботинки в холодные дни, вы решили вшить в стельку своих ботинок схему с резисторами. Вам нужно 10 Вт тепла от резисторов в каждой стельке, и вы хотите питать их от двух 9-вольтовых батарей (соединенных последовательно). Какое общее сопротивление вы должны оказывать на каждую стельку?

СТРАТЕГИЯ

Мы знаем желаемую мощность и напряжение (18 В, потому что у нас есть две 9-вольтовые батареи, соединенные последовательно), поэтому мы можем использовать уравнение P=V2/RP=V2/R, чтобы найти необходимое сопротивление.

Решение

Решая P=V2/RP=V2/R для сопротивления и подставляя данные напряжения и мощности, мы получаем

19,52P=V2RR=V2P=(18 В)210 Вт=32 Ом.P=V2RR=V2P=(18 В)210 Вт=32 Ом.

Таким образом, общее сопротивление в каждой стельке должно быть 32 Ом.Ом.

Обсуждение

Посмотрим, какой ток будет проходить по этой цепи. У нас есть 18 В, приложенные к сопротивлению 32 Ом, поэтому закон Ома дает

19,53I=VR=18 V32 Ω=0,56 A.I=VR=18 V32 Ω=0,56 A.

Все аккумуляторы имеют этикетки, на которых указано, сколько заряда они могут обеспечить (в пересчете на ток, умноженный на время).Типичная щелочная батарея 9 В может обеспечить заряд 565 мА⋅чмА⋅ч. (таким образом, две батареи 9 В обеспечивают 1130 мА⋅чмА⋅ч), поэтому эта система обогрева будет работать в течение времени

19,54t=1130×10−3 A⋅h0,56 A=2,0 h.t=1130×10−3 A⋅h0,56 A=2,0 h.

Рабочий пример

Питание через ответвление цепи

Сопротивление каждого резистора в схеме ниже составляет 30 Ом. Какая мощность рассеивается на средней ветви цепи?

СТРАТЕГИЯ

Средняя ветвь цепи содержит последовательно соединенные резисторы R3 и R5R3 и R5.Напряжение на этой ветви составляет 12 В. Сначала мы найдем эквивалентное сопротивление в этой ветви, а затем с помощью P=V2/RP=V2/R найдем мощность, рассеиваемую в ветви.

Решение

Эквивалентное сопротивление равно Rmiddle=R3+R5=30 Ом+30 Ом=60 ΩRmiddle=R3+R5=30 Ом+30 Ом=60 Ом. Мощность, рассеиваемая средней ветвью цепи, равна

. 19,55Pсреднее=V2Rсреднее=(12 В)260 Ом=2,4 Вт.Pсреднее=V2Rсреднее=(12 В)260 Ом=2,4 Вт.

Обсуждение

Давайте посмотрим, сохраняется ли энергия в этой цепи, сравнив мощность, рассеиваемую в цепи, с мощностью, выдаваемой батареей.Во-первых, эквивалентное сопротивление левой ветви равно

Ом. 19,56Rлевый=11/R1+1/R2+R4=11/30 Ом+1/30 Ом+30 Ом=45 Ом.Rлевый=11/R1+1/R2+R4=11/30 Ом+1/30 Ом +30 Ом=45 Ом.

Мощность через левую ветвь

19,57Pleft=V2Rleft=(12 В)245 Ом=3,2 Вт.Pleft=V2Rleft=(12 В)245 Ом=3,2 Вт.

Правая ветвь содержит только R6R6, поэтому эквивалентное сопротивление равно Rright=R6=30 ΩRright=R6=30 Ω. Мощность через правую ветвь

19,58Pright=V2Rright=(12 В)230 Ω=4,8 Вт.Pright=V2Rright=(12 В)230 Ω=4,8 Вт.

Общая мощность, рассеиваемая цепью, представляет собой сумму мощностей, рассеиваемых в каждой ветви.

19,59P=Pлевый+Pсредний+Правый=2,4 W+3,2 W+4,8 W=10,4 WP=Pлевый+Pсредний+Pправый=2,4 W+3,2 W+4,8 W=10,4 W

Мощность, обеспечиваемая аккумулятором, составляет

.

, где I — общий ток, протекающий через батарею. Следовательно, мы должны сложить токи, проходящие через каждую ветвь, чтобы получить I . Отводы вносят токи

19,61Iлевый=VRлевый=12 V45 Ом=0.2667 AImiddle=VRmiddle=12 V60 Ω=0,20 AIright=VRright=12 V30 Ω=0,40 A.Ileft=VRleft=12 V45 Ω=0,2667 AImiddle=VRmiddle=12 V60 Ω=0,20 AIright=VRright3.

Суммарный ток

19,62I=Iлевый+средний+Iправый=0,2667 A+0,20 A+0,40 A=0,87 A.I=Iлевый+средний+Iправый=0,2667 A+0,20 A+0,40 A=0,87 A.

, а мощность, обеспечиваемая батареей, составляет

. 19,63P=IV=(0,87 A)(12 В)=10,4 W.P=IV=(0,87 A)(12 V)=10,4 Вт.

Это та же самая мощность, которая рассеивается на резисторах цепи, что показывает, что в этой цепи сохраняется энергия.

