Сечение кабеля для электроплиты с духовкой: какой провод нужен для подключения электрической плиты? Особенности термостойких и других вводных кабелей для плит с духовкой

Белорусские разъемы выдерживают большие объемы электроэнергии, чем 32А, удобны в использовании и установке.Устанавливается в двух вариантах — для скрытой и для открытой проводки. По цене немного дороже украинского, но намного дешевле европейского.

для электрических розеток устанавливается так же, как и обычная розетка. При установке в стене пустотелого углубления заподлицо, в которое с помощью специального раствора устанавливаются гипсокартонные щитки любой формы. По направлению к подразетнику стены Hollow Stroebe и его проложили линии питания, прикрепив их к выводам розетки.Важно подключать заземляющий провод к клемме строго по обозначению.

Затем торцевой механизм вмонтирован в специальные винты накладки, в отключение ставится крышка. Монтаж проводки с открытой розеткой механизма крепления непосредственно к опорной поверхности стены без дополнительных накладок. Обязательно подключите заземляющий провод.

В квартире новопостроенный провод заземления виден сразу, его изоляция зеленого (желто-зеленого) цвета. В старых домах все провода и однотонные, как правило, белого цвета.Чтобы найти правильный провод, сначала в квартире полностью отключите электричество. Затем возьмем омметр и одним его щупом цепляем или радиатор отопления за водопроводную трубу, а вторым касанием переворачиваем все силовые кабели. Если на заземляющем проводе показать небольшое сопротивление омметром, не более пары десятков Ом, сопротивление остальных проводов будет бесконечно сильнее. Таким образом, обнаруженный маркер или лента заземляющего провода маркируются для большей простоты по контрасту. Как подключить остальные провода, не важно.Смотрите статью о новых и старых способах подключения электрических проводов, будет полезно всем. Теперь рассмотрим, как выглядит схема электрического подключения пластин в описании примеров и фотографий.

Как правильно подключить электроплиту

Для подключения электроплиты потребуется:

1. разъемы. При наличии розетки требуется только соответствующая вилка.
2. Катушка проводов ПВА 3 * 4 мм ² . Гибкий, трехжильный, длиной 1,5-2 м.

На задней панели под пластиковой накладкой расположены электрические клеммы, имеющие несколько медных перемычек. открыв крышку, рядом можно увидеть картинку, обычно изображено 3 варианта подключения:

1. трехфазная сеть — L1, L2, L3.N.PE.
2. двухфазная сеть — L1, L2.N1, N2.PE.
3. однофазная сеть — L1.N.PE.

Подходящий вариант — в-третьих, мы сможем правильно подключить электроплиту. Перемычки устанавливаются в соответствии с рисунком.Затем провод с двух сторон от ПВС снимается в верхней оболочке 75 мм и изоляция с концов жил на 30 мм заделывается кольцом. Изолированный зеленый заземляющий разъем под напряжением присоединяется к PE, оставаясь попеременно к клеммам L1 и N (фаза и ноль). Желательно присоединять провода к фазным проводам с изоляцией коричневым или белым, а для синего — нулевым, но это не критично.

После подключается к электрической вилке.Провод с зеленой изоляцией крепится к клемме заземления, остальной — к фазе и нулю.

Мультиметр проверен, правильно подключен: сопротивление заземляющего контакта между вилкой и металлическим кожухом печи показано равным нулю. Допускается совпадение вилки заземления и розетки. Если все как должно быть, клеммы заглушены. Посмотрите, как установить правильную розетку.

Рекомендуется вынуть розетку перед тем, как вставить в нее вилку, отключив автоматику в распределительной коробке.При этом проверяется прикосновением к поверхности дисплея металлический корпус отвертки без фазовой пластины. Если заказ, дальнейшие проверки проводятся во всех режимах работы.

Кухонная электрическая плита в какой-то степени устройство стационарное, так как с годами она не перемещается с одного и того же места. И вообще, есть возможность подключить его без розетки. Он представлен на рисунке ниже. Электрическая плита подключается через керамический или карболитовый клеммник, расположенный в распределительной коробке.

При наличии трехфазной линии питания для подключения электроплиты лучше всего к ней. Это необходимо особенно при высоких нагрузках на плиты, например в уютных ресторанах при небольшой суммарной мощности устройства намного выше 10 кВт, что однофазная вилка не может позволить себе долгое время простоя. Трехфазный разъем RSH-HS рассчитан на максимальный ток в 25А и позволяет запитать устройство мощностью 15 кВт. И вполне себе медный кабель сечением 2,5 мм ² .Чтобы рассчитать необходимый размер провода, воспользуйтесь нашим бесплатным онлайн-калькулятором.

Жесткий и многожильный резистивный провод

Основы производства проволоки

Проволока изготавливается путем вытягивания сырья — стержней из меди, алюминия или других металлических сплавов — через ряд штампов.Типичный стержень диаметром около 8 мм протягивается (вытягивается) через ряд штампов. Каждая матрица постепенно сужается до тех пор, пока на последней матрице серии выход не будет иметь желаемый диаметр готовой проволоки.

Когда стержень проходит через каждую матрицу, он растягивается. Степень растяжения, который данный металл может выдержать без разрушения, называется его пластичностью. Пластичность измеряется в процентах от удлинения. Например, если образец проволоки длиной два дюйма растягивается до трех дюймов перед разрывом, его пластичность составляет 50 процентов.

