|
Ø типоразмер мм |
Электрическое сопротивление нихрома (теория) Ом |
||
| Нихромовая нить Ø 0,01 | 13000 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,02 | 3340 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,03 | 1510 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,04 | 852 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,05 | 546 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,06 | 379 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,07 | 279 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,08 | 214 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,09 | 169 | ||
|
Нихромовая нить Ø 0,1 |
137 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,2 | 34,60 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,3 | 15,71 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,4 | 8,75 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,5 | 5,60 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,6 | 3,93 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,7 | 2,89 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,8 | 2,2 | ||
| Нихромовая нить Ø 0,9 | 1,70 | ||
| Нихромовая проволока Ø 1,0 | 1.40 | ||
| Нихромовая проволока Ø 1,2 | 0,97 | ||
| Нихромовая проволока Ø 1,5 | 0,62 | ||
| Нихромовая проволока Ø 2,0 | 0.35 | ||
| Нихромовая проволока Ø 2,2 | 0,31 | ||
| Нихромовая проволока Ø 2,5 | 0,22 | ||
| Нихромовая проволока Ø 3,0 | 0,16 | ||
| Нихромовая проволока Ø 3,5 | 0,11 | ||
| Нихромовая проволока Ø 4,0 | 0,087 | ||
| Нихромовая проволока Ø 4,5 | 0,069 | ||
| Нихромовая проволока Ø 5,0 | 0,056 | ||
| Нихромовая проволока Ø 5,5 | 0,046 | ||
| Нихромовая проволока Ø 6,0 | 0,039 | ||
| Нихромовая проволока Ø 6,5 | 0,0333 | ||
| Нихромовая проволока Ø 7,0 | 0,029 | ||
| Нихромовая проволока Ø 7,5 | 0,025 | ||
| Нихромовая проволока Ø 8,0 | 0,022 | ||
| Нихромовая проволока Ø 8,5 | 0,019 | ||
| Нихромовая проволока Ø 9,0 | 0,017 | ||
| Нихромовая проволока Ø 10,0 | 0,014 | ||
Удельное сопротивление нихрома, плотность, теплопроводность, теплоемкость
Рассмотрены состав и основные физические свойства нихрома: удельное электрическое сопротивление, температура плавления, максимальная рабочая температура, удельная теплоемкость, коэффициент теплового линейного расширения, плотность нихрома и его теплопроводность.
Свойства в таблицах указаны для следующих марок:
- ферронихром Х15Н60;
- нихром Х20Н80;
- сплав Nikrothal 80;
- сплав, содержащий 10% хрома и 90% никеля.
Удельное сопротивление нихрома, его температура плавления и применения
В таблице представлено удельное электрическое сопротивление нихрома в зависимости от температуры в интервале от 20 до 1200°С. Удельное сопротивление нихрома указано в размерности мкОм·м. Например, при температуре 900°С нихром Х20Н80-Н имеет удельное электрическое сопротивление, равное 1,149 микро Ом·м (или 1,149·10-6 Ом·м).
С ростом температуры удельное сопротивление нихрома увеличивается. В процессе нагрева увеличение сопротивления нихрома от температуры может составлять 7…11% в интервале 20…1200°С. Однако, прямая линейная зависимость удельного сопротивления от температуры характерна только для ферронихрома Х15Н60, содержащего большое количество железа.
Сплавы Ni-Cr с низким содержанием железа имеют иной характер зависимости сопротивления от температуры: нихром Х20Н80 показывает снижение величины удельного сопротивления в диапазоне от 500 до 900°С; удельное сопротивление нихрома марки Nikrothal 80 не зависит от температуры в интервале 400…900°С.
| Температура, °C | Х15Н60 | Х20Н80-Н | Nikrothal 80 |
|---|---|---|---|
| 20 | 1,12 | 1,13 | 1,09 |
| 100 | 1,135 | 1,137 | 1,101 |
| 200 | 1,152 | 1,147 | 1,112 |
| 300 | 1,172 | 1,155 | 1,123 |
| 400 | 1,189 | 1,163 | 1,134 |
| 500 | 1,203 | 1,166 | 1,134 |
| 600 | 1,213 | 1,156 | 1,134 |
| 700 | 1,213 | 1,148 | 1,134 |
| 800 | 1,22 | 1,147 | 1,134 |
| 900 | 1,229 | 1,149 | 1,134 |
| 1000 | 1,238 | 1,158 | 1,145 |
| 1100 | 1,248 | 1,167 | 1,155 |
| 1200 | — | 1,175 | 1,166 |
Температура плавления нихрома составляет 1400°С. Ферронихром Х15Н60 имеет чуть более низкую температуру плавления. Максимальная рабочая температура рассмотренных сплавов имеет значение 1125…1200°С.
Основное назначение нихрома — применение в виде ленты и проволоки для электрических нагревателей. Необходимо отметить, что максимальная температура применения нихромовой проволоки существенно зависит от ее диаметра. Например, согласно ГОСТ 12766.1-90, для проволоки Х20Н80-Н диаметром 0,2 мм максимальная рабочая температура на воздухе составляет всего 950°С. При увеличении диаметра такой проволоки до 1 мм ее рабочая температура может достигать 1100°С.
| Марка нихрома | Состав | tпл, °C | tраб, °C |
|---|---|---|---|
| Х15Н60 | 55-61% Ni, 15-18% Cr, остальное Fe | 1390 | 1125 |
| Х20Н80-Н | Основной Ni, 20-23% Cr, Fe не более 1% | 1400 | 1200 |
| Nikrothal 80 | Основной Ni, 19-21% Cr, Fe не более 2% | 1400 | 1200 |
Теплоемкость, линейное расширение, плотность и теплопроводность нихрома
В таблице представлены следующие физические свойства нихрома: удельная теплоемкость при 25°С, средний коэффициент теплового линейного расширения в интервале температуры от 20 до 1000°С и плотность нихрома при 25°С.
