Как соединить нихромовую спираль
Если вам для какой-то цели потребовалось соединить нихромовую спираль, то есть превратить две отдельные части относительно тонкой нихромовой проволоки в одну цельную спираль, то лучше всего применить для этого сварку. А как же скрутка!? – может кто-то возразить. А скрутка здесь нецелесообразна и вообще непригодна, ибо если вы собираетесь использовать отремонтированную спираль по назначению, это значит, что она будет разогревается, может быть даже до красна, и скорее всего на воздухе, что однозначно приведет к окислению места контакта двух кусков нихрома, и со временем именно из-за образования окислов данный контакт и станет все сильнее ухудшаться, нарушая проводимость всей спирали.
Есть, конечно, улучшенная вариация простого метода — обжать место соединения спиралей латунной гильзой, однако сварка все равно даст многократно более надежный результат, ибо даже внутри латунной гильзы, как и внутри скрутки, контакта на атомарном уровне между спиралями, а также между нихромом и латунью добиться вам не удастся.
При высоких рабочих температурах, характерных для нихромовых спиралей, необходим самый плотный, максимально полный контакт — контакт на атомарном уровне, словно это вовсе не две объединенные спирали, а одна как есть цельная деталь. Поэтому, чтобы соединить нихромовую спираль из частей, необходимо в любом случае прибегнуть к помощи старого проверенного метода — к сварке.
Сварку нихрома осуществить не так уж сложно, как может сперва показаться неискушенному домашнему мастеру. Рассмотрим первый вариант сварки — с помощью газовой турбо-зажигалки и тонкой медной проволочки. Если у вас есть газовая турбо-зажигалка (пламя которой – как из сопла реактивного двигателя), то процесс сварки спирали займет не более двух минут. Сложите внахлест два конца нихрома, которые хотите сварить, чтобы длина нахлеста стала бы затем длиной вашего сварного соединения. Нахлеста в 5 мм будет вполне достаточно.
Теперь возьмите медную проволочку диаметром около 0,1 мм и длиной примерно 20-30 см. Это может быть жилка из медного многопроволочного кабеля или даже эмальпровод, который необходимо предварительно освободить от изоляции. Плотно обмотайте сложенные внахлест концы нихрома медной проволокой виток к витку в несколько слоев, чтобы получилась своеобразная муфта из тонкой медной проволоки, которая теперь плотно удерживает вместе эти две части нихрома.
Включите зажигалку, и внесите в верхнюю половину ее пламени подготовленное место соединения, буквально на 5 секунд. Повторите это действие еще один раз. В итоге у вас получится очень прочное и надежное соединение спирали буквально на атомарном уровне.
Второй вариант сварки нихрома — слаботочная электросварка угольным электродом в домашних условиях. Угольный электрод можно достать из ненужной солевой батарейки. Здесь вам потребуется источник постоянного напряжения от 12 до 24 вольт с допустимым током нагрузки до 10 ампер, а также дроссель от лампы дневного света. Минусовую клемму источника питания необходимо присоединить к скрутке двух концов соединяемых нихромовых спиралей, которую будете сваривать.
Присоединение удобно сделать при помощи зажима-крокодила. К плюсовой клемме источника присоединяется дроссель от лампы дневного света (можно попробовать 2 дросселя параллельно), второй конец которого необходимо соединить с угольным электродом из стержня от батарейки. Должна получиться такая цепь: плюс источника питания — дроссель — электрод — дуга – место соединения спиралей — минус источника питания.
Дроссель поможет вам не только легко зажечь дугу низкого напряжения кратковременным касанием электродом места соединения спиралей, но и ограничит ток сварки, не допуская короткого замыкания. Температуры дуги будет достаточно для того, чтобы расплавить нихром. Берегите глаза, дуга будет яркой. Соединение получится качественным, на атомарном уровне.