В Соединенных Штатах Америки проволока производится в различных калибрах (которые указывают диаметр проволоки) с использованием стандарта American Wire Gauge (AWG). Обозначения AWG варьируются от 00000000, также обозначенных как 8/0 (0,7314 дюйма в диаметре) до 56 (0,00049 дюймов в диаметре). Более высокие номера AWG относятся к более тонким диаметрам проволоки.

Пучок проводов можно скрутить вместе, чтобы получился многожильный провод или кабель. В производственном процессе используется автоматизированное оборудование для скручивания определенного количества отдельных проволок в спиралевидную формацию.

Круглость каждой жилы проволоки требует, чтобы скрутка производилась с использованием определенного количества отдельных проволок. Например, начиная с одного провода (показан синим), можно скрутить вместе еще шесть дополнительных проводов (желтого цвета), чтобы получился многожильный провод. Добавление дополнительных 12 проводов, в общей сложности 19 прядей, окружающих центральный провод, дает показанное изображение.

Сплошная проволока дешевле в производстве, чем многожильная. Он используется, когда проволока остается в фиксированном положении и гибкость не требуется.Многожильный провод обеспечивает большую гибкость, чем одножильный провод того же калибра. Он используется, когда провод будет подвергаться движению, например, в бытовых удлинителях, проводах, соединяющих вашу мышь, веб-камеру и клавиатуру с вашим ПК, проводке к движущимся частям промышленного оборудования, наружным линиям электропередач и подобным приложениям.

По мере увеличения калибра провода способность провода пропускать больший ток пропорционально увеличивается. Для приложений, где требуются высокие токи и напряжения, несколько многожильных проводов можно скрутить вместе, чтобы получить кабели с очень большим поперечным сечением.

Когда приложение требует отличной проводимости электрического тока, используются провода из меди, платины, золота или серебра. Все они оказывают очень небольшое сопротивление потоку электрического тока из-за подвижности электронов в их внешних оболочках (зоне проводимости). Другие металлы с меньшим количеством доступных электронов в зоне проводимости сопротивляются потоку электронов. Подача тока на проволоку из такого материала вызывает нагрев проволоки.Так же, как вольфрамовая нить накаливания в обычной лампочке нагревается, были разработаны специальные проволочные сплавы для выработки тепла, необходимого для различных промышленных и бытовых применений.

В вашем фене, тостере, электрической духовке и плите используются компоненты из резистивной проволоки. Самый распространенный и наименее дорогостоящий резистивный провод — нихром, сплав никеля, хрома и железа, впервые запатентованный в начале 20 века. Нихром 60 содержит 60 процентов никеля, 16 процентов хрома, остальное железо.

Нихром 60 плавится при 1350 ° C (2462 ° F), что дает практическую максимальную рабочую температуру 1150 ° C (2100 ° F). Фактическая достигнутая температура зависит от нескольких факторов.

Напряжение

Повышенное напряжение вызывает усиление протекания тока через провод, вызывая повышение его температуры. Используя переменный трансформатор, известный как Variac, вы можете непрерывно регулировать напряжение и ток, чтобы достичь точной температуры, необходимой для данного применения.

Длина

Сколько вам нужно провода? Все провода оказывают определенное сопротивление току.Чем длиннее провод, тем больше сопротивление. Когда необходимы высокие температуры, но физическое пространство, с которым вам приходится работать, ограничено, вы можете намотать резистивный провод в катушку, чтобы увеличить ее общую длину.

Большинство электрических фенов потребляют 1500 Вт мощности. При подаче на сушилку 120 В переменного тока ток составляет 12,5 ампер, что вполне соответствует номинальным характеристикам типичного домашнего хозяйства на 20 ампер. Однако, чтобы обеспечить достаточное количество тепла для сушки волос, если быстро заглянуть внутрь фена, можно обнаружить свернутый в спираль резистивный провод: для выработки тепла требуется большая длина.С другой стороны, типичный тостер потребляет около 750 Вт.

Одинарные жилы резистивного провода, протянутые между изолирующими опорами и не скрученные в спираль, — это все, что нужно для превращения хлеба в тосты. Промышленные приложения следуют той же логике. Для гибочного стола для формования акрилового пластика требуется только одна нить развернутого нихрома, в то время как в электрической печи для плавления металла или обжига керамики используется множество длинных мотков проволоки.

Температура

Поскольку резистивный провод нагревается при прохождении электрического тока, его сопротивление увеличивается.Это увеличение известно как коэффициент удельного сопротивления проволоки.

Коэффициенты удельного сопротивления нихрома 60

Приблизительное значение в амперах для нагрева нихрома 60

Калибр

Чем больше поперечное сечение провода, тем больше свободных электронов должно течь по нему. Например, провод 12 AWG лучше, чем провод 36 AWG. Следовательно, когда вы выбираете резистивный провод для своего приложения, обязательно проверьте спецификации калибра, необходимого для вашего проекта.Ниже вы найдете сопротивление на фут при комнатной температуре для нихрома 60.

Кабели для бытовой электропроводки и домашнего электрооборудования

Через различные типы электрических кабелей электрический ток передается от сервисной коробки к домашним цепям.

В бытовой установке электрический ток, который проходит через него, определяет размер (или поперечное сечение) электрического кабеля . Например, кондиционер требует большего тока для работы, чем лампа. Следовательно, сечение кабеля, соединяющего кондиционер, будет больше, чем то, которое соединяет свет.