Следует отметить, что рассмотренные марки нихрома имеют близкие значения физических свойств. Плотность нихрома находится в диапазоне 8200…8660 кг/м 3 и повышается с увеличением содержания в сплаве никеля. Коэффициент теплового линейного расширения нихрома при 20…1000°С имеет значение (17…18)·10-6 град-1. Удельная теплоемкость нихрома, в зависимости от марки, составляет 440…460 Дж/(кг·град).
| Марка нихрома | C, Дж/(кг·град) | α·106, град-1 | ρ, кг/м3 |
|---|---|---|---|
| Нихром (10%Cr + 90%Ni) | 460 | 18 | 8660 |
| Х15Н60 | 460 | 17 | 8200 |
| Х20Н80-Н | 440 | 18 | 8400 |
| Nikrothal 80 | 460 | 17,2 | 8300 |
Теплопроводность нихрома имеет величину, близкую по значению с теплопроводностью нержавеющей стали. В таблице приведены данные по теплопроводности рассмотренных сплавов при различных температурах в интервале от 0 до 600°С.
Теплопроводность нихрома увеличивается при нагревании. С повышением содержания никеля в сплаве его коэффициент теплопроводности повышается. К примеру, сплав, содержащий 10% Cr и 90% Ni, имеет наибольшую теплопроводность из рассмотренных сплавов, равную 17,4 Вт/(м·град) при 20°С.
| t, °С → | 0 | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Нихром (10%Cr + 90%Ni) | 17,1 | 17,4 | 18,9 | 20,9 | 22,8 | 24,7 | — | — |
| Х15Н60 | 11,8 | — | 13,3 | 14,6 | 16,1 | 17,5 | — | — |
| Х20Н80-Н | 12,2 | 13,6 | 13,8 | 15,6 | 17,2 | 18,9 | — | 22,6 |
| Nikrothal 80 | — | 15 | 15 | 15 | 15 | 17 | 19 | 21 |
Источники:
- Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
- ГОСТ 10994-74 Сплавы прецизионные. Марки.
- ГОСТ 12766.1-90 Проволока из прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением. Технические условия.
- ГОСТ 12766.3-90 Сплавы калиброванные прецизионные с высоким электрическим сопротивлением. Технические условия.
- Лариков Л.Н., Юрченко Ю.Ф. Тепловые свойства металлов и сплавов. Справочник Киев: Наукова думка, 1985 — 439 с.
- Сайт www.kanthal.com
| Электрическое сопротивление — это одна из самых важных характеристик нихрома. Оно определяется многими факторами, в частности электрическое сопротивление нихрома зависит от размеров проволоки или ленты, марки сплава. Общая формула для активного сопротивления имеет вид: R = ρ · l / S R — активное электрическое сопротивление (Ом), ρ — удельное электрическое сопротивление (Ом·мм), l — длина проводника (м), S — площадь сечения (мм2)
Чтобы рационализировать эту работу при использовании нихромовой спирали на напряжение 220 В, предлагаю воспользоваться данными приведенными в таблице, из расчета, что удельное сопротивление нихрома =(Ом · мм2 / м)C. С ее помощью можно быстро определить длину намотки виток к витку в зависимости от толщины нихромового провода и диаметра стержня, на который наматывается нихромовая спираль. Пересчитать длину спирали из нихрома на другое напряжение нетрудно, использовав простую математическую пропорцию.
Например, требуется определить длину нихромовой спирали на напряжение 380 В из провода толщиной 0,3 мм, стержень для намотки Ø 4 мм. Из таблицы видно, что длина такой спирали на напряжение 220 В будет равна 22 см. Составим простое соотношение: 220 В — 22 см380 В — Х см тогда: X = 380 · 22 / 220 = 38 см Намотав нихромовую спираль, подключите ее, не обрезая, к источнику напряжения и убедитесь в правильности намотки. У закрытых спиралей длину намотки увеличивают на 1/3 значения, приведенного в таблице. В данной таблице приведена теоретическая масса 1 метра нихромовой проволоки и ленты. Она изменяется в зависимости от размеров продукции.
| |||||||||||||||
где взять ее в домашних условиях? Таблица удельного сопротивления нихрома на 1 метр, плотность. Где она используется?
Нихром можно назвать специфическим материалом, он не так распространен как медь и железо, но является не менее важным. Данный вид сплава был получен еще в 1905 году работами американского ученого Маршала.
Особенности и свойства
Главными составными частями нихромовой проволоки являются хром и никель. Также в нем присутствуют такие добавки, как кремний, железо, алюминий, марганец.
Различные отрасли промышленности пользуются нихромовой проволокой в своей работе. Она имеет вид нити серебристого цвета, диаметр которой может составлять от 0,1 до 7 миллиметров.
Обычно этот вид продукции реализуется в мотках, катушках, при необходимости ее отмеряют и отрезают.
Об основных свойствах нихрома можно узнать из следующей таблицы.
У нихрома небольшой вес, за счет этого материал часто применяют для производства всевозможных электроприборов. Для проволоки не характерна потеря рабочих характеристик в жидкости и средах агрессивного вида. Благодаря хрому на материале возникает пленка, что держит его в изоляции от негативного воздействия внешних факторов. Свойства этого сплава подробно описаны в ГОСТ 10994-74, ГОСТ 8803-89, ГОСТ 12766.1-90.
Упомянем особенности, за счет которых нихром считается ценным металлом.
- Не ржавеет, что отличает его от иных схожих материалов.
- Имеет значительное сопротивление относительно удельного тока. Благодаря этому нихромовой проволоки требуется намного меньше, нежели стальной, для изготовления какого-либо приспособления. Ко всему прочему данная особенность способствует тому, что предметы из нихрома имеют небольшие габариты и весят мало.
- Не деформируется, не горит под влиянием высокой температуры.
- Характеризуется эластичностью, что позволяет без труда менять форму проволоки.
Недостаток у нихромового сплава один – это высокая цена, но она никак не уменьшает спрос на данный тугоплавкий материал.
Он не способен создавать соединений во время применения флюса. Чтобы осуществить данную процедуру, потребуется соблюдать некоторую последовательность использования паяльных инструментов. Припоем в данном случае может служить оловянно-свинцовый сплав.