Нагревательный элемент в печи рассчитан на рассеивание 3925 Вт при подключении к сети 240 В. (a) Предполагая, что сопротивление постоянно, рассчитайте ток в нагревательном элементе, если он подключен к сети 120 В. (b) Рассчитайте его мощность. рассеивается при этом напряжении

Вопрос:

Нагревательный элемент печи рассчитан на рассеивание 3925 Вт при подключении к сети 240 В.

(a) Считая сопротивление постоянным, рассчитайте ток в нагревательном элементе, если он подключен к сети 120 В.

(b) Рассчитайте мощность, которую он рассеивает при этом напряжении.

Электроэнергия.

Представим себе, что заряд q движется поперек электрического потенциала. Работа, выполненная в таком случае, деленная на единицу времени, представляет собой физическую величину, называемую электрической мощностью, и количественно выражается в СИ в ваттах (Вт).

Ответ и объяснение: 1

Вот информация, которую нам нужно использовать:

  • {экв} P_1 {/eq} – мощность, рассеиваемая при напряжении 240 В (3 925 Вт).
  • {экв} V_1 {/eq} – начальное напряжение (240 В).
  • {экв} V_2 {/eq} – конечное напряжение (120 В).
  • {экв}R {/eq} — электрическое сопротивление
  • {экв} I_2 {/eq} – электрический ток при напряжении 120 В.
  • {экв}P_2 {/eq} мощность, рассеиваемая при 120 В

Определим электрическое сопротивление из следующего определения электрической мощности:

{экв}\начало{выравнивание*} P_1 &= \frac{V_1^2}{R} \\ R &= \frac{V_1^2}{P_1}\\ &= \rm \frac{(240\,V)^2}{3925\,W} \\ &= \rm 14.68\\Омега\\ \конец{выравнивание*} {/экв}

Часть а.

Определим ток в электрическом сопротивлении при напряжении 120 вольт, исходя из закона Ома.

{экв}\начало{выравнивание*} I_2 &= \frac{V_2}{R} \\ &= \rm \frac{120\,V}{14.68\,\Omega} \\ &= \rm 8.174\,А \\ &\ приблизительно \ в штучной упаковке {\ rm 8.17 \, A} \\ \конец{выравнивание*} {/экв}

Часть б.

Новая электрическая мощность, рассеиваемая резистором, равна напряжению в 2 раза большему току 2.

{экв}\начало{выравнивание*} P_2 &= V_2\ I_2 \\ &= \rm (120\,V)(8.174\,A) \\ &= \rm 980,88 \, Вт \\ &\ приблизительно \ в штучной упаковке {\ rm 981 \, W} \\ \конец{выравнивание*} {/экв}

%PDF-1.6 % 493 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 493 83 0000000016 00000 н 0000002840 00000 н 0000002971 00000 н 0000003100 00000 н 0000003660 00000 н 0000003772 00000 н 0000003886 00000 н 0000004378 00000 н 0000004405 00000 н 0000004973 00000 н 0000005000 00000 н 0000005186 00000 н 0000005331 00000 н 0000005471 00000 н 0000005615 00000 н 0000005757 00000 н 0000005903 00000 н 0000006878 00000 н 0000007025 00000 н 0000007172 00000 н 0000008067 00000 н 0000008696 00000 н 0000008837 00000 н 0000009622 00000 н 0000010327 00000 н 0000010587 00000 н 0000011113 00000 н 0000011140 00000 н 0000011932 00000 н 0000012796 00000 н 0000013410 00000 н 0000013678 00000 н 0000013762 00000 н 0000014308 00000 н 0000015112 00000 н 0000015791 00000 н 0000016430 00000 н 0000023248 00000 н 0000031473 00000 н 0000031878 00000 н 0000031948 00000 н 0000032212 00000 н 0000036163 00000 н 0000036522 00000 н 0000036592 00000 н 0000036865 00000 н 0000039849 00000 н 0000044072 00000 н 0000044505 00000 н 0000044575 00000 н 0000044843 00000 н 0000047155 00000 н 0000069199 00000 н 0000071194 00000 н 0000071471 00000 н 0000071541 00000 н 0000071826 00000 н 0000071853 00000 н 0000072282 00000 н 0000075437 00000 н 0000075702 00000 н 0000075772 00000 н 0000076142 00000 н 0000076169 00000 н 0000076661 00000 н 0000081411 00000 н 0000081685 00000 н 0000081755 00000 н 0000082220 00000 н 0000082247 00000 н 0000082852 00000 н 0000086417 00000 н 0000086693 00000 н 0000086763 00000 н 0000087146 00000 н 0000087173 00000 н 0000087694 00000 н 0000092065 00000 н 0000092341 00000 н 0000092411 00000 н 0000092885 00000 н 0000092912 00000 н 0000001956 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 575 0 объект >поток xb«`b`Pg`g`)[email protected]

Как считать электроэнергию – x-engineer.org

Содержание

Определение

Электрическая энергия — это еще одна форма энергии, которая генерируется за счет прохождения электрического заряда по цепи. Любая электрическая цепь, имеющая напряжение и ток в течение определенного промежутка времени, обладает электрической энергией.