Кабель TopFlex ® H05V-K и H07V-K особенно подходит для бытовых электрических установок. Эти гибкие кабели упрощают установку, особенно там, где маневрирование в ограниченном пространстве может быть проблемой.Кабели поставляются в переработанных картонных коробках с высокой прочностью (100 или 200 метров) с четко дифференцированными цветами в соответствии с требуемым сечением.

В зависимости от поперечного сечения диапазон цветов: белый, коричневый, красный, зелено-желтый, серый и черный. Кабели TopFlex ® H05V-K и H07V-K разработаны в соответствии с международными стандартами UNE-EN 50525 и IEC 60227. Кроме того, они соответствуют европейским нормам, применимым к электрическим кабелям CPR (Строительная продукция).

• Сечение и назначение кабеля

Минимальное рекомендуемое сечение для домашних кабелей составляет:

• 5 мм ² диаметр для освещения и автоматики.
• 2,5 мм ² диаметр для розеток общего назначения, ванной и кухни.
• 4 мм ² диаметр для стиральной машины, сушилки, посудомоечной машины и электрического бойлера (только в этой схеме каждая розетка может быть подключена с помощью провода 2,5 мм ² , начиная с 4 мм распределительной коробки цепи ² ) .
• 6 мм ² диаметр для кухни и духовки, кондиционирования и отопления.

• Безопасность в бытовых электроустановках

Согласно исследованию NFPA 2019:

• Местные пожарные депо отреагировали примерно на 35 150 домашних пожаров с использованием электрораспределительного и осветительного оборудования каждый год в 2012–2016 годах.
• Пожары в домах с использованием электрораспределительного и осветительного оборудования стали причиной примерно 490 смертей среди гражданского населения и 1200 ранений среди гражданского населения ежегодно в 2012–2016 годах, а также примерно 1 доллар США.3 миллиарда в год прямого имущественного ущерба.
• Пожары в домах, связанные с распределительным и осветительным оборудованием, чаще всего возникали в спальне (17% от общего числа), на чердаке или на потолке (12%), а также в стене или скрытом пространстве (9%).
• Примерно четверть (24%) этих пожаров произошли между полуночью и 8 часами утра, но на эти пожары приходилось 60% смертей.

Среди наиболее часто встречающихся недостатков, в отчете указываются недостаточное сечение кабеля, отсутствие цепей, отсутствие защитных элементов и отсутствие заземления кабеля.

Проверка электроустановок позволит предотвратить 490 смертей и 1200 травм среди гражданского населения ежегодно. Материальные убытки, ущерб и убытки оцениваются более чем в 100 миллионов евро в год.

Общие рекомендации по предотвращению поражения электрическим током

Top Cable настаивает на ряде общих рекомендаций по предотвращению несчастных случаев с электрическим током, таких как:

• Не перезаряжайте электрические удлинители и вилки
• Отключение устройств перед сном
• Не оставляйте мобильный телефон включенным на часы
• Не включайте какие-либо устройства в розетки
• Установка электрических дифференциалов в домах, поскольку это элемент, контролирующий силу электрического тока, который способен отключать ток, если обнаруживает утечку.
• Периодически проверяйте электроустановку

Что такое Джоулевое нагревание? | Документация SimWiki

Джоулевое нагревание — это физический эффект, при котором прохождение тока через электрический проводник производит тепловую энергию.Эта тепловая энергия затем проявляется в повышении температуры материала проводника, отсюда и термин «нагрев». Можно рассматривать джоулева нагревание как преобразование между «электрической энергией» и «тепловой энергией», следуя принципу сохранения энергии.

История и терминология

Эффект нагрева был впервые изучен и охарактеризован известным тогда ученым-любителем Джеймсом Прескоттом Джоулем примерно в 1840 году. В качестве менеджера пивоварни своей семьи Джоуль решил исследовать, может ли недавно изобретенный электродвигатель работать. более эффективен, чем паровые машины, используемые на этом процессе, с точки зрения стоимости (оказалось, что это не так, электроэнергию нужно было вырабатывать из цинковых батарей).1 \).

Среди этих экспериментов было исследование связи между электрическим током, протекающим через проводник, и повышением его температуры. Эксперимент состоял из погруженного в воду провода, подключенного к клеммам батареи. Когда контур был включен, можно было измерить повышение температуры воды. 2R \ tag {2} $$

Как это работает?

Тогда было известно, благодаря Джоуля, что тепло в проводнике генерируется под действием электрического тока, но как?

Электрический ток — это не что иное, как движение потока электронов, вызванное так называемой «электродвижущей силой»: разницей в электрическом потенциале через две точки в материале, которая имеет тенденцию заставлять электроны в материале двигаться.Обратите внимание, что он «имеет тенденцию» вызывать движение, потому что это движение зависит от многих факторов: наличия свободных электронов для перемещения, «легкости», с которой электроны могут двигаться, и величины электродвижущей силы. Этот эффект резюмируется в законе Ома:

$$ I = \ frac {V} {R} \ tag {3} $$

В нем говорится, что электрический ток \ (I \), который представляет собой количество движущегося электрического заряда в единицу времени, протекающего через проводник, пропорционален разности электрических потенциалов на его концах \ (V \) и обратно пропорционален сопротивление материала проводника \ (R \).