Также стоит отдельно подготовить флюс, компонентный состав которого должен быть в строгости дозирован. Основными компонентами вещества являются вазелин технического происхождения, глицерин и хлористый цинк. Чтобы смесь получилась идеальной консистенции потребуется тщательно смешать все вышеперечисленные компоненты. Наждачной бумагой потребуется ликвидировать остатки загрязнений и окисленных образований. После этого участок стоит протереть ватой, наложить флюс и осуществляют пайку.
Где используется?
Применение нихромовой нити наблюдается во многих сферах жизни и производства. Например, многим известно, что из нее изготовлена спираль электрической плиты, нагреватели в бойлере. Также без нихрома сложно представить выжигание, резку дерева и самого инструмента – выжигателя.
В промышленной сфере
Металлической промышленности отводится одно из ведущих мест в жизни человечества. Ее продукция широко применима в направлении, которое использует печи с электронагревом, печки обжига, сушки, а также агрегаты, что нагреваются до высокого температурного режима, приспособления с воздействием тепла.
Проволока из нихрома – это неотъемлемая часть аппарата для сварочных работ, бытового нагревателя, системы стекольного обогрева, а также резистора, узла сопротивления, реостата.
Благодаря высокому сопротивлению сплава, он применяется в следующих сферах:
- термопаре нагревательной плитки в металлургии;
- вентиляционной сушке промышленного типа;
- деталях котла, теплообменнике;
- электродах для сварочных работ;
- проводах.
В бытовой сфере
В условиях домашнего быта нихром используется для пенопластовой и пенополистироловой резки. Как известно, дома резка этих материалов довольно затруднительна, так как от применения обычного ножа пенопласт может крошиться. Проволоку используют для изготовления специального станка, который работает на основе разогретой струны. Используя данное приспособление, можно самостоятельно делать различные заготовки из пенополистирола и пенопласта. Нихром – это конструкционный элемент в большинстве домашних агрегатов:
- ТЭНе чайников, бойлеров, кипятильниках;
- элементах фенов, плоек, утюгов;
- свечах автомобиля, а также системе их нагрева;
- электронных сигарах.
В медицине
Нихромовые нити необходимы в медицинской сфере, ведь они не способны вызвать аллергической реакции организма. Согласно исследованиям, порезы, которые были зашиты нихромовыми нитками, заживают гораздо быстрее остальных.
Ко всему прочему такие элементы нашли свое применение в пластическом направлении хирургии во время проведения внутриполостной операции.
В институтах фармакологии сплав является частью подогревающего приспособления для колбонагревателя.
Маркировка
У нихромовой проволоки не одна марка, поэтому каждый вид изделия имеет определенные качественные характеристики. Основные группы нихрома такие.
- Резисторный.
- Материал встречается в составе конструкции нагревательных элементов бытового и промышленного типа. Группа имеет высокие жаропрочные возможности.
- Группа нихрома, предназначенная для работы с завышенной температурой до 9 сотен градусов.
Проволока резисторной группы характеризуется диаметром 0,009-0,4 миллиметра.
Данный показатель для второй группы металла может составлять от 0,2 до 7,5 миллиметров. К «сородичам» проволоки сплава относят канталы и фехрали, что имеют вид хромированного сплава с железом и алюминием.
Этим материалам характерно высокое электросопротивление, устойчивость к температурным режимам до 1400 градусов по Цельсию. Несмотря на все вышеперечисленные преимущества, канталы и фехрали не так надежны, как нихром, но стоят намного дешевле.
Нихромовая продукция имеет разное процентное соотношение составных частей. К наиболее распространенным можно отнести такие.
- Х20Н73ЮМ плавится вакуумно-индукционным способом и в качестве составных элементов содержит такие доли веществ: 20% хрома, 73% никеля, 3% алюминия, 1, 5% молибдена.
- ХН70Ю–Н состоит из 20% хрома, 70% никеля, 3% алюминия, менее 0, 3% марганца, менее 1, 5% железа. Этот сплав часто используется для производства элементов, что являются составной частью нагревательных приборов.
- ХН20ЮС применяют в промышленных печах с нагревательной функцией. В составе сплава по 20% хрома и никеля, 1% алюминия, а также 50% железа.
Покупая нихром, стоит брать во внимание на маркировку:
- Н – категория нагревательных элементов;
- С – используется в элементах сопротивления;
- ТЭН – для бойлеров с трубчатым типом конструкции.
Как определить?
Внешне нихромовая проволока выглядит как многие другие изделия, поэтому каждому потребителю важно узнать, как отличить ее от другой. Главные отличительные черты стойкого к коррозии нихрома:
- новый металл имеет белый окрас, а уже использованный темнеет;
- магнитность проволоки минимальна либо полностью отсутствует;
- нихром – довольно жесткий материал;
- этот металл могут разрушить кислоты;
- изделия не окисляются, если на них оказывает влияние повышенная температура.
Чтобы выбрать проволоку из нихромного сплава, потребуется правильно проанализировать ее номинальные эксплуатационные характеристики.
Для этого рассчитывают удельное сопротивление рабочего элемента по формуле R = ρ · l / S, где берется во внимание длина, площадь сечения.
Где взять?
Многих интересует, как и где достать нихром в домашних условиях. Существуют такие методы, позволяющие найти металл.
- Сделать заказ на нихромовую продукцию в компании, которая занимается его производством.
- Купить в специализированном либо хозяйственном магазине. Это может быть точка реализации радиодеталей, различных материалов и конструкторов.
- Купить у людей, которые занимаются реализацией радиодеталей и мелочевки из металла.
- В своем доме. Нихром есть в некоторых приборах, например, в спирали электроплиты.
При крупном заказе лучше воспользоваться первым вариантом, все остальные подойдут, если потребителю нужно немного нихромового сплава.
Чем можно заменить?
Выход из строя элемента нагрева различных бытовых приборов в настоящее время не редкость. Часто техника нуждается в смене рабочей спирали, что считается неотъемлемой частью электроплитки, утюга, чайника. В данном случае достойной альтернативой нихромовой проволоке считается нержавейка.