Изображение: Электрическая энергия в цепи

Количество электрической энергии в цепи зависит от уровня напряжения или электрического тока. Чем выше напряжение или ток в цепи, тем выше ее электрическая энергия.Электрическая энергия также определяется как работа, необходимая для перемещения электрического заряда по цепи за определенное время.

Как и любая другая форма энергии, электрическая энергия может генерироваться с помощью генераторов, динамо-машин или фотогальванических элементов или храниться в батареях, конденсаторах или магнитных полях.

Назад

Формула

Электрическая энергия может быть рассчитана двумя способами [1]:

  • с использованием электрического заряда и напряжения
  • с использованием электрической мощности и времени

Электрическая энергия является произведением напряжения и электрического заряда.

где:

  • E e [Дж] – электрическая энергия, измеренная в джоулях [Дж]
  • U [В] – электрическое напряжение, измеренное в вольтах [В]
  • Q [Кл] – электрический заряд, измеряется в кулонах [C]

Электрический заряд – это произведение электрического тока на время.

где:

  • I [А] – электрический ток, измеренный в амперах [А]
  • t [с] – время, измеренное в секундах [с]

Замена уравнения (2) в (1) дает формула электрической энергии:

Мы знаем, что электрическая мощность есть произведение напряжения на силу тока:

где:

  • P e [Вт] – электрическая мощность, измеренная в ваттах [Вт]

Если мы заменив уравнение (4) в (3), мы увидим, что электрическая энергия есть произведение электрической мощности на время.

Из закона Ома мы знаем, что напряжение есть произведение тока на электрическое сопротивление.

где:

  • R [Ом] – электрическое сопротивление, измеряемое в ваттах [Ом]

Из (6) можно вывести формулу электрического тока в виде:

Подставляя уравнения (6) в (4 ), дает формулу для электроэнергии в виде:

Замена уравнений (7) в (8) дает формулу для электроэнергии в виде:

Замена уравнений (8) и (9) в (5) дает формулы для электрическая энергия как:

Обобщение формул для расчета электроэнергии: E e = R · I 2 · t
E e = (U 2 / R) · t

Наиболее распространенными единицами измерения для электрической энергии являются: джоуль [Дж] или ватт -час [Втч] или киловатт-час [кВтч].

Назад

Пример с использованием напряжения и заряда

Рассчитайте электрическую энергию, полученную при перемещении заряда в 150 Кл по электрической цепи с падением напряжения 12000 милливольт.

Шаг 1 . Преобразуйте напряжение из [мВ] в [В], разделив [мВ] на 1000:

Шаг 2 . Рассчитайте произведенную электрическую энергию E e [Дж]:

E e = U · Q = 12 · 150 = 1800 Дж

Вернуться назад

Пример с использованием мощности и времени

электроприбор номинальной мощностью 120 Вт, если он работает непрерывно в течение 2 часов.

Шаг 1 . Преобразуйте время из [ч] в [с], умножив [ч] на 3600:

Шаг 2 . Рассчитайте электрическую энергию E e [Дж], потребляемую электроприбором:

E c = P · t = 120 · 7200 = 864000 Дж

Назад

Пример нагревательного элемента

Работает электрическая сушилка на 120 вольт. Он содержит нагревательный элемент с электрическим сопротивлением 10 Ом. Рассчитайте, каково потребление энергии в киловатт-часах [кВтч] нагревательного элемента для 0.5 часов использования.

Шаг 1 . Преобразуйте время из [ч] в [с], умножив [ч] на 3600:

Шаг 2 . Рассчитайте электрическую мощность P e [Вт] нагревательного элемента:

P e = U 2 / R = 1202 / 10 = 1440 Вт

Шаг 3 . Рассчитайте электрическую энергию E e [Дж] нагревательного элемента:

E e = P e · t = 1440 · 1800 = 2592000 Дж

Шаг 4 .Преобразуйте электрическую энергию E e из [Дж] в [кВтч], разделив [Дж] на 3600000:

E e = 2592000 / 3600000 = 0,72 кВтч Калькулятор энергии позволяет рассчитать электрическую энергию цепи. Вам необходимо ввести как минимум два электрических параметра и время работы. Вы можете ввести один из следующих параметров:

  • напряжение, сопротивление и время
  • напряжение, ток и время
  • ток, сопротивление и время
  • мощность и время

Остальные параметры оставьте пустыми

РАСЧЕТ

9 единица измерения энергии Дж .Если вы хотите, чтобы результат отображался в других единицах, используйте раскрывающийся список для выбора и снова нажмите кнопку РАСЧЕТ.

Назад

Ссылки

[1] Дэвид Холлидей, Роберт Резник, Джерл Уокер, Основы физики, 7-е издание, John Wiley & Sons, 2004.
[2] Бенджамин Кроуэлл, Свет и материя – физика, 2007.
[3] Raymond A. Serway и John W. Jr. Jewett, Physics for Scientists and Engineers, 6th edition, Brooks/Cole Publishing Co., 2004
[4] Jiansong Li, Jiyun Zhao, and Xiaochun Zhang, A Novel Energy Система восстановления, объединяющая маховик и регенерацию потока для системы гидравлической стрелы экскаватора, Energies 2020.
[5] Leo H. Holthuijsen, Волны в океанских и прибрежных водах, Cambridge University Press, 2007.
[6] Kira Grogg, Harvesting the Wind: The Physics of Wind Turbines, Carleton College, 2005.