Методы соединения нихромовой спирали. Как сварить нихром. Как спаять нихром. Как проверить сопротивление нихрома в электрической спирали
Ремонт нихромовой спирали, сварка, спайка нихрома, сопротивление нихрома
Нагревательные элементы, изготовленные из высокоомных сплавов на основе хрома и никеля, применяются во всех современных бытовых устройствах, предназначенных для преобразования электричества в тепло. Спирали, или ленты из нихрома отличаются высокой сопротивляемостью к окислению благодаря образованию оксидных плёнок. По этой причине надежная пайка нихромовых нагревателей при отсутствии специального оборудования (вакуумные камеры, газовые среды) должна проводиться после обработки соединяемых поверхностей флюсами, в состав которых входят кислоты, способные разрушать защитный слой окислов. Нихромовые спирали служат дольше аналогов из фехральных сплавов, однако и они подвергаются разрушению при длительной эксплуатации. Вероятность возникновения пережиганий и обрывов увеличивается на таких участках проводника, где имеются механические повреждения, зазубрины, перегибы, или перехлёсты с поверхностью соседних нагревательных элементов. Ремонт повреждённой спирали из нихрома возможно провести в домашних условиях. При соблюдении несложных технологий эксплуатационные характеристики электрооборудования будут полностью восстановлены.
Ремонт нихромовой спирали
Существуют 3 способа восстановления целостности нихромного проводника:
·Механический – скрутки, муфты, резьбовые зажимы при помощи шайб, винтов и гаек.
Последний способ – наиболее надёжен в плане прочности и долговечности. Сварные соединения не влияют в существенной мере на параметры электрических цепей, поэтому технические характеристики приборов остаются в прежних нормах. Соединения в виде скруток, муфт и зажимов создают условия для скапливания продуктов окисления, влияют на общее показатели сопротивления цепи, а также могут создавать участки повышенного нагрева, что усиливает риск повторных обрывов и выхода электрооборудования из строя.
Как сварить нихром?
На производстве для надёжной сварки проволоки, или ленты из нихрома применяется аргонодуговой метод. Однако проволоку небольшого диаметра, которая используется в качестве нагревательных спиралей в бытовых приборах, можно сварить при помощи самодельной сварочной системы в домашних условиях. Для этого потребуется источник питания 12-24 V с силой тока 10 ампер и выше. В качестве электрода можно взять графитовый стержень соляной батарейки. Соединяемые концы нагревательной спирали скручиваются. Минусовой провод от источника питания присоединяется к нихромовой проволоке. К плюсовому проводу через дроссель лампы дневного света присоединяется графитовый стержень. При прикосновении графита к участку сварки возникает дуга низкого напряжения, энергии которой будет достаточно, чтобы расплавить нихром.
Как спаять нихром?
Спаять нихромовую спираль можно следующими способами:
Нагрев обмотки в виде тонкой медной проволоки.
Использование ляписа (азотистого серебра).
Применение специальных припоев и кислотосодержащих флюсов.
Первый способ – наиболее простой и доступный, но он подходит только для соединения проводников высокого сопротивления с толщиной не более 0,5 мм. Медную проволоку для обмотки лучше всего брать с толщиной 0,1 мм. Нагрев производится с помощью газовой горелки, но также можно использовать обычную зажигалку с турбонаддувом. Медная проволока нагревается докрасна и прилипает к нихрому, создавая электрический контакт на атомарном уровне. Метод пайки при помощи ляписа применяется для усиления контакта механической скрутки, если рабочая температура нагревательного элемента в приборе не будет превышать 200 °C (граница сплавления нитрат серебра). Вещество наносится на скрутку при её разогреве током. Наиболее надежные результаты даёт метод пайки с помощью специальных припоев и флюсов. Оксидная пленка, которая образуется на поверхности хромоникелевых спиралей, – основное препятствие для выполнения качественного лужения. В условиях промышленного производства для решения этой проблемы целесообразно применять вакуумные камеры, или нейтральные газовые среды. В домашних условиях используются кислотосодержащие флюсы:
Смесь вазелина, глицерина и хлористого цинка.
Флюсы фабричного изготовления, типа Ф-38Н ПЭТ.