У данных материалов практически совпадает сопротивление. Однако стоит помнить, что нержавейка имеет низкие показатели устойчивости к процессу окисления. Чтобы заменить нихромовый сплав, можно воспользоваться оплеткой от старого шланга, где имеются армированные нержавеющие волокна. Нихром – это уникальный металл с высокими эксплуатационными характеристиками, поэтому он довольно востребован в настоящее время.
Где можно взять нихромовую проволоку смотрите далее.
Расчет нихрома и фехрали для нагревателей: 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*U2*Вдоп))
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.
Применение и расчёт электрической спирали из нихрома / Статьи и обзоры / Элек.ру
Нихромовая спираль — это нагревательный элемент в виде проволоки, свернутой винтом для компактного размещения. Проволока изготавливается из нихрома — прецизионного сплава, главными компонентами которого являются никель и хром. «Классический» состав этого сплава — 80% никеля, 20% хрома. Композицией наименований этих металлов было образовано название, которым обозначается группа хромоникелевых сплавов — «нихром».
Самые известные марки нихрома — Х20Н80 и Х15Н60. Первый из них близок к «классике». Он содержит 72-73 % никеля и 20-23 % хрома. Второй разработан с целью снижения стоимости и повышения обрабатываемости проволоки. Содержание никеля и хрома в нем уменьшено – до 61 % и до 18 % соответственно. Но увеличено количество железа – 17-29 % против 1,5 у Х20Н80.
На базе этих сплавов были получены их модификации с более высокой живучестью и стойкостью к окислению при высокой температуре. Это марки Х20Н80-Н (-Н-ВИ) и Х15Н60 (-Н-ВИ). Они применяются для нагревательных элементов, контактирующих с воздухом. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации – от 1100 до 1220 °С
Применение нихромовой проволоки
Главное качество нихрома – это высокое сопротивление электрическому току. Оно определяет области применения сплава. Нихромовая спираль применяется в двух качествах — как нагревательный элемент или как материал для электросопротивлений электрических схем.
Для нагревателей используется электрическая спираль из сплавов Х20Н80-Н и Х15Н60-Н. Примеры применений:
- бытовые терморефлекторы и тепловентиляторы;
- ТЭНы для бытовых нагревательных приборов и электрического отопления;
- нагреватели для промышленных печей и термооборудования.
Сплавы Х15Н60-Н-ВИ и Х20Н80-Н-ВИ, получаемые в вакуумных индукционных печах, используют в промышленном оборудовании повышенной надежности.
Спираль из нихрома марок Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-ВИ отличается тем, что его электросопротивление мало меняется при изменении температуры. Из нее изготавливают резисторы, соединители электронных схем, ответственные детали вакуумных приборов.
Как навить спираль из нихрома
Резистивная или нагревательная спираль может быть изготовлена в домашних условиях. Для этого нужна проволока из нихрома подходящей марки и правильный расчет требуемой длины.
Расчёт спирали из нихрома опирается на удельное сопротивление проволоки и требуемую мощность или сопротивление, в зависимости от назначения спирали. При расчете мощности нужно учитывать максимально допустимый ток, при котором спираль нагревается до определенной температуры.
Учет температуры
Например, проволока диаметром 0,3 мм при токе 2,7 А нагреется до 700 °С, а ток в 3,4 А нагреет ее до 900 0С. Для расчета температуры и тока существуют справочные таблицы. Но еще нужно учитывать условия эксплуатации нагревателя. При погружении в воду теплоотдача повышается, тогда максимальный ток можно повысить на величину до 50 % от расчетного. Закрытый трубчатый нагреватель, наоборот, ухудшает отвод тепла. В этом случае и допустимый ток необходимо уменьшить на 10—50 %.
На интенсивность теплоотвода, а значит и на температуру нагревателя, влияет шаг навивки спирали. Плотно расположенные витки дают более сильный нагрев, больший шаг усиливает охлаждение. Следует учитывать, что все табличные расчеты приводятся для нагревателя, расположенного горизонтально. При изменении угла к горизонту условия теплоотвода ухудшаются.
Расчет сопротивления нихромовой спирали и ее длины
Определившись с мощностью, приступаем к расчету требуемого сопротивления. Если определяющим параметром является мощность, то вначале находим требуемую силу тока по формуле I=P/U. Имея силу тока, определяем требуемое сопротивление. Для этого используем закон Ома: R=U/I.
Обозначения здесь общепринятые:
- P – выделяемая мощность;
- U – напряжение на концах спирали;
- R – сопротивление спирали;
- I – сила тока.
Расчет сопротивления нихромовой проволоки готов. Теперь определим нужную нам длину. Она зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки. Можно сделать расчет, исходя из удельного сопротивления нихрома: L=(Rπd2)/4ρ. Здесь:
- L – искомая длина;
- R – сопротивление проволоки;
- d – диаметр проволоки;
- ρ – удельное сопротивление нихрома;
- π – константа 3,14.
Но проще взять готовое линейное сопротивление из таблиц ГОСТ 12766.1-90. Там же можно взять и температурные поправки, если нужно учитывать изменение сопротивления при нагреве. В этом случае расчет будет выглядеть так: L=R/ρld, где ρld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.
Навивка спирали
Теперь сделаем геометрический расчет нихромовой спирали. У нас выбран диаметр проволоки d, определена требуемая длина L и есть стержень диаметром D для навивки. Сколько нужно сделать витков? Длина одного витка составляет: π(D+d/2). Количество витков – N=L/(π(D+d/2)).
Расчет закончен.
На практике редко кто занимается самостоятельной навивкой проволоки для резистора или нагревателя. Проще купить нихромовую спираль с требуемыми параметрами и при необходимости отделить от нее нужное количество витков.
Компания «ПАРТАЛ»
Расчет спирали из нихрома. Намотка нихромовых спиралей. Сопротивление нихрома
Нихромовая спираль
Каждый знает, что такое нихромовая спираль. Это нагревательный элемент в виде проволоки, свернутой винтом для компактного размещения.
Эта проволока изготавливается из нихрома – прецизионного сплава, главными компонентами которого являются никель и хром.
«Классический» состав этого сплава – 80% никеля, 20% хрома.
Композицией наименований этих металлов было образовано название, которым обозначается группа хромоникелевых сплавов – «нихром».