Это сопротивление представляет собой противодействие проводника току: чем выше сопротивление, тем труднее течь току. Эксперименты показали, что сопротивление зависит не только от материала проводника, но и от его геометрии (длины и площади поперечного сечения). Следовательно, указывается внутреннее свойство материала, удельное сопротивление, такое, что сопротивление (\ (R \)) проводника можно рассчитать как:

$$ R = \ frac {\ rho l} {A} \ tag {4} $$

где:

• \ (\ rho \) — собственное удельное сопротивление материала проводника;
• \ (l \) — длина проводника между точками приложения разности электрических потенциалов;
• \ (A \) — площадь поперечного сечения проводника.5 \).

  Таким образом, можно увидеть, что все материалы в разной степени противодействуют протеканию тока: одни материалы лучше проводят электрический ток, а другие хуже (но лучше изолируют электрический ток, что является также очень полезно, потому что ток может быть заблокирован, например, из соображений безопасности). 3 \).

  Но как все это связано с джоулевым нагревом? Глядя на закон Джоуля, мы можем видеть, что для данного тока, чем выше сопротивление проводника, тем больше тепла выделяется. Проще говоря, чем сложнее перемещать электроны по проводнику, тем больше работы затрачивается на их перемещение, работа, которая непосредственно преобразуется в тепло в материале. А «напрямую» означает, что в этом процессе энергия не теряется в других формах. Действительно, это один из немногих в природе процессов, обладающих такой характеристикой.

  Как рассчитать джоулевое нагревание?

  Учитывая, что у нас есть электрический проводник (может быть проволокой, стержнем или пластиной) длиной \ (l \), площадью поперечного сечения \ (A \), который сделан из материала с удельным сопротивлением \ (\ rho \) , можно рассчитать его электрическое сопротивление с помощью уравнения 4, которое было опубликовано выше.

  $$ R = \ frac {\ rho \ l} {A} \ tag {4} $$

  Если проводник затем подвергается воздействию разности электрических потенциалов \ (V \) на его концевых выводах (при постоянном токе), ток \ (I \) будет течь через него, согласно закону Ома, из уравнения 3:

  $$ I = \ frac {V} {R} \ tag {3} $$

  Мощность \ (P \), рассеиваемая в проводнике и превращающаяся в тепло, определяется законом Джоуля.2R \ tag {2} $$

  Количество тепла \ (Q \) затем накапливается в проводнике через время \ (t \):

  $$ Q = Pt \ tag {5} $$

  Скорость повышения температуры в проводнике может быть определена с помощью соотношения:

  $$ T = \ frac {Q} {cm} \ tag {6} $$

  Где \ (c \) — удельная теплоемкость материала, а \ (m \) — полная масса проводника.

  Здесь предполагается, что все геометрические и материальные параметры постоянны по всей длине проводника и что для величин используется согласованная система единиц.2R \ tag {8} $$

  А в остальном расчет остается равным.

  Применения для нагрева Джоулей

  Джоулевое нагревание материалов широко используется во многих приложениях дома, на транспорте и в промышленных продуктах. Назову несколько:

  Лампы накаливания , в которых нить накаливания нагревается электричеством и излучается свет.

  Духовки сопротивления, , в которых тепло от проводника используется посредством теплового излучения и конвекции.Например:

  • Домашняя печь-бройлер, в которой в верхней части духовки размещены резисторы для нагрева пищи с этого направления.
  • тостеры, в которых сверху и снизу размещены сопротивления для разогрева пищи со всех сторон.
  • промышленные электрические печи, в которых с каждой стороны размещены резисторы для равномерного нагрева обрабатываемого продукта, например, для отверждения краски или удаления влаги.

  Сопротивление прямого нагрева, где тепло от проводника используется за счет прямого теплового потока.Примеры:

  • печи сопротивления, в которых горшок размещается непосредственно над тостером для хлеба
  • , где сопротивление с каждой стороны ломтика хлеба находится в прямом контакте
  • обогрев лобового стекла автомобиля, где сопротивление приклеивается к стеклу для его нагрева равномерно и предотвратить конденсацию,
  • офисная кофеварка, в которой сопротивление используется в два этапа: сначала для кипячения воды и повышения ее температуры, а затем для поддержания температуры кастрюли

  Индукционный нагрев, с переменными магнитными полями индуцируют токи, протекающие в материале, что создает эффект Джоуля.2 \).

  Один важный аспект, который следует обсудить при разговоре о применении электрического отопления, — это энергоэффективность. Как было сказано ранее, преобразование электрической энергии в тепло в процессе обработки материала проводника не приводит к потерям. Это означает, что этот процесс на 100% энергоэффективен. Хотя этого нельзя сказать о том, как используется тепло от проводника. Будь то теплопроводность, конвекция, излучение или накаливание, применение электрического тепла имеет тенденцию быть ужасно неэффективным, потому что большая часть тепла теряется в окружающей среде, а не в полезном применении.6 \), где показано, что светодиодная лампа может потреблять примерно в пять раз меньше энергии при том же количестве излучаемого света. Забота об окружающей среде привела к замене многих неэффективных приложений электрического отопления на более эффективные технологии, такие как лампы накаливания для светодиодов или электрические плиты, духовки и обогреватели для природного газа.

  Последнее обновление: 28 мая 2021 г.

  Решила ли эта статья вашу проблему?

  Как мы можем добиться большего?

  Мы ценим и ценим ваши отзывы.