Соединяемые поверхности очищаются от оксидной пленки, обезжириваются и покрываются флюсами при помощи паяльника. После этого производится предварительное лужение и пайка с помощью припоев ПОС 40/50/61.
Как соединить перегоревшую нихромовую спираль?
Способ ремонта перегоревшей нихромовой спирали выбирается в зависимости от толщины проволоки, а также от характеристик прибора, в котором используется вышедший из строя нагревательный элемент. Если рабочая температура превышает 150-200 °C, – следует применять сварку. Механические соединения в виде скруток, муфт и зажимов дадут только временный результат, а спайка с помощью тонкой медной проволоки и газовой горелки будет надежным решением для маломощных электронагревателей, в которых работают спирали из тонкой проволоки. Пайка с помощью припоев создает отличный контакт, но быстро разрушается, если нагрев превышает 300 °C.
Как произвести спайку, сварку нихрома в домашних условиях?
При отсутствии специального оборудования надёжный ремонт спирали нихрома лучше всего проводить с помощью метода контактной сварки с низковольтной дугой, созданной графитовым электродом. Для этого нужен специальный источник питания, но если его под рукой нет, то можно воспользоваться способом пайки при помощи тонкой медной проволоки. Соединение получается прочным и относительно долговечным, а если произойдёт повторное выгорание, то разрыв можно без труда восстановить этим способом за несколько минут. Чтобы провести качественную пайку, концы проволоки нужно зачистить, погрузить в порошок лимонной кислоты и нагреть паяльником. Вещество расплавится и покроет поверхность металла тонким слоем. Оксидная пленка будет разрушена. Перед лужением соединяемые концы можно дополнительно обработать канифолью.
Как проверить сопротивление нихрома?
Электрическое сопротивление нихромовой проволоки легко измеряется при помощи бытовых мультиметров. Операция проводится в целях расчет удельного сопротивления. Один контакт закрепляется на конце проводника. Второй контакт присоединяется на различном удалении от места создания первого контакта. Полученные показания заносятся в таблицу. Зависимость роста сопротивления от длины носит линейный характер. Для получения данных об удельном сопротивлении проволоки длиной 1 м нужно провести измерение этой характеристики у проводника соответствующих размеров, либо вывести этот параметр расчетным путем, если проволока имеет недостаточный размер. Перед снятием показаний прибор калибруется, либо измеряется собственное сопротивление проводов прибора в целях определения поправки, на величину которой следует уменьшить данные, полученные при измерении сопротивления нихрома.
Как рассчитать сопротивление нихромовой спирали?
Расчёт сопротивления спирали из хромоникелевого сплава выполняется с помощью следующих методов:
- Измерение с помощью приборов.
- Табличный способ.
Если у вас имеется готовая спираль, то вычислить её сопротивление с помощью прибора не составит труда. Однако если требуется выполнить предварительный расчёт параметров спирали перед её изготовлением, то применяется табличный способ. Таблицы удельного сопротивления различных сплавов из никеля и хрома можно найти в интернете, или в специальной литературе. В таблицах приводятся данные для каждого сплава как для проволоки, так и для лент. Данные по проволочным проводникам приводятся с учётом диаметра (от 0,1 мм). Показатели у лент приводятся с учётом площадей сечения. Чтобы рассчитать сопротивление спирали, нужно умножить общую длину проволоки на удельное сопротивление 1 м проводника с соответствующим сечением. Если информация о марке сплава отсутствует, удельное сопротивление вычисляется экспериментальным путем при помощи приборов.
Производственная фирма ПАРТАЛ изготавливает спирали с заданными заранее характеристиками из различных марок нихромовых сплавов. Качественно и быстро мы произведем изделие из проволоки нужной толщины, с определенным количеством и диаметром витков, а также с конкретными характеристиками сопротивления, мощности, энерговыделения и энергопотребления!