Самые известные марки нихрома – Х20Н80 и Х15Н60. Первый из них близок к «классике». Он содержит 72—73 % никеля и 20—23 % хрома.
Второй разработан с целью снижения стоимости и повышения обрабатываемости проволоки.
Содержание никеля и хрома в нем уменьшено – до 61 % и до 18 % соответственно. Но увеличено количество железа – 17—29 % против 1,5 у Х20Н80.
На базе этих сплавов были получены их модификации с более высокой живучестью и стойкостью к окислению при высокой температуре.
Это марки Х20Н80-Н (-Н-ВИ) и Х15Н60 (-Н-ВИ). Они применяются для нагревательных элементов, контактирующих с воздухом. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации – от 1100 до 1220 °С
Применение нихромовой проволоки
Главное качество нихрома – это высокое сопротивление электрическому току. Оно определяет области применения сплава.
Нихромовая спираль применяется в двух качествах – как нагревательный элемент или как материал для электросопротивлений электрических схем.
Для нагревателей используется электрическая спираль из сплавов Х20Н80-Н и Х15Н60-Н.
Примеры применений:
- бытовые терморефлекторы и тепловентиляторы;
- ТЭНы для бытовых нагревательных приборов и электрического отопления;
- нагреватели для промышленных печей и термооборудования.
Сплавы Х15Н60-Н-ВИ и Х20Н80-Н-ВИ, получаемые в вакуумных индукционных печах, используют в промышленном оборудовании повышенной надежности.
Спираль из нихрома марок Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-ВИ, Н80ХЮД-ВИ отличается тем, что его электросопротивление мало меняется при изменении температуры.
Из нее изготавливают резисторы, соединители электронных схем, ответственные детали вакуумных приборов.
Как навить спираль из нихрома
Резистивная или нагревательная спираль может быть изготовлена в домашних условиях. Для этого нужна проволока из нихрома подходящей марки и правильный расчет требуемой длины.
Расчёт спирали из нихрома опирается на удельное сопротивление проволоки и требуемую мощность или сопротивление, в зависимости от назначения спирали. При расчете мощности нужно учитывать максимально допустимый ток, при котором спираль нагревается до определенной температуры.
Учет температуры
Например, проволока диаметром 0,3 мм при токе 2,7 А нагреется до 700 °С, а ток в 3,4 А нагреет ее до 900 °С.
Для расчета температуры и тока существуют справочные таблицы. Но еще нужно учитывать условия эксплуатации нагревателя.
При погружении в воду теплоотдача повышается, тогда максимальный ток можно повысить на величину до 50 % от расчетного.
Закрытый трубчатый нагреватель, наоборот, ухудшает отвод тепла. В этом случае и допустимый ток необходимо уменьшить на 10—50 %.
На интенсивность теплоотвода, а значит и на температуру нагревателя, влияет шаг навивки спирали.
Плотно расположенные витки дают более сильный нагрев, больший шаг усиливает охлаждение.
Следует учитывать, что все табличные расчеты приводятся для нагревателя, расположенного горизонтально. При изменении угла к горизонту условия теплоотвода ухудшаются.
Расчет сопротивления нихромовой спирали и ее длины
Определившись с мощностью, приступаем к расчету требуемого сопротивления.
Если определяющим параметром является мощность, то вначале находим требуемую силу тока по формуле I=P/U.
Имея силу тока, определяем требуемое сопротивление. Для этого используем закон Ома: R=U/I.
Обозначения здесь общепринятые:
- P – выделяемая мощность;
- U – напряжение на концах спирали;
- R – сопротивление спирали;
- I – сила тока.
Расчет сопротивления нихромовой проволоки готов.
Теперь определим нужную нам длину. Она зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки.
Можно сделать расчет, исходя из удельного сопротивления нихрома: L=(Rπd2)/4ρ.
Здесь:
- L – искомая длина;
- R – сопротивление проволоки;
- d – диаметр проволоки;
- ρ – удельное сопротивление нихрома;
- π – константа 3,14.
Но проще взять готовое линейное сопротивление из таблиц ГОСТ 12766.1-90. Там же можно взять и температурные поправки, если нужно учитывать изменение сопротивления при нагреве.
В этом случае расчет будет выглядеть так: L=R/ρld, где ρld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.
Теперь сделаем геометрический расчет нихромовой спирали. У нас выбран диаметр проволоки d, определена требуемая длина L и есть стержень диаметром D для навивки. Сколько нужно сделать витков? Длина одного витка составляет: π(D+d/2). Количество витков – N=L/(π(D+d/2)). Расчет закончен.
Практичное решение
На практике редко кто занимается самостоятельной навивкой проволоки для резистора или нагревателя.
Проще купить нихромовую спираль с требуемыми параметрами и при необходимости отделить от нее нужное количество витков.
Для этого стоит обратиться в компанию «ПАРТАЛ», которая с 1995 года является крупным поставщиком прецизионных сплавов, в том числе проволоки нихромовой, ленты и спиралей для нагревателей.
Наша компания способна полностью снять вопрос о том, где купить нихромовую спираль, поскольку мы готовы изготовить ее на заказ по эскизам и техническим условиям заказчика.
* Удельное сопротивление полупроводников сильно зависит от наличия примесей в материале, что делает их полезными в твердотельной электронике. Ссылки: 1. Джанколи, Дуглас К., Физика, 4-е изд., Прентис Холл, (1995). 2. Справочник CRC по химии и физике, 64-е изд. 3. Википедия, Удельное электрическое сопротивление и проводимость. | Индекс Таблицы Ссылка | ||||||||||||
Удельное сопротивление и проводимость — температурные коэффициенты для обычных материалов
Удельное сопротивление равно
- электрическое сопротивление единичного куба материала, измеренное между противоположными гранями куба
Калькулятор сопротивления электрического проводника
Этот калькулятор можно использовать для рассчитать электрическое сопротивление проводника.