Power Calculations

Расчет мощности Мощность

Расчет мощности

Сила — это способность выполнять работу, будь то поднимать лифты или шуметь. Когда вы пропускаете ток через провода, вы передаете мощность от источника к месту использования.Одним из основных преимуществ электричества является то, что мы можем делать грязные вещи. бизнес по производству электроэнергии в Неваде и удобно использовать его в гостиная.

Единицей мощности является ватт, названия в честь Джеймс Уатт, знаменитый паровой двигатель. Мощность, доступная в электрическом схема

П = ЭИ

P = мощность в ваттах

E = ЭДС в вольтах

I = ток в амперах.

Конечно ток через провод контролируется импедансом — обычно мы знаем импеданс и напряжения и использовать полученную формулу

Важно отметить, что мощность изменится как квадрат напряжения.Если мы контролируем ток через известное сопротивление, эта формула имеет тот же мораль.

Рассеиваемая мощность

Многие электронные устройства выделяют тепло в качестве побочных эффект от их основного использования. Например, резисторы и трансформаторы нагреваются при прохождении через них тока. Жара не хорош для всего (как раз наоборот), но мы должны знать об этом поэтому мы не пытаемся пропустить через что-то ток, достаточный для того, чтобы сжечь это. вверх.Большинство устройств имеют максимальную номинальную мощность, чтобы превысить этот рейтинг рискует уничтожением. Большинство резисторов, например, рассчитаны на четверть ватта. Итак, какое напряжение мы можем безопасно подать на 100 Ом? резистор?

Передача мощности

В мире аудио вы все еще слышите много говорят о «соответствии импедансов». Что это значит? Любое устройство с реальным выходом будет иметь некоторый импеданс между сигналом схема питания и выходной разъем.Вот типичный вывод конструкций:

Треугольники обозначают усилители или другой источник тока. Всегда есть какая-то комбинация резисторы, конденсаторы и/или трансформаторы для регулировки выхода напряжения и защитить источник тока от короткого замыкания. Что бы ни после того, как источник тока будет иметь импеданс — обычно все вместе взятые и называемые «импедансом источника».

Вот как будет выглядеть любой ввод как:

Даже если это не факт конструкция, что касается исходного устройства, следующая гаджет в будущем будет представлять некоторый (надеюсь, фиксированный) импеданс по выходу.Вы помните из сочинения о законе Ома, что когда мы соединим их вместе, у нас будет делитель напряжения. Если импеданс входа второго устройства достаточно низок, чтобы нагрузить выходе второго устройства, напряжение на соединении будет ниже, чем ожидалось, а текущий спрос может оказаться выше ожидаемого. источник готов поставить. (Источником может быть даже поврежден.)

Чтобы предотвратить это, производители указывают импеданс нагрузки, с которым их устройство предназначено для работы.Это называется «выходным сопротивлением». Это не то же самое, что импеданс источника. выходное сопротивление — это ожидаемое входное сопротивление нагрузки, а будет работать с импедансом источника (как нижняя ветвь напряжения делитель) для установки правильных выходных уровней.

Раньше, если устройство указывало выходное сопротивление 600 Ом, пришлось подключить нагрузку 600 Ом, ни больше ни меньше. Это потому, что до середины 60-х или около того большинство оборудование имело выходные трансформаторы, как в левой схеме выше.(Они требовались для ламповых схем.) Вы помните из эссе о сопротивление, которое индуктор, такой как вторичная катушка трансформатор имеет постоянную времени, зависящую от связанного импеданс — с некоторыми импедансами он становится фильтром. 600 Ом было промышленный стандартный входной импеданс для плоской передачи сигнала в звуковой диапазон. (Есть еще такой стандарт для видео- 75 Ом, и вам лучше следовать за ним.) Если вы хотите послать сигнал двум устройства, приходилось использовать специальный усилитель-распределитель, т.к. простое подключение двух входов по 600 Ом к одному выходу дает 300 Ом. нагрузка.

Было легко иметь входное сопротивление 600 Ом. потому что у большинства оборудования также был трансформатор на входе. Однако, были части оборудования с более высоким выходным импедансом (сделанные для рынок домашнего аудио, в основном) и если вы нагрузите их на 600 Ом, они не будут работать. В современном оборудовании отсутствуют входные трансформаторы (они либо дорогие, либо низкокачественные, либо и то, и другое) и использует ввод цепи с более высоким импедансом, обычно 10 кОм или даже 50 кОм. Преимущество этого в том, что вы можете подключиться к чему угодно, и вы можете управлять несколько входов без распределительных усилителей.Выходы по-прежнему способный управлять 600 Ом (обычно), но подключение более высокого импеданс не вредит, так как требуется меньший ток. Если вам нужно подключите вход с высоким импедансом к старомодному выходу на 600 Ом, Вы должны добавить «согласующий резистор» на 600 Ом через связь. Любая часть оборудования, где это действительно важно, будет иметь такой встроенный резистор с концевым выключателем для подключения это когда надо.