Как соединить нихромовую проволоку в тостере Bodum 10709-57
На этот раз попал в руки тостер Bodum 10709-57, который стал жертвой шаловливых детских ручек. На первый взгляд вроде ничего серьёзного, просто ребёнок загрузил в тостер кучу пластилина вместо ломтиков хлеба. Тостер всё это частично растопил и отключился, но механизм подъёма ломтиков заклинило в среднем положении из-за застывшего пластилина. Поэтому тостер больше нельзя было включить, так как он включается только в нижнем положении, возможно это спасло его от более серьёзных поломок.
Но как оказалось, пластилин был не единственной проблемой. В глубине, на боковой стенке хорошо была видна повреждённая пластина из слюды и загнута нихромовая проволока на нагревательном элементе. То ли его пытались чистить каким то предметом. То ли с силой нажимали вниз на клавишу опускания ломтиков, но прилипший пластилин потянул за собой нить накала и та в свою очередь разорвала изолятор. Как потом выяснилось, ребёнок пытался ещё и карандаши испечь, возможно им и был разрушен нагревательный элемент.
Те самые ломтики пластилина.
Переворачиваем тостер и откручиваем по всему периметру все саморезы. Но это не так просто оказалось сделать, перебрал кучу бит, звёздочек и шестигранников, но не один не подошёл. Всё из-за того что производители завернули саморезы со звёздочкой, но эта звёздочка ещё и по серёдке имеет штырь. То есть бита должна быть с отверстием в торце. Даём другое имя (нецензурное) всем сборщикам этой печки, можно про себя, но лучше вслух и начинаем искать выход из положения 🙂
Но задачка решилась довольно просто, эти супер-пупер секретные винты, элементарно вывернулись обычной плоской отвёрткой. Кстати очень часто плоские отвёртки разных размеров, помогают открутить всякие хитрожопые буржуйские винты и саморезы.
Один саморезик прячется под лотком для крошек.
Думал что саморезы это единственная проблема, но я ошибался. Эти сборщики посадили клавишу загрузки на клей, который чем то похож на наш Момент для резины. А без снятия клавиши, нельзя извлечь внутренности тостера из корпуса. Пробовал грубой силой стянуть её с железки, но это не помогло. Тогда опять пошёл на хитрость, просто нагрел железный штырь газовой горелкой сквозь щель этого ползунка. После чего, клавиша снялась без особых усилий. Если горелки нет, то можно турбозажигалкой, с обычной будет сложнее ибо огонь тяжело направлять. Ну и не забываем прикрыть декоративный чёрный пластик двумя кусками жестянки, чтобы он не оплавился.
Собственно тостер в разборе.
Снимаем жестяные экраны, образующие собой корпус нагревательного элемента. Для этого достаточно разогнуть лепестки отмеченные на фото внизу. Верхние три удерживают пластину изолятора из слюды.
Здесь видно что нагревательный элемент всё ещё держится на жестянке, так как я в начале не стал разгибать верхние три лепестка. Но лучше разогнуть их сразу и полностью снять экран. Так как нагревательный элемент очень хрупкий и при снятии его вместе с экраном, можно поломать его нижние ножки, которые вставляются в щели в полу.
Теперь хорошо видно всё пластилиновое счастье, которое к нам привалило. Решётки не стал снимать, так как их крепление показалось для меня очень хитрым. Вычистил всё это добро сквозь неё.
Повреждённый нагревательный элемент с петлёй. Оказалось что нить не просто вытянута, она ещё и замкнута на средний вывод элемента, к тому же она прогорела от замыкания.
Здесь я уже разогнул те самые, три верхних лепестка.
Полностью снятая жестянка.
Вид с противоположной стороны на приклёпанный к слюдяной пластине средний вывод.
Разобрал точно так же с другой стороны, чтобы вычистить второй отсек для пирожков.
Перегоревшую нить сначала думал просто скрутить с помощь винта с гайкой. Но из-за тесноты, этот винт сильно приблизился к решётке, поэтому от винта отказался. А то был бы шанс при запихивании в тостер толстого куска хлеба, получить ещё одно короткое замыкание.