Коэффициент удельного сопротивления (Ом · м) (значение по умолчанию для меди)
Площадь поперечного сечения проводника (мм 2 ) — Калибр провода AWG
| Алюминий | 2 .65 x 10 -8 | 3,8 x 10 -3 | 3,77 x 10 7 |
| Алюминиевый сплав 3003, прокат | 3,7 x 10 -8 | ||
| Алюминиевый сплав 2014, отожженный | 3,4 x 10 -8 | ||
| Алюминиевый сплав 360 | 7,5 x 10 -8 | ||
| Алюминиевая бронза | 12 x 10 -8 | ||
| Животный жир | 14 x 10 -2 | ||
| Животный жир | 0.35 | ||
| Сурьма | 41,8 x 10 -8 | ||
| Барий (0 o C) | 30,2 x 10 -8 | ||
| Бериллий | 4,0 x 10 -8 | ||
| Бериллиевая медь 25 | 7 x 10 -8 | ||
| Висмут | 115 x 10 -8 | ||
| Латунь — 58% Cu | 5.9 x 10 -8 | 1,5 x 10 -3 | |
| Латунь — 63% Cu | 7,1 x 10 -8 | 1,5 x 10 -3 | |
| Кадмий | 7,4 x 10 -8 | ||
| Цезий (0 o C) | 18,8 x 10 -8 | ||
| Кальций (0 o C) | 3,11 x 10 -8 | ||
| Углерод (графит) 1) | 3-60 x 10 -5 | -4.8 x 10 -4 | |
| Чугун | 100 x 10 -8 | ||
| Церий (0 o C) | 73 x 10 -8 | ||
| Хромель (сплав хрома и алюминия) | 0,58 x 10 -3 | ||
| Хром | 13 x 10 -8 | ||
| Кобальт | 9 x 10 -8 | ||
| Константан | 49 x 10 -8 | 3 x 10 -5 | 0.20 x 10 7 |
| Медь | 1,724 x 10 -8 | 4,29 x 10 -3 | 5,95 x 10 7 |
| Купроникель 55-45 (константан) | 43 x 10 -8 | ||
| Диспрозий (0 o C) | 89 x 10 -8 | ||
| Эрбий (0 o C) | 81 x 10 -8 | ||
| Эврика | 0.1 x 10 -3 | ||
| Европий (0 o C) | 89 x 10 -8 | ||
| Гадолий | 126 x 10 -8 | ||
| Галлий (1,1K) | 13,6 x 10 -8 | ||
| Германий 1) | 1 — 500 x 10 -3 | -50 x 10 -3 | |
| Стекло | 1 — 10000 x 10 9 | 10 -12 | |
| Золото | 2.24 x 10 -8 | ||
| Графит | 800 x 10 -8 | -2,0 x 10 -4 | |
| Гафний (0,35 K) | 30,4 x 10 — 8 | ||
| Hastelloy C | 125 x 10 -8 | ||
| Гольмий (0 o C) | 90 x 10 -8 | ||
| Индий ( 3.35K) | 8 x 10 -8 | ||
| Инконель | 103 x 10 -8 | ||
| Иридий | 5,3 x 10 -8 | ||
| Железо | 9,71 x 10 -8 | 6,41 x 10 -3 | 1,03 x 10 7 |
| Лантан (4,71K) | 54 x 10 -8 | ||
| Свинец | 20.6 x 10 -8 | 0,45 x 10 7 | |
| Литий | 9,28 x 10 -8 | ||
| Лютеций | 54 x 10 -8 | ||
| Магний | 4,45 x 10 -8 | ||
| Магниевый сплав AZ31B | 9 x 10 -8 | ||
| Марганец | 185 x 10 -8 | 1.0 x 10 -5 | |
| Меркурий | 98,4 x 10 -8 | 8,9 x 10 -3 | 0,10 x 10 7 |
| Слюда (мерцание) | 1 x 10 13 | ||
| Мягкая сталь | 15 x 10 -8 | 6,6 x 10 -3 | |
| Молибден | 5,2 x 10 -8 | ||
| Монель | 58 x 10 -8 | ||
| Неодим | 61 x 10 -8 | ||
| Нихром (сплав никеля и хрома) | 100 — 150 х 10 -8 | 0.40 x 10 -3 | |
| Никель | 6,85 x 10 -8 | 6,41 x 10 -3 | |
| Никелин | 50 x 10 -8 | 2,3 x 10 -4 | |
| Ниобий (колумбий) | 13 x 10 -8 | ||
| Осмий | 9 x 10 -8 | ||
| Палладий | 10.5 x 10 -8 | ||
| Фосфор | 1 x 10 12 | ||
| Платина | 10,5 x 10 -8 | 3,93 x 10 -3 | 0,943 x 10 7 |
| Плутоний | 141,4 x 10 -8 | ||
| Полоний | 40 x 10 -8 | ||
| Калий | 7.01 x 10 -8 | ||
| Празеодим | 65 x 10 -8 | ||
| Прометий | 50 x 10 -8 | ||
| Протактиний (1,4 K) | 17,7 x 10 -8 | ||
| Кварц (плавленый) | 7,5 x 10 17 | ||
| Рений (1,7 K) | 17.2 x 10 -8 | ||
| Родий | 4,6 x 10 -8 | ||
| Твердая резина | 1 — 100 x 10 13 | ||
| Рубидий | 11,5 x 10 -8 | ||
| Рутений (0,49K) | 11,5 x 10 -8 | ||
| Самарий | 91,4 x 10 -8 | ||
| Скандий | 50.5 x 10 -8 | ||
| Селен | 12,0 x 10 -8 | ||
| Кремний 1) | 0,1-60 | -70 x 10 -3 | |
| Серебро | 1,59 x 10 -8 | 6,1 x 10 -3 | 6,29 x 10 7 |
| Натрий | 4,2 x 10 -8 | ||
| Грунт, типичный грунт | 10 -2 — 10 -4 | ||
| Припой | 15 x 10 -8 | ||
| Нержавеющая сталь | 10 6 | ||
| Стронций | 12.3 x 10 -8 | ||
| Сера | 1 x 10 17 | ||
| Тантал | 12,4 x 10 -8 | ||
| Тербий | 113 x 10 -8 | ||
| Таллий (2,37K) | 15 x 10 -8 | ||
| Торий | 18 x 10 -8 | ||
| Тулий | 67 x 10 -8 | ||
| Олово | 11.0 x 10 -8 | 4,2 x 10 -3 | |
| Титан | 43 x 10 -8 | ||
| Вольфрам | 5,65 x 10 -8 | 4,5 x 10 -3 | 1,79 x 10 7 |
| Уран | 30 x 10 -8 | ||
| Ванадий | 25 x 10 -8 | ||
| Вода дистиллированная | 10 -4 | ||
| Вода пресная | 10 -2 | ||
| Вода соленая | 4 | ||
| Иттербий | 27.7 x 10 -8 | ||
| Иттрий | 55 x 10 -8 | ||
| Цинк | 5,92 x 10 -8 | 3,7 x 10 -3 | |
| Цирконий (0,55K) | 38,8 x 10 -8 |
1) Примечание! — удельное сопротивление сильно зависит от наличия примесей в материале.