 

Микрофоны

Микрофоны по-прежнему имеют старое обозначение высокий импеданс по сравнению снизкий импеданс. Это потому, что хорошие микрофоны в них еще есть трансформаторы (см. эссе о соединениях и балансные кабели), а дешевые — нет. Так как микрофон производит очень маленький ток, вы не можете подключить микрофон с высоким Z к входу с низким Z и ожидайте, что это сработает. Микрофон с низким Z будет работать на вход с высоким Z, но частотная характеристика может быть перепутана.

 

Силовые усилители и Динамики

Сопротивление действительно критично, когда дело доходит до подключение динамиков.Усилители предназначены для обеспечения мощность, но мы не можем позволить себе тратить ее на подключение более высокого сопротивление, чем необходимо. Истинный импеданс динамика варьируется во всем диапазоне место с частотой (там есть катушки), но у него будет «номинальный» рейтинг, который представляет собой самый низкий рейтинг, который может быть для любого протяженность времени. Обычно это 8 Ом, хотя сейчас вы видите много 4-омные конструкции на рынке аудиофилов.

Усилители

спроектированы таким образом, чтобы максимально безопасный ток в 2 Ом или около того, поэтому 8-омный динамик представляет собой скромный запас прочности.Если вы подключите два динамика 8 Ом параллельно, подашь на усилитель 4 ома и с ним все станет громче некоторый риск. Риск чего? Ну а на более дешевых усилителях сгоришь предохранитель, а на лучших загорится свет, сообщающий вам текущий сработала защита и звук у вас будет ужасный- наверное сильно подрезан. Самое страшное, что может случиться, это сгоревший усилитель.

[ВНИМАНИЕ] Обрезанный звук даже при умеренном громкость, может повредить ваши динамики — почему? Поскольку прямоугольные волны имеют большую часть их энергии в верхних частотах.В типичном трехполосном динамике низкочастотный динамик, на который обычно приходится большая часть мощности, будет рассчитан на сотни ватт, но твитер будет рассчитан только на 20-50 Вт. Вкачайте 75 Вт высокочастотной энергии и до свидания! твитер.

При последовательном подключении двух динамиков представьте нагрузку 16 Ом и получите половину тока. Так как это сейчас забив в два раза больше диффузоров динамиков, вы получите столько же звука, и это может даже звучать немного лучше, потому что отдельные динамики работают не так усердно.

Немного подумав, вы, вероятно, сможете способ подключить четыре динамика и при этом получить 8 Ом нагрузка.

В этом обсуждении следует также указать на необходимость использования толстого провода динамика. Провод 20 калибра имеет сопротивление около 0,01 Ом на фут, поэтому вам нужно всего около 20 футов кабеля для изменения импеданса на 5%, потери тока и расстройка катушек кроссовера. Лучше использовать 18 ga при 0,006 Ом на фут или даже 16 га на 0.004 Ом.

Между прочим, есть такие вещи, как высокие импедансные динамики. Это мелочи, которые вы найдете в аэропорту потолки — сотни из них подключены параллельно, и каждый динамик для этого есть понижающий трансформатор. Усилители, которые работают эти системы имеют выходное напряжение 70 вольт и не будут работать с вашим динамики вообще. Вы можете использовать эти маленькие динамики, если возьмете трансформаторы выключены.

PQE 02.10.98

Назад к музыке 126 темы

Все, что вам нужно знать – Умные творения

Картриджи нагревателя

являются важными компонентами 3D-принтеров.Они следят за тем, чтобы горячий конец нагревался до нужной температуры. Без него хотэнд не нагрелся бы настолько, чтобы нить накала расплавилась.

Если вы хотите модернизировать картридж нагревателя горячего конца, заменить сломанный или собрать 3D-принтер с нуля, у вас могут возникнуть вопросы. Возможно, вам интересно, какой картридж нагревателя лучше. Должны ли вы просто получить самый мощный? И есть ли разница между патронами на 12В и 24В?

В этой статье я отвечу на все ваши вопросы и научу вас всему, что вам нужно знать.В конце концов, вы сможете выбрать нагреватель, который позволит вам печатать нужным вам пластиком и сведет к минимуму риск того, что что-то пойдет не так.

Резюме:

Картридж нагревателя мощностью 30 Вт почти всегда достаточно. Убедитесь, что номинальное напряжение (12/24 В) картриджа такое же, как и выходное напряжение блока питания 3D-принтера.

Что такое патрон нагревателя?

Картридж нагревателя (или патронный нагреватель, та же разница) представляет собой трубчатый резистивный нагревательный элемент.Его функция заключается в преобразовании электрического тока в тепло. В 3D-принтерах мы используем нагревательные картриджи для расплавления пластиковой нити в хотэнде.

Как работают нагревательные элементы?

Картриджи нагревателя выделяют тепло при прохождении через них электрического тока. По сути, это большие резисторы, удобной формы для установки в промышленное оборудование и, в нашем случае, в 3D-принтеры.

На более микроскопическом уровне, когда электричество в виде электронов проходит через резистор, они сталкиваются с его структурой.При этом они теряют часть своей энергии в виде тепла.

Чем выше сопротивление резистора, тем труднее пройти через него электронам. С другой стороны, если есть много чистых путей для прохождения электронов, сопротивление низкое.