  Отправьте свой отзыв

  Как рассчитать термостойкость проволоки при известной мощности

  Обновлено 22 декабря 2020 г.

  Полин Гилл

  Сопротивление металлических проводников из металлических прутков, жил и нитей зависит от состава материала, площади поперечного сечения , и рабочая температура при установившемся режиме протекания тока.Сопротивление металлических проводников увеличивается с температурой, что позволяет поддерживать максимальную температуру по сравнению с мощностью никель-хромовых проводов, используемых в элементах электроплит. Знание потока мощности позволяет рассчитать сопротивление провода при заданном рабочем напряжении или приблизить температуру на основе сравнительных значений сопротивления, если известен тип металла, из которого изготовлен провод.

  Расчет рабочего сопротивления электроплиты при температуре

  ••• Изображение электрической свечи Рэя Каспрзака из Fotolia.com

  Определите номинальную мощность материала. В этом примере никель-хромовая (нихромовая) проволока в большом спиральном элементе электрической плиты рассчитана на 2400 Вт при полной рабочей мощности при свечении вишнево-красного цвета (около 1600 ° F). Рабочее напряжение печи — 230 вольт переменного тока (переменного тока). Имея эту информацию, вы можете рассчитать сопротивление провода при определенной температуре.

  ••• горячий пистолет в руке изображение Гинтаутаса Великиса с Fotolia.com

  Уравнение электрической мощности дает нам мощность, производимую электрическим током I , проходящим через разность потенциалов В

  P = VI

  Мы можем рассчитать установившийся ток I цепи печи на полной мощности, разделив мощность P на напряжение В , чтобы получить ток.

  I = \ frac {P} {V}

  Поскольку электрическая нагрузка полностью резистивная и нереактивная (немагнитная), коэффициент мощности составляет 1: 1

  I = \ frac {2400} { 230} = 10,435 \ text {A}

  Ток через нагрузку составляет 10,435 А.

  Рассчитайте установившееся сопротивление провода при рабочей температуре. Применимая формула:

  R = \ frac {V} {I}

  , где R — сопротивление. Следовательно,

  R = \ frac {230} {10.435} = 22,04 \ Omega

  Сопротивление нихромовой проволоки при температуре 1600 ° F составляет 22,04 Ом.

  Расчет изменения сопротивления провода при понижении температуры

  ••• Изображение сгоревшего дома от Павла Сиамионова с Fotolia.com

  Тот же элемент печи при более низких настройках управления потребляет мощность 1200 Вт. На этом уровне терморегулятор печи снижает напряжение на элементе до 130 В. Имея эту информацию, вы можете рассчитать сопротивление при этой настройке и приблизительно определить более низкую температуру элемента.

  Рассчитайте электрический ток в амперах, разделив мощность на напряжение

  I = \ frac {1200} {130} = 9,23 \ text {A}

  Рассчитайте сопротивление провода элемента, разделив напряжение В по току I

  R = \ frac {V} {I} = \ frac {130} {9.23} = 14.08 \ Omega

  Рассчитайте изменение температуры, приводящее к более низкому сопротивлению элемента. Если начальное состояние составляет 1600 ° F (вишнево-красный), то температуру можно рассчитать по температурному коэффициенту формулы сопротивления

  R = R_ {ref} (1+ \ alpha (T-T_ {ref}))

  где R — сопротивление при температуре, T , R _ref — сопротивление при эталонной температуре, T _ref и α — температурный коэффициент сопротивления материала.

  Решая для T , получаем

  T = T_ {ref} + \ frac {1} {\ alpha} \ bigg (\ frac {R} {R_ {ref}} — 1 \ bigg)

  Для нихромовой проволоки α = 0,00017 Ом / ° C. Умножив это на 1,8, мы получим изменение сопротивления на ° F. Для нихромовой проволоки это становится α = 0,00094 Ом / ° F. Это говорит нам, насколько изменяется сопротивление при увеличении на градус. Подставляя эти значения, мы получаем

  T = 1600 + \ frac {1} {0.00094} \ bigg (\ frac {14.08} {22.04} -1 \ bigg) = 1215.{\ text {o}} \ text {F}

  Установка пониженной мощности приводит к снижению температуры нихромовой проволоки до 1215,8 ° F. Змеевики печи при нормальном дневном свете будут казаться тускло-красными, по сравнению со светящимися вишнево-красными при максимальной настройке. Хотя температура ниже на сотни градусов, она все еще достаточно горячая, чтобы вызвать серьезные ожоги.

  Расчетные факторы нагревательного элемента

  ---

  Проектирование нагревательных элементов

  Нагревательные элементы кажутся очень простыми и понятными, но существует множество различных факторов, которые инженеры должны учитывать при их проектировании.Существует примерно 20-30 различных факторов, которые влияют на работу типичного нагревательного элемента, включая такие очевидные вещи, как напряжение и ток, длина и диаметр элемента, тип материала и рабочая температура. Есть также определенные факторы, которые необходимо учитывать для каждого типа элемента. Например, для спирального нагревательного элемента из круглой проволоки диаметр проволоки и форма витков (диаметр, длина, шаг, растяжение и т. Д.) Являются одними из факторов, которые критически влияют на характеристики.При использовании ленточного нагревательного элемента необходимо учитывать толщину и ширину ленты, площадь поверхности и вес.