2 ) Примечание! — удельное сопротивление сильно зависит от температуры материала.Приведенная выше таблица основана на эталоне 20 o C.
Электрическое сопротивление в проводе
Электрическое сопротивление провода больше для более длинного провода и меньше для провода с большей площадью поперечного сечения. Сопротивление зависит от материала, из которого оно изготовлено, и может быть выражено как:
R = ρ L / A (1)
, где
R = сопротивление (Ом, ). Ω )
ρ = коэффициент удельного сопротивления (Ом · м, Ом · м)
L = длина провода (м)
A = площадь поперечного сечения провода (м 2 )
Фактором сопротивления, учитывающим природу материала, является удельное сопротивление.Поскольку он зависит от температуры, его можно использовать для расчета сопротивления провода заданной геометрии при различных температурах.
Обратное сопротивление называется проводимостью и может быть выражено как:
σ = 1 / ρ (2)
, где
σ = проводимость (1 / Ом · м)
Пример — сопротивление алюминиевого провода
Сопротивление алюминиевого кабеля длиной 10 м и площадью поперечного сечения 3 мм 2 можно рассчитать как
R = (2.65 10 -8 Ом м) (10 м) / ((3 мм 2 ) (10 -6 м 2 / мм 2 ))
= 0,09 Ом
Сопротивление
Электрическое сопротивление компонента схемы или устройства определяется как отношение приложенного напряжения к протекающему через него электрическому току:
R = U / I (3)
где
R = сопротивление (Ом)
U = напряжение (В)
I = ток (A)
Закон Ома
Если сопротивление постоянно превышает диапазон напряжения, затем закон Ома,
I = U / R (4)
можно использовать для прогнозирования поведения материала.
Удельное сопротивление в зависимости от температуры
Изменение удельного сопротивления в зависимости от температуры можно рассчитать как
dρ = ρ α dt (5)
, где
dρ = изменение удельного сопротивления ( Ом м 2 / м)
α = температурный коэффициент (1/ o C)
dt = изменение температуры ( o C)
Пример — изменение удельного сопротивления
Алюминий с удельным сопротивлением 2.65 x 10 -8 Ом · м 2 / м нагревается от 20 o C до 100 o C . Температурный коэффициент для алюминия составляет 3,8 x 10 -3 1/ o C . Изменение удельного сопротивления можно рассчитать как
dρ = (2,65 10 -8 Ом м 2 / м) (3,8 10 -3 1/ o C) ((100 o C) — (20 o C))
= 0.8 10 -8 Ом м 2 / м
Окончательное удельное сопротивление можно рассчитать как
ρ = (2,65 10 -8 Ом м 2 / м) + (0,8 10 -8 Ом м 2 / м)
= 3,45 10 -8 Ом м 2 / м
Калькулятор коэффициента удельного сопротивления в зависимости от температуры
использоваться для расчета удельного сопротивления материала проводника в зависимости оттемпература.
ρ — Коэффициент удельного сопротивления (10 -8 Ом м 2 / м)
α — температурный коэффициент (10 -3 1/ o C)
dt — изменение температуры ( o C)
Сопротивление и температура
Для большинства материалов электрическое сопротивление увеличивается с температурой.Изменение сопротивления можно выразить как
dR / R s = α dT (6)
, где
dR = изменение сопротивления (Ом)
с = стандартное сопротивление согласно справочным таблицам (Ом)
α = температурный коэффициент сопротивления ( o C -1 )
dT = изменение температура от эталонной температуры ( o C, K)
(5) может быть изменена на:
dR = α dT R s (6b)
«Температурный коэффициент сопротивления» — α — материала — это увеличение сопротивления резистора 1 Ом из этого материала при повышении температуры 9 0013 1 o С .
Пример — сопротивление медной проволоки в жаркую погоду
Медная проволока с сопротивлением 0,5 кОм при нормальной рабочей температуре 20 o C в жаркую солнечную погоду нагревается до 80 o C . Температурный коэффициент для меди составляет 4,29 x 10 -3 (1/ o C) , а изменение сопротивления можно рассчитать как
dR = ( 4,29 x 10 -3 1/ o C) ((80 o C) — (20 o C) ) (0.5 кОм)
= 0,13 (кОм)
Результирующее сопротивление медного провода в жаркую погоду будет
R = (0,5 кОм) + (0,13 кОм)
= 0,63 ( кОм)
= 630 (Ом)
Пример — сопротивление углеродного резистора при изменении температуры
Угольный резистор с сопротивлением 1 кОм при температуре 20 o C нагревается до 120 или С .Температурный коэффициент для углерода отрицательный. -4,8 x 10 -4 (1/ o C) — сопротивление снижается с повышением температуры.
Изменение сопротивления можно рассчитать как
dR = ( -4,8 x 10 -4 1/ o C) ((120 o C) — (20 o C) ) (1 кОм)
= — 0,048 (кОм)
Результирующее сопротивление для резистора будет
R = (1 кОм) — (0.048 кОм)
= 0,952 (кОм)
= 952 (Ом)
Калькулятор сопротивления в зависимости от температуры
Этот счетчик можно использовать для расчета сопротивления в проводнике в зависимости от температуры.