Картриджные нагреватели

не имеют мозга, а чтобы нагреть их до определенной температуры, они управляются другой электроникой. Это одна из вещей, за которую отвечает плата контроллера 3D-принтера.Он включает и выключает питание нагревателя по мере необходимости.

Устранение некоторых технических проблем

Прежде чем рассматривать, сколько ватт мощности должен иметь картридж нагревателя горячего конца, полезно посмотреть, откуда берется это число. Все это немного технично, но я сделал все как можно проще.

Величина мощности нагрева (P), которую дает резистор, зависит от двух факторов: тока (I), проходящего через него, и его сопротивления (R).Формула мощности нагрева P = I 2 R, которая также известна как первый закон Джоуля.

Ток (I) также можно рассчитать, используя напряжение (V) и сопротивление (R) по формуле I = V/R. Из-за этого мы также можем записать первый закон Джоуля как P = (V/R) 2 , который можно упростить до P = V 2 /R .

Из этого важно помнить, что мощность патрона ТЭНа зависит от напряжения источника питания и сопротивления самого патрона ТЭНа.

Какой мощности должен быть ваш нагревательный элемент горячего конца?

При покупке картриджа нагревателя для хотэнда 3D-принтера вы, вероятно, столкнетесь с широким выбором вариантов. Патроны нагревателей бывают не только разной мощности, но и имеют номинальное напряжение.

Типичная мощность нагревательных картриджей горячего конца составляет 25 Вт, 30 Вт, 40 Вт и 50 Вт. Но вы можете найти их от 20 Вт до 60 Вт и даже 80 Вт для хот-энда SuperVolcano.

Их маркированные напряжения почти всегда составляют 12 В и 24 В, потому что это напряжения, на которых работают типичные 3D-принтеры.

Сравнение вариантов

Горячие нагреватели различной мощности имеют свои преимущества и недостатки. Так что это хорошая идея, чтобы сравнить их и посмотреть, что каждый из них приносит на стол.

20 Вт и менее

Нагревательные картриджи мощностью 20 Вт или меньше не очень прочны и, как правило, немного недостаточны для целей 3D-печати. По моему опыту, они работают в некоторых условиях, но не во всех.

Например, если у вас есть вентилятор, обдувающий горячий конец для охлаждения недавно экструдированного пластика, у принтера возникнут проблемы с поддержанием нужной температуры горячего конца. То же самое происходит при печати с высокой скоростью потока. Обогреватель просто не способен производить достаточное количество тепла.

30 Вт
Картриджные нагреватели

мощностью 30 Вт в последнее время кажутся стандартом де-факто, и на то есть веские причины. Они имеют отличный баланс между производительностью и безопасностью.

С нагревательным картриджем мощностью 30 Вт хот-энд обычно может нагреваться примерно до 300°C (572°F).Этого более чем достаточно для печати стандартных пластиков.

Если вы не планируете печатать высокотемпературными материалами, такими как PEI и PEEK, этого достаточно. Даже если вы собираетесь использовать что-то вроде хот-энда Volcano, который выдавливает много пластика.

Если вам нужны более высокие температуры, вы всегда можете использовать нагреватель мощностью 30 Вт с изолирующим силиконовым чехлом вокруг хотэнда. В этой конфигурации горячие концы могут нагреваться примерно до 420°C (788°F).

С точки зрения безопасности нагревательный элемент мощностью 30 Вт не представляет опасности.В случае теплового разгона максимальная температура составляет около 300°C (572°F) или 420°C (788°F) с силиконовым носком. Хотя это, вероятно, сломает термистор горячего конца, это не вызовет ничего худшего.

40 Вт
Патроны нагревателя

40 Вт представляют большую опасность. Если они застревают во включенном состоянии, они могут достичь температуры, достаточно высокой, чтобы расплавить алюминиевый хот-энд. Кроме того, нить накаливания и 3D-принтер могут загореться.

3D-принтеры

часто имеют встроенную защиту от таких ситуаций, но они не способны предотвратить аппаратные сбои.Примером может служить МОП-транзистор, который управляет неисправностью нагревателя и остается открытым. Это приведет к постоянному питанию нагревателя и его перегреву.

Однако вы можете использовать термопредохранитель на хотэнде для безопасности. Но это не то, что легко реализуется на хотэндах (и, наверное, тема для отдельной статьи).

Основное преимущество нагревательных картриджей мощностью 40 Вт заключается в том, что вы можете использовать их для 3D-печати буквально из любого термопластика. Если они могут нагреваться достаточно, чтобы расплавить алюминий, никакой термопластик не станет проблемой.

Дополнительным преимуществом является то, что они нагреваются быстрее, чем картридж мощностью 30 Вт. Но это не большая разница, и вам, возможно, все равно придется ждать, пока нагретая кровать нагреется до нужной температуры.

На мой взгляд, нагревательные картриджи мощностью 40 Вт не обеспечивают достаточных преимуществ для своего риска и не являются действительно необходимыми, за исключением экстремальных случаев использования. Есть причина, по которой даже высокопроизводительные хот-энды, такие как E3D Volcano, по умолчанию поставляются с нагревателем мощностью 30 Вт.