Решил надеть на нихромовую проволоку медную гильзу и обжать её. Подходящего диаметра трубочку не нашёл, всё что находил, было очень толстым или большим. Но нашёл кусок листовой меди, толщиной 1 мм, из которой вырезал и согнул вот такую скобу.
Надел её на нить накала и обжал сначала пассатижами, затем сделал контрольные прижимы уже бокорезами.
Просверлил четыре отверстия в слюде и притянул эту гильзу к ней с помощью медной проволоки.
После того как всё вычистил, собрал корпус нагревательного элемента, чтобы сделать пробное включение. Как ни странно, но всё заработало и это при том что было вроде как короткое замыкание. Открутил плату управления с корпуса, помыл корпус, после чего собрал тостер окончательно.
После сборки, включаем его на пять минут в холостую, чтобы хорошенько обгорели все пластилиновые остатки и прочие инородные невкусности.
Не знаю на сколько этот способ соединения нихромовой проволоки правилен. Возможно медь обгорит и разрушится со временем, как обычно обгорает жало у паяльника. Но надеюсь это произойдёт не скоро, так как тостером пользуемся очень редко. Но если что и перегорит снова, то обязательно напишу здесь об этом.
Написать сообщение автору
Автор: Nikolay Golovin – – – – – – – –
07.03.2014
Сообщества › Сделай Сам › Блог › Чем спаять(соеденить) спираль плиты?
Доброго времени суток. Прогорела спираль, чем спаять? Благодарю.
Смотрите также
Комментарии 92
проволоку нихром туда запилить, только сопротивление нужно будет подгонять)
Всю жизнь скрутил пальцами и будь здоров!
Читаю, видимо многие ещё и не разбирали эти комфорки, натяни скрути, свари. там Шинка плоская.
на prom.ua вариантов спиралей для стаклокерамики очень много. Я так понял, что тьі не можеш найти именно для конкретной, твоей, печки? Смотри вариант, что бьі подошел по мощности и по размеру твоей комфорки.
Там она двойная, можно регулировать с большим гругом включить или только маленький
большой и маленький круг — єто одна спираль? Спираль в комплексе? Маленькую без большой поменять нельзя?
большой и маленький круг — єто одна спираль? Спираль в комплексе? Маленькую без большой поменять нельзя?
большой и маленький круг — єто одна спираль? Спираль в комплексе? Маленькую без большой поменять нельзя?
ще вопрос. Как назьівается варочная панель?
кусочек трубки и зажать
Медным одножильным проводом соединить, зажав концы.
Спасибо всем за советы. А можно другую спираль поставить? Чем можно заменить? Такую же не могу найти…
Намотай ее из нихрома
Даааа, уходят последние поколения умельцев. С момента появления электроплиток с открытой спиралью, ремонт ее при перегорании заключался в банальном схлестывании концов. Проделывается это в течение нескольких секунд с помощью простой отвертки. Вставляется она между витками спирали, отступив 3-4 витка от края. И аккуратно натягивается так, чтобы перехлестнулись крайние пару витков с парой витков с другого конца. Все. При первом же включении, витки слипнутся между собой, а натяг спирали обеспечит нормальный контакт. А любые попытки вытащить бу спираль из плиты, чреваты множественными переломами ее в других местах.Таких ремонтов можно проводить несколько, пока сопротивление оставшейся спирали не станет слишком маленьким и она будет сразу перегорать. Но можно взять небольшой кусок подобной спирали и аналогично “добавить” в перегоревшую.
и надолго такой “ремонт”?
до следующего перегорания))). Но не в этом месте.
обжимкой из латуни
Элементарно сваривается.Скрутить концы спирали и обмотать медной тонкой проволкой.Потом обычный уголек из батарейки и трасформатор, -один провод от него на спираль второй на уголек и просто как дуговой зл.сваркой пройтись по этому “узелку” Все оплавится.получится шарик в котором все будет надежно спаяно. Кто постарше видел в советских утюгах на терморегуляторе такую сварку, где все сплавлено в мет. шарик.