R с — сопротивление (10 3 (Ом)
α — температурный коэффициент (10 -3 1/ o C)
dt — Изменение температуры ( o C)
Температурные поправочные коэффициенты для сопротивления проводника
| Температура проводника (° C) | Коэффициент Преобразовать в 20 ° C | Обратно в преобразовать из 20 ° C |
|---|---|---|
| 5 | 1.064 | 0,940 |
| 6 | 1,059 | 0,944 |
| 7 | 1,055 | 0,948 |
| 8 | 1,050 | 0,952 |
| 9 | 1,046 | 0,956 |
| 10 | 1,042 | 0,960 |
| 11 | 1,037 | 0,964 |
| 12 | 1,033 | 0.968 |
| 13 | 1,029 | 0,972 |
| 14 | 1,025 | 0,976 |
| 15 | 1,020 | 0,980 |
| 16 | 1,016 | 0,984 |
| 17 | 1,012 | 0,988 |
| 18 | 1,008 | 0,992 |
| 19 | 1,004 | 0,996 |
| 20 | 1.000 | 1.000 |
| 21 | 0,996 | 1.004 |
| 22 | 0,992 | 1.008 |
| 23 | 0,988 | 1.012 |
| 24 | 0,984 | 1.016 | 900
| 25 | 0,980 | 1,020 |
| 26 | 0,977 | 1,024 |
| 27 | 0,973 | 1.028 |
| 28 | 0,969 | 1,032 |
| 29 | 0,965 | 1,036 |
| 30 | 0,962 | 1,040 |
| 31 | 0,958 | 1,044 |
| 32 | 0,954 | 1,048 |
| 33 | 0,951 | 1,052 |
Свойства нихромовой проволоки — Science Struck
Нихром — это сплав, используемый в различных нагревательных элементах. Прочтите следующие разделы, чтобы узнать о свойствах этого сплава никеля и хрома.
Нихром — это название, данное никель-хромовой проволоке сопротивления. Это немагнитный сплав, который состоит из 80 процентов никеля и 20 процентов хрома по весу, и широко используется в нагревательных элементах из-за его относительно высокого удельного сопротивления.Из составляющих нихрома никель — это элемент с химическим символом Ni и атомным номером 28, тогда как хром — это элемент с символом Cr и атомным номером 24. Никель обычно представляет собой серебристо-белый блестящий металл, а хром — стальной. -серый и твердый металл. Сплав нихром имеет серебристо-серый цвет, устойчив к коррозии и имеет высокую температуру плавления.
Физические свойства нихрома
Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию.Свяжитесь с нами, и мы поговорим …
Давайте работать вместе!
Предел прочности на разрыв для нихрома составляет 105 000 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм), а предел текучести составляет около 50 000 фунтов на квадратный дюйм. Ниже приведены некоторые другие физические свойства нихрома.
- Удельное электрическое сопротивление при комнатной температуре: 1,0 x 10 -6 до 1,5 x 10 -6 Ом · м
- Теплопроводность: 11,3 Вт / м o C
- Магнитное притяжение: нет
- Коэффициент теплового расширения (от 20 o C до 100 o C): 13.4 x 10 -6 / o C
- Температурный коэффициент удельного сопротивления (от 25 o C до 100 o C): 100 ppm / o C
- Удельный вес: 8,4
- Плотность: 8400 кг / м 3
- Температура плавления: 1400 o C
- Удельная теплоемкость: 450 Дж / кг o C
- Модуль упругости: 2,2 x 10 11
Использование нихрома
Используется в производстве взрывчатых веществ, фейерверков и керамики в качестве нагревательного элемента.Сплав очень полезен в процессе изготовления керамики, поскольку он может выдерживать высокие температуры, возникающие при обжиге глиняного предмета в печи. Он также используется в глушителях мотоциклов и в некоторых микробиологических лабораторных приборах. Хром, присутствующий в проволоке, окисляется при нагревании и образует защитный слой оксида хрома. Сплав дорогой из-за высокого содержания никеля.
Он также используется в производстве специальных тонких пленок, которые идеально подходят для использования в гибридных сборках.Применение этих тонких пленок также распространяется на интегральные схемы в таких областях, как телекоммуникации, источники питания, приборы, военное и медицинское оборудование, где требуется низкий уровень шума и хорошее рассеивание мощности. Из-за своего относительно высокого удельного сопротивления и стойкости к окислению при высоких температурах нихром используется в нагревательных элементах, встроенных в фены, электрические духовки и тостеры. Для таких целей провод обычно наматывают в катушки, которые при воздействии электрического тока выделяют тепло в результате своего высокого электрического сопротивления.
Нихром — очень полезный сплав из-за своих свойств, и он нашел применение во многих инструментах, где требуется высокое удельное сопротивление составляющего материала.
.Эксперимент по измерению удельного сопротивления нихромовой проволоки
Презентация на тему: «Эксперимент по измерению удельного сопротивления нихромовой проволоки» — стенограмма презентации:
1 Эксперимент по измерению удельного сопротивления нихромовой проволоки
Микрометрическая палочка l Настольный зажим Стенд Нихромовая проволока Зажимы типа «крокодил»
2
3 Метод Обратите внимание на сопротивление выводов, когда зажимы типа «крокодил» соединены вместе.Растяните проволоку так, чтобы она не перегибалась и не провисала. Присоедините зажимы типа «крокодил» к проводу на некотором расстоянии l друг от друга. Вычтите сопротивление выводов, чтобы получить сопротивление R провода. Измерьте длину l провода между зажимами типа «крокодил» с помощью измерительной линейки. Измерьте значение R. Отметьте нулевую погрешность микрометра. С помощью микрометра найдите диаметр проволоки в разных точках с учетом погрешности нуля. Найдите средний диаметр d.Рассчитайте удельное сопротивление 7. Повторите эту процедуру для ряда различных длин. 8. Рассчитайте среднее значение удельного сопротивления. .
4 Результаты Диаметр Средний диаметр =
Нулевая погрешность микрометра = Сопротивление выводов = Диаметр Средний диаметр = Длина = Сопротивление = Удельное сопротивление =
5 Меры предосторожности Удалите перегибы и перегибы провода.
Убедитесь, что температура проволоки постоянна. Повторять и усреднять.
.