  И это только часть истории, потому что нагревательный элемент не работает изолированно: вы должны учитывать, как он впишется в более крупный прибор и как он будет себя вести во время использования, когда его используют по-разному. Как, например, ваш элемент будет поддерживаться внутри устройства изоляторами? Насколько они должны быть большими и толстыми, и повлияет ли это на размер изготавливаемого вами прибора? Например, подумайте о различных типах нагревательных элементов, которые вам понадобятся в паяльнике, о размере ручки и большом конвекторе.Если между опорными изоляторами есть элемент, «задрапированный», что с ним произойдет, когда он станет более горячим? Не будет ли он слишком сильно провисать, и это вызовет проблемы? Вам нужно больше изоляторов, чтобы это предотвратить, или вам нужно изменить материал или размеры элемента? Если вы разрабатываете что-то вроде электрического камина с несколькими близко расположенными нагревательными элементами, что произойдет, когда они будут использоваться по отдельности или в комбинации? Если вы разрабатываете нагревательный элемент, через который проходит воздух, как в конвекторном обогревателе или фене, сможете ли вы создать достаточный воздушный поток, чтобы остановить перегрев элемента и значительно сократить срок его службы? Все эти факторы должны быть сбалансированы друг с другом, чтобы продукт был эффективным, экономичным, долговечным и безопасным.

  Конструкция нагревательного элемента

  Следующие расчеты дают руководство по выбору электрического резистивного проволочного нагревательного элемента для вашего приложения

  Расчет конструкции нагревательного элемента

  Вот введение в электрическое сопротивление ленточных и проволочных нагревательных элементов, расчет элемента сопротивление и таблица термостойкости.

  Для работы в качестве нагревательного элемента лента или проволока должны противостоять току электричества. Это сопротивление преобразует электрическую энергию в тепло, которое связано с удельным электрическим сопротивлением металла и определяется как сопротивление единицы длины единицы площади поперечного сечения.Линейное сопротивление отрезка ленты или провода можно рассчитать по его удельному электрическому сопротивлению.

  Где:

  • ρ = Удельное электрическое сопротивление (мкОм · см)
  • R = Сопротивление элемента при 20 ° C (Ом)
  • d = Диаметр проволоки (мм)
  • t = Толщина ленты (мм)
  • b = Лента ширина (мм)
  • l = длина ленты или провода (м)
  • a = площадь поперечного сечения ленты или провода (мм²)

  для круглой проволоки

  a = π x d² / 4

  Для ленты

  a = tx (b — t) + (0.786 x t²)

  R = (ρ xl / a) x 0,01

  В качестве нагревательного элемента лента имеет большую площадь поверхности и, следовательно, более эффективное тепловое излучение в предпочтительном направлении, что делает ее идеальной для многих промышленных предприятий. такие приложения, как ленточные нагреватели для литьевых форм.

  Важной характеристикой этих сплавов с электрическим сопротивлением является их устойчивость к нагреванию и коррозии, которая обусловлена ​​образованием поверхностных слоев оксида, которые замедляют дальнейшую реакцию с кислородом воздуха.При выборе рабочей температуры сплава необходимо учитывать материал и атмосферу, с которой он контактирует. Поскольку существует так много типов приложений, переменных в конструкции элемента и различных условий эксплуатации, следующие уравнения для конструкции элемента даны только в качестве руководства.

  Электрическое сопротивление при рабочей температуре

  За очень немногими исключениями сопротивление металла будет изменяться с температурой, что необходимо учитывать при проектировании элемента.Поскольку сопротивление элемента рассчитывается при рабочей температуре, необходимо определить сопротивление элемента при комнатной температуре. Чтобы получить сопротивление элементов при комнатной температуре, разделите сопротивление при рабочей температуре на коэффициент температурного сопротивления, указанный ниже:

  Где:

  • F = коэффициент температурного сопротивления
  • R _t = сопротивление элемента при рабочей температуре (Ом )
  • R = Сопротивление элемента при 20 ° C (Ом)

  R = R _t / F

  Нагрузка на площадь поверхности

  Можно разработать нагревательный элемент различных размеров, каждый из которых Теоретически даст желаемую мощность нагрузки или удельную мощность, рассеиваемую на единицу площади.Однако важно, чтобы нагрузка на поверхность нагревательного элемента не была слишком высокой, поскольку передача тепла посредством теплопроводности, конвекции или излучения от элемента может быть недостаточно быстрой, чтобы предотвратить его перегрев и преждевременный выход из строя.

  Предлагаемый диапазон поверхностной нагрузки для данного типа прибора и нагревательного элемента показан ниже, но он может быть ниже для нагревательного элемента, работающего с более частыми рабочими циклами, или при почти максимальной рабочей температуре, или в суровых условиях.

  вот.

  Fire Pencil 6,0 — 9,5 Круглый элемент 901
  • В = Напряжение (В)
  • Вт = Мощность (Ватт)
  • S = Нагрузка на площадь поверхности (Вт / см²)
  • R _t = Сопротивление элемента при рабочей температуре (Ом)
  • R = Сопротивление элемента при 20 ° C (Ом)
  • F = Температурный коэффициент сопротивления
  • I = Длина провода (м)
  • A = Сопротивление на метр (Ом / м)

  Вот как выполняются расчетные расчеты:

  1.Рассчитайте необходимый диаметр и длину проволоки, работая при максимальной температуре C ° C, полное сопротивление элемента при рабочей температуре (R _t ) будет:

  R _t = V² / W

  2. Используя специальный провод из сплава нагревательного элемента, найдите коэффициент температурного сопротивления при рабочей температуре C ° C как F, таким образом, общее сопротивление элемента при 20 ° C (R) будет:

  R _t = R _t / Ф

  3.Зная размеры нагревательного элемента, можно оценить длину намотанного на него провода. Таким образом, сопротивление, необходимое на метр провода, будет:

  A = R / L

  4. Найдите провод нагревательного элемента стандартного диаметра провода, сопротивление которого на метр ближе всего к A.