В топку. Поставь себе индукционную, комфорки 2 хватит за глаза. Зато ничего гореть не будет, и готовить одно удовольствие
Видимо бесполезная, цена одной комфорки тыс. 5 . соединял на болт с большими шайбами для отвода тепла, бесполезно. Там все тесно, не подтянуть, как сварить не представляю. Тоже, с удовольствием услышал бы толковое решение.
Ищи ленту новую. Ни чего не сделать. В месте сварки на границе нихрома(или из чего там лента) и припоя будет перепад температуры. Сгорит при первом включении. Раньше соедининяли с помощью болта с гайкой. Но тут места нет.
А можно другую спираль поставить? Такую не могу найти в интернете…
Можно. Замерь сопротивление на участке и подбирай новую с аналогичным.
Наверно только под замену спираль. А так хз даже.
Применение и расчёт электрической спирали из нихрома
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 0 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=(Rπd 2 )/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)).
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.
Как сделать нагревательный элемент из нихромовой проволоки
Самая частая причина выхода из строя электрического паяльника это перегоревшая спираль нагревательного элемента. Даже если есть в наличии нихромовая проволока подходящего диаметра и длины, намотать новую спираль практически может, не получится (для паяльника, рассчитанного на напряжение 220 вольт точно), уж больно близко должны располагаться витки спирали друг к другу чтобы поместилось необходимое количество. Такая намотка под силу только специальному оборудованию. Не беру в расчёт отдельных энтузиастов, которым это удалось. Что же касается паяльников рассчитанных на напряжение 110 вольт и ниже (например в паяльных станциях), то тут уже всё более реально. Необходимое сопротивление нагревательного элемента (нихрома) гораздо ниже и соответственно длина проволоки, которую надо намотать должным образом, значительно меньше. Но есть ещё изолирующий диэлектрик под названием слюда, которая по своей сути «недотрога» — крошится и рассыпается даже при самом нежном с ней обращении. Короче ремонтом паяльников больше заниматься не собирался и вдруг нахожу информацию, что слюду может прекрасно заменить тандем, состоящий из самого обычного талька и конторского клея, которые образуют защитное покрытие сродни керамическому. Попробовал – получилось.
Для изготовления миниатюрного нагревательного элемента необходимо: нихром диаметром до 0,1 мм, тонкая (чуть толще нихрома) не упругая стальная проволока, асбестовая нить и самая тонкая швейная игла, вставленная в разметочный предмет чертёжного набора под названием «готовальня». Первое действие это прочное и компактное соединение концов нихромовой и стальной проволок методом скрутки.
Теперь нужно собрать представленную схему. Она поможет определиться с длиной нихромовой проволоки, из которой следует намотать нагревательную спираль.
Когда всё подключено, плавно увеличиваем напряжение, смотрим на показания вольтметра блока питания и амперметра. В данном случае при напряжении в 11 вольт токопотребление составило практически 0,5 А. Перемножив эти показатели, получаем ориентировочную мощность будущего нагревательного элемента – 5,5 Вт. Спираль ещё не разогрелась до красна (на полную мощность) и не надо её жечь, уже и так ясно, что можно будет по готовности нагревательного элемента подавать на него и 12 и даже 13 вольт. Так что желаемая мощность в 8 Вт будет легко достигнута. Напоследок замеряется сопротивление участка нихромовой проволоки, на которую подавалось напряжение – для сопоставимого контроля длины при намотке спирали.
Для начала процесса намотки стальная проволочка продевается в тоже «ушко», что и иголка, на которую насажена асбестовая нить призванная выполнить роль оправки для намотки спирали и одновременно основания будущего нагревательного элемента. Важно – перед началом намотки место соединения нихрома и стальной проволочки должно находиться, по крайней мере, в нескольких миллиметрах (2 – 3 мм) от края асбестовой нити в сторону её середины (на верхнем фото сбилось, перед намоткой поправлял). Намотать лучше немного больше, когда игла будет вытащена отмотать лишнее можно легко – домотать, не получится. Снятую с иглы спираль на асбестовой нити измеряют на предмет определения сопротивления и подгоняют под необходимое.
