Закон ома для участка цепи. сопротивление проводника

Пайка нихрома

Как же качественно припаять нихромовую проволоку, ведь этот сплав очень тугоплавкий и не создаёт прочного соединения при использовании обычного флюса.

Данная процедура предполагает соблюдение определенной последовательности действий в работе со специальными паяльными материалами. В качестве припоя в данном случае используют оловянно-свинцовые материалы ПОС 61, ПОС 50. Отдельного внимания требует подготовка флюса. Его компонентный состав строго дозирован и готовится на основе таких компонентов: технический вазелин – 100 г., цинк хлористый (в форме порошка) – 7 г., глицерин – 5 г. Рабочую смесь флюса получают после тщательного перемешивания всех представленных компонентов.

Читайте: как сделать кирпичный мангал на дачном участке своими руками.

Подготовка рабочей поверхности заключается в удалении загрязнений и окисных образований при помощи наждачной бумаги. Затем обработанный участок протирают ваткой, смоченной в спиртовом растворе хлористой меди, накладывают флюс и производят пайку.

Нередко возникают проблемы при лужении нихрома с медными выводами. Традиционный флюс на основе канифоли в данном случае будет неэффективен. На выручку придёт обыкновенная лимонная кислота. Для одного провода достаточно использовать 2-3 г. её порошка. Травление в таком случае не представляет никаких затруднений. Впоследствии, для удаления кислоты, провод кладут на канифоль и облуживают.

О нюансах производства вольфрамовой проволоки

Для изготовления проволоки из вольфрама используют порошковые штабики, которые подвергаются раскатке на ротационном ковочном станке. Заготовки нагревают и вытягивают способом волочения. Так получают вольфрамовую проволоку диаметром от 1 до 10 мм. Металлопрокат может быть и более тонкий. Он называется вольфрамовой нитью. Некоторые марки проволоки из вольфрама могут быть легированы кобальтом, хромом, углеродом. Наличие таких примесей улучшает прочность металлопроката.

Производство тянутой проволоки групп А, Б, В (её называют черной) осуществляется методом порошковой металлургии. К такому металлопрокату относятся марки ВА, ВНР и ВЧ. Из одного килограмма вольфрама удается получить нить, длина которой составляет 3,5 км и её достаточно для изготовления нитей накаливания 20 000 ламп номинальной мощностью 60 Вт.

О применении проволоки из вольфрама

Вольфрамовую проволоку марки ВМ используют в радиоэлектронике и рентгенотехнике для производства катодов и подогревателей электронных устройств, рассчитанных на