  5. Чтобы проверить фактическую длину провода (L):

  L = R / A

  Изменение длины провода нагревательного элемента может означать добавление или вычитание шага провода для достижения требуемого общего сопротивления.

  6. Чтобы проверить нагрузку на площадь поверхности (S):

  S = W / (lxdx 31,416)

  Эта нагрузка на площадь должна находиться в пределах диапазона, указанного в таблице выше для типа нагревательного элемента, с учетом того, что более высокая value дает более горячий элемент. Нагрузка на площадь поверхности может быть выше или ниже, если считается, что теплопередача лучше или хуже, или в зависимости от важности срока службы нагревательных элементов.

  Если расчетная нагрузка на площадь слишком велика или мала, вам следует произвести пересчет, изменив одно или несколько из следующего:

  Спиральные или спиральные элементы

  Проволочные нагревательные элементы, сформированные в виде змеевика, позволяют разместить провод подходящей длины в относительно небольшом пространстве, а также поглощают эффекты теплового расширения.При формировании катушки необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить проволоку за счет надрезов или истирания. Также важна чистота нагревательного элемента. Максимальные и минимальные рекомендуемые отношения диаметра внутренней катушки к диаметру проволоки составляют 6: 1 и 3: 1. Длину катушки с закрытой намоткой можно найти с помощью уравнения, приведенного ниже.

  Где:

  • d = Диаметр проволоки (мм)
  • D = Внутренний диаметр катушки (мм)
  • L = Длина проволоки (м)
  • X = Длина катушки с закрытой намоткой (мм)

  X = L xdx 1000 / π x (D + d)

  Когда эта катушка с закрытой намоткой растягивается, растяжение должно быть примерно 3: 1, так как более тесная намотка приведет к более горячим виткам.

  Помимо случайного повреждения, срок службы нагревательного элемента может быть сокращен из-за локальных перегораний (горячих точек). Это может быть вызвано изменением поперечного сечения провода (например, зазубринами, растяжением, перегибами) или экранированием области, где нагревательный элемент не может свободно рассеивать тепло, или плохими точками опоры или заделками.

  Конструирование ленточного элемента

  Метод конструирования ленточного нагревательного элемента аналогичен методу, который использовался при проектировании нагревательного элемента с круглой проволокой.

  Где:

  • b = Ширина ленты (мм)
  • t = Толщина ленты (мм)

  Вот как выполняются расчетные расчеты для ленточного нагревательного элемента:

  1. Для расчета размера ленты и длина, необходимая для конкретного нагревательного элемента в нагревателе, работающего при максимальной температуре C ° C, полное сопротивление элемента при рабочей температуре (Rt) будет:

  R _t = V² / W

  2 .Используя специальный провод из сплава нагревательного элемента, найдите коэффициент температурного сопротивления при рабочей температуре C ° C как F, таким образом, общее сопротивление элемента при 20 ° C (R) будет:

  R _t = R _t / F

  3. Зная размеры нагревателя, можно оценить длину ленты, которая может быть намотана на него. Таким образом, сопротивление, необходимое на метр ленты, будет:

  A = R / L

  4. Найдите ленту нагревательного элемента стандартного размера b мм xt мм, имеющую стандартное сопротивление на метр запаса размера, близкое к до А Ом / м.

  5. Проверка фактической длины ленты (L)

  L = R / A

  Изменение длины ленты может означать изменение шага ленты для достижения требуемого общего сопротивления.

  6. Чтобы проверить нагрузку на площадь поверхности (S):

  S = W / 20 x (b + t) x L

  Если расчетная нагрузка на площадь слишком высока или низка, как указано в таблице выше, Вам следует пересчитать, изменив одно или несколько из следующих:

  — Длина и размер ленты

  Практические соображения по проектированию

  В этой статье обсуждаются общие вопросы, касающиеся использования, ухода и технического обслуживания, связанных с продлением срока службы электрических устройств. обогреватели и печи.Сложность вопросов, связанных с нагревателями резистивного типа, указывает на необходимость универсального руководства в качестве отправной точки.