Далее потребуется тальк и конторский (силикатный) клей. Предстоит самое неконкретное действие, ибо способ нанесения защитного слоя (полного диэлектрика в будущем, после высыхания) может в принципе быть разным. Предлагаю посмотреть видео с тем, который показался наиболее прогрессивным по всем показателям. И в первую очередь по расходу талька.
Видео
Это первый этап покрытия, второй после 10 минутного подсыхания. Можно в принципе и не делать, всё решает визуальный контроль при помощи увеличительного стекла. Витки нихрома не должно быть видно.
Почти готовый нагревательный элемент (осталась просушка), длина 15 мм, диаметр 2 мм. Оптимальное напряжение питания 12 В, мощность 8 Вт. Просушка – на горячую батарею отопления, на следующий день подключил к БП подал напряжение достаточное для нагрева до 50 градусов (контроль мультиметром в режиме измерения температуры) – дал остыть и разогрел до 100 градусов, потом ещё до 150. Можно ставить по месту, эксплуатационные испытания на следующий день.
Вывод
На этом заканчивать не собираюсь, метод весьма перспективный и многообещающий, в ближайших планах изготовление более крупного керамического нагревательного элемента. Изюминка метода в том, что спираль, лишённая контакта с кислородом воздуха более выносливая и соответственно долговечная. Автор материала — Babay iz Barnaula.
В некоторых бытовых нагревательных приборах до сих пор используется нихромовая проволока. Она обладает высокой жаростойкостью, характерной для сплава никеля и хрома. У этого материала отмечается хорошая пластичность, высокое удельное электрическое сопротивление и низкий температурный коэффициент сопротивления. Поэтому, когда выполняется расчет нихромовой проволоки для нагревателя, данные параметры должны обязательно учитываться. В противном случае результаты вычислений будут неточными и не дадут желаемого результата.
Использование калькулятора-онлайн в расчетах
Быстрые расчеты могут быть выполнены с помощью онлайн-калькулятора. С его помощью можно вычислить и приблизительно установить нужную длину нихромовой проволоки. Как правило, рассматриваются марки, получившие наиболее широкое распространение в нагревательных приборах – Х20Н80, Х20Н80-Н, Х15Н60.
Для выполнения расчетов необходимы обязательные исходные данные. Прежде всего, это величина мощности нагревателя, которую планируется получить, диаметр нихромовой проволоки и значение питающего напряжения сети.
Вычисления проводятся следующим образом. В первую очередь нужно установить силу тока в соответствии с заданными параметрами, по формуле: I = P/U. После этого рассчитывается сопротивление на весь нагревательный элемент. Далее понадобится удельное электрическое сопротивление, для конкретной марки нихромовой проволоки. Эта величина будет нужна для того, чтобы установить наиболее оптимальную длину нагревательного элемента уже по другой формуле: l = SR/ρ. Правильный выбор длины приведет сопротивление нагревателя R к нужному значению.
После выполнения расчетов, полученные данные рекомендуется проконтролировать с помощью таблицы и убедиться, что расчетный ток соответствует допустимому значению. В случае превышения расчетным током допустимых пределов, следует выполнить повторные вычисления, увеличив диаметр нихромовой проволоки или уменьшив мощность самого нагревательного элемента. Необходимо учитывать тот фактор, что все приведенные в таблицах параметры рассчитаны для нагревателей, находящихся в горизонтальном положении и функционирующих в воздушной среде.
Если же нихромовую спираль планируется использовать помещенной в жидкость, значение допустимого тока следует умножить на коэффициент 1,1-1,5. При закрытом расположении спирали допустимый ток, наоборот, нужно уменьшить в 1,2-1,5 раза.
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.
- 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.
Теперь определим нужную нам длину. Она зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки.
Можно сделать расчет, исходя из удельного сопротивления нихрома: L=(Rπd 2 )/4ρ.
- 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.
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.
Загрузка...