50 Вт+

Если 40 Вт почти всегда является излишним, то вы, вероятно, уже можете догадаться, каков вердикт для нагревательных картриджей мощностью 50 Вт+.В них просто нет необходимости в 99%+ 3D-принтеров.

40 Вт уже достаточно, чтобы расплавить алюминиевые хот-энды, поэтому 50 Вт не позволяют печатать дополнительный пластик. Единственным преимуществом является более короткое время прогрева.

Чего я еще не коснулся, так это того, что с более мощными нагревателями вы получаете менее стабильную температуру. Даже после настройки ПИД-система, которая регулирует температуру, часто не справляется с колебаниями. Это приводит к колебаниям температуры сопла, что может повлиять на качество печати, а иногда даже вызвать застревание сопла.

Обогреватели

мощностью 50 Вт+ имеют такой же или более высокий риск возгорания, как и обогреватели мощностью 40 Вт. Если вы действительно не знаете, что делаете, и у вас нет особых потребностей, требующих такого картриджа нагревателя, я рекомендую держаться от них подальше.

Вкратце

Плюсы и минусы
40 Вт+ Картриджи нагревателя горячего конца

Плюсы

  • Более высокая максимальная температура, относящаяся только к специальным термопластам.
  • Быстрее достичь желаемой температуры.
  • Может лучше справляться с мощными охлаждающими вентиляторами.

Минусы

  • Повышенный риск возгорания при неисправности 3D-принтера.
  • Температура сопла менее стабильна.
  • Необходимы дополнительные компоненты (тепловой предохранитель) для обеспечения безопасности.
Плюсы и минусы нагревательных картриджей меньшей мощности (≤ 30 Вт)

Плюсы

  • Более стабильная температура сопла.
  • Отсутствие риска возгорания хотэнда из-за программной ошибки или неисправности оборудования.
  • Нет необходимости в дополнительных компонентах для обеспечения безопасности.

Минусы

  • Более низкая максимальная температура (но все еще достаточно для большинства пластиков). *
  • Медленнее прогревается. *
  • Могут возникнуть трудности с поддержанием постоянной температуры при использовании мощных вентиляторов охлаждения деталей. *

* Все эти проблемы можно решить, используя силиконовый носок на хотэнде.В качестве дополнительного преимущества силиконовые носки также предотвращают скопление сгоревшего пластика на сопле.

Что следует проверить при обновлении или замене картриджа нагревателя

При обновлении или замене картриджа нагревателя горячего конца важно помнить о некоторых вещах. Вы не можете просто заменить обогреватель и на этом остановиться.

  • Рассчитайте, сколько ампер потребляет картридж нагревателя, и проверьте, рассчитан ли нагреватель MOSFET на плате контроллера 3D-принтера на эту нагрузку.
  • Проверьте, выдерживает ли блок питания повышенную нагрузку. Обычно это не проблема, так как модернизация нагревателя обычно добавляет около 10 Вт.
  • Убедитесь, что вы включили защиту от перегрева прошивки. При необходимости используйте аппаратную тепловую защиту, например плавкий предохранитель.
  • Если вы планируете печатать при более высоких температурах, вам может понадобиться более мощный вентилятор, чтобы охлаждать радиатор горячего конца.
  • Повторите последовательность настройки PID для вашего 3D-принтера.Чтобы получить точную температуру с новым картриджем нагревателя, важно заново откалибровать параметры алгоритма p пропорционального, i интегрального, d пропорционального регулирования.
  • Всегда обжимайте провода нагревателя . Не затягивайте свободные жилы проводов в винтовые клеммы. Это еще один риск пожара, который часто упускается из виду. Подойдет любой инструмент для обжима наконечников. Это тот, который я использую.

Обжатые (справа) и не обжатые (слева) провода.

Часто задаваемые вопросы

Что произойдет, если вы используете нагревательный элемент горячего конца с «неправильной» мощностью?

Если нагревательный элемент хотэнда имеет неоптимальную мощность нагрева, произойдет одно из двух:

Если мощность нагревателя недостаточна, у него возникнут проблемы с достижением или поддержанием нужной температуры.

Когда нагреватель перегружен, у него могут возникнуть проблемы с поддержанием стабильной температуры, а также повышается риск возгорания.

«Правильный» нагреватель — это тот, который при максимальной мощности нагревает хотэнд чуть выше максимальной температуры, при которой вы печатаете.Это позволяет печатать все, что угодно, и сводит к минимуму риск возгорания, если что-то пойдет не так.

В чем разница между нагревательными патронами 12 В и 24 В?

Глядя на цифры, нагревательные картриджи 12 В 30 Вт и 24 В 30 Вт могут показаться похожими. Они имеют одинаковую мощность, и вы можете извинить себя за то, что думаете, что использование картриджа 12 В 30 Вт с блоком питания 24 В просто приведет к более быстрому нагреву. Но это не так.

Помните, что формула, определяющая выходную мощность нагревательного элемента: P = V 2 /R , где P — тепловая мощность в ваттах, V — напряжение на резисторе в вольтах, а R — номинал резистора в Омах.

На нагревателе 12 В 30 Вт это дает сопротивление 30 = 12 2 /R, или R = 4,8 Ом.