  • Рекомендации по электрическим выводам
  • Выводы нагревательного элемента и силовые соединения
  • Типы выводов
    • Выводы с одним проводом
    • Выводы для витой пары
    • Выводы для стержней
    • Выводы для контактных площадок или стержней
  • Радиус изгиба
  • Хрупкость
  • Защита от свинца
  • Ремонт
  • Обращение, хранение, факторы окружающей среды
  • Вибрация
  • Загрузка
  • Процедура сушки
    • Встроенные элементы
    • Огнеупорные материалы
  • Велоспорт

  Рекомендации по электропроводке

  Это не просто необходимо учитывать тип нагревателя с электронагревательным элементом, а также требования к размещению и мощности, но также необходимо учитывать различные типы используемых электрических выводов и методы, с помощью которых они выводятся и заканчиваются в обогреваемой области.Некоторые соображения при выборе выводов перечислены ниже:

  • Температура области вывода
  • Гибкость
  • Относительная стоимость
  • Загрязнения в области вывода
  • Требуется стойкость к истиранию
  • Удобство управления

  Выводы нагревательного элемента и силовые соединения

  Определенные нормы, которые необходимо соблюдать в отношении электрических подключений к электронагревательным элементам в нагревателях, перечислены ниже:

  • Сетевое напряжение должно соответствовать номинальному напряжению нагревателя.
  • Электропроводка нагревателя должна выполняться в соответствии с национальными и местными электротехническими нормами.
  • Всегда соблюдать полярность. Соседние выводы всегда должны быть подключены с одинаковой полярностью. Несоблюдение полярности может привести к преждевременному отказу нагревателя.

  Типы выводов

  Выводы элементов для подключения электронагревателей доступны в большом количестве стилей, но обычно их можно сгруппировать в определенные категории, которые включают следующее:

  • Однопроводниковый
  • Витая пара
  • Стержень
  • Прокладка или стержень

  Однопроводные выводы

  Однопроводниковая концепция является наиболее распространенной и в основном является стандартной формой поставки керамических и вакуумных волоконных нагревательных элементов.

  Выводы витой пары

  Витая пара обозначает вывод, в котором проводник элемента загнут на себя, а затем скручен определенным образом. По возможности рекомендуется такая конфигурация отведений.

  Выводы штанги

  Выводы штанги включают крепление более тяжелого провода к фактическому элементу. Обычно к проводнику нагревательного элемента приваривают стержень.

  Прокладка или стержень

  Прокладка или стержень аналогичны по своей природе концепции стержня только в том, что используется либо плоский стержень, либо, если в элементе используется «полоса» вместо проволоки, полоса часто загибается на себя один раз. или два раза для увеличения площади поперечного сечения.Этот тип свинца используется с пакетами нагревательных элементов на основе волокна.

  Радиус изгиба

  Должна быть предусмотрена возможность изгиба подводящего провода от нагревательных элементов в соответствии с требованиями заказчика. Минимальный радиус изгиба проволоки должен быть в четыре-восемь раз больше диаметра проволоки. Это правило применяется как к сплавам железо-хром-алюминий, так и к никель-хромовым сплавам. В очень холодных условиях сплавы железо-хром-алюминий могут сломаться или потрескаться при изгибе.

  Хрупкость

  Традиционные железо-хром-алюминиевые материалы становятся хрупкими при достижении температуры 950 ° C, и это происходит немедленно.Сплавы на основе металлических порошков также становятся хрупкими при нагревании, хотя это происходит более постепенно и зависит от температуры и времени. Важно охладить эти сплавы до цветовой температуры выше 500 ° F, чтобы их можно было перемещать без каких-либо механических повреждений. Они также хрупкие при низких температурах, поэтому, если с ними нужно работать, лучше иметь температуру около 70 ° F или выше. Также важно отметить, что при сварке этих сплавов близлежащие участки становятся хрупкими, поэтому с ними нужно обращаться осторожно.

  Концевые заделки

  Правильные заделки имеют решающее значение для успешного применения нагревательного элемента, и если их не выполнить надлежащим образом, это существенно повлияет на срок службы элемента. Важно убедиться, что основная часть выводного провода элемента находится в тесном физическом контакте с фактическим заделкой.

  Защита выводов

  Часто желательно обеспечить защитное покрытие поверх выводов элемента. Это может потребоваться по электрическим или механическим причинам.Выбор защитного экрана для проводов должен производиться с особой тщательностью. Как правило, следует избегать использования самоклеящихся лент, поскольку даже в высокотемпературных марках используется мастика / клей на органической основе, которые могут распадаться на вещества на основе углерода. Они могут вступить в реакцию с проволокой, вызывая охрупчивание, коррозию и просачивание углерода. Необходимо внимательно изучить степень изоляции. При обращении с материалами на основе огнеупорного волокна следует носить разрешенный респиратор, особенно если нагреватель долгое время находился при высокой температуре и подлежит замене.

  Полезные методы и предложения

  Некоторые полезные практики при обращении с нагревательными элементами печи перечислены ниже:

  • Оборудование необходимо поддерживать в чистоте, особенно вокруг клемм, корпуса электропроводки и самого нагревателя, используя программу регулярного технического обслуживания.

    Добавить комментарий Отменить ответ

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Комментарий *

    Имя *

    Email *

    Сайт

  Устройство	Тип элемента	Рекомендуемая нагрузка на поверхность Диапазон (Вт / см²)
  Огонь	Спиральный элемент на открытом воздухе	4,5 — 6,0
  Штанга
  Ленточный нагреватель	Элемент с слюдяной обмоткой	4,0 — 5,5
  Тостер	Элемент с слюдяной обмоткой	3.0 — 4,0
  Конвектор	Спиральный элемент	3,5 — 4,5
  Накопительный нагреватель	Спиральный элемент	1,5 — 2,5
  Нагреватель вентилятора		Нагреватель вентилятора			Элемент печи	Трубчатый Элемент в оболочке	8,0 — 12,0
  Элемент решетки	15.0 — 20,0
  Электроплита	17,0 — 22,0
  Водяной нагреватель	25,0 — 35,0
  Элемент чайника	35,0 — 50,0