Однако на нагревателе 24 В 30 Вт мы получаем 30 = 24 2 /R, или R = 19,2 Ом.

Это очень разные сопротивления! Чтобы оба нагревателя производили одинаковое количество тепла, версия на 24 В имеет значительно более высокое сопротивление.

Имейте в виду, что напряжение (В) нашего источника питания фиксировано, поэтому, если мы хотим получить определенное количество мощности нагрева, мы должны выбрать патронный нагреватель с правильным сопротивлением.

Так что же произойдет, если картридж нагревателя будет использоваться с неправильным напряжением?

Используя приведенный выше пример и формулу, мы можем точно рассчитать, что происходит, когда мы подключаем нагреватель 12 В 30 Вт (с сопротивлением > 4,8 Ом) к источнику питания 24 В.

P = В 2 /R = 24 2 /4,8 = 120 Вт

Ура! Это в четыре раза больше энергии, чем нам нужно. Подача такой большой мощности через нагреватель определенно уничтожит его, а вместе с ним, возможно, и полевой МОП-транзистор, и блок питания.

С другой стороны, подключение картриджа нагревателя 24 В к источнику питания 12 В будет иметь противоположный эффект: он будет работать только на 1/4 мощности. P = 12 2 / 19,2 = 7,5 Вт. Это никуда вас не приведет.

Блок питания 12 В Блок питания 24 В
12 В 30 Вт Нагреватель 30 Вт 120 Вт
24 В 30 Вт Нагреватель 7,5 Вт 30 Вт

Короче говоря, всегда используйте нагревательный элемент горячего конца с тем напряжением, на которое он рассчитан.В противном случае вы получите неожиданные и, возможно, катастрофические результаты. Всегда полезно дважды проверить сопротивление нагревателя мультиметром перед установкой.

Нельзя ли просто использовать ШИМ на 12-вольтовом картридже в 24-вольтовом 3D-принтере?

Да, можно использовать картридж на 12 В в 3D-принтере на 24 В и использовать широтно-импульсную модуляцию, чтобы управлять им с меньшим энергопотреблением. ШИМ включает и выключает питание очень быстро в определенном соотношении, чтобы получить среднее напряжение. Однако в этой ситуации это может создать некоторые проблемы.

Первая проблема заключается в том, что когда вы используете ШИМ, вы по-прежнему пропускаете много ампер через электронику в 20-25% времени. Это создает большую нагрузку на полевой МОП-транзистор и источник питания, сокращая срок их службы.

Во-вторых, при выходе из строя MOSFET (или проблемы с прошивкой) при включенном ТЭНе ТЭН зависает на максимальной мощности. При мощности 120 Вт и более это может нанести большой ущерб.

Безопасный вариант — всегда согласовывать напряжение нагревателя картриджа горячего конца с источником питания.На самом деле не стоит рисковать поступать иначе.

Как узнать, на какое напряжение или мощность рассчитан картридж нагревателя?

Простой способ проверить мощность нагревателя хотэнда — измерить его сопротивление. Ведь именно это свойство (в сочетании с напряжением БП) определяет мощность нагрева.

Типичные значения сопротивления:

  • 12 В 20 Вт -> ~ 7,2 Ом
  • 12 В 30 Вт -> ~ 4,8 Ом
  • 12 В 40 Вт -> ~ 3,6 Ом
  • 24В 20Вт -> ~ 28.8 Ом
  • 24 В 30 Вт -> ~ 19,2 Ом
  • 24 В 40 Вт -> ~ 14,4 Ом

Патроны нагревателя не всегда изготавливаются с высочайшей точностью, поэтому вы, вероятно, найдете сопротивление, близкое, но не точно такое же, как одно из приведенных выше значений.

Иногда на металлическом корпусе нагревателя можно встретить надпись с указанием мощности/напряжения. Но всегда полезно вручную проверить сопротивление нагревателя с помощью мультиметра, прежде чем устанавливать его в хот-энд.

Картридж какого диаметра следует использовать?

Диаметр картриджа нагревателя должен быть таким же, как отверстие, в которое вы его устанавливаете. Больше и он явно не влезет. Но значительно меньше отверстия тоже не годится, потому что тогда не будет достаточного поверхностного контакта с блоком отопителя для достаточной теплоотдачи.

Например, может показаться, что картридж диаметром 6 мм будет работать при установке в отверстие диаметром 1/4 дюйма (6,35 мм), но большая часть картриджа не соприкасается с хотэндом.

Не совсем 6 мм, но достаточно близко.

Я считаю, что для таких измерений лучше всего подходит цифровой штангенциркуль.

Большинство картриджей, как у E3D, так и у Creality CR-10 и Ender 3, имеют диаметр 6 мм и длину 20 мм.

Заключение

Вот и все. Все, что вам нужно знать о нагревательных картриджах для горячих концов 3D-принтеров. Резюме:

  • Необходимо использовать нагреватель, рассчитанный на напряжение, соответствующее выходному напряжению источника питания.Обычно это 12В или 24В.
  • В целях безопасности не используйте нагреватель большей мощности, чем вам нужно. Для большинства применений картриджа мощностью 30 Вт более чем достаточно. Если это не так, вам лучше сначала добавить изолирующий силиконовый носок, прежде чем пытаться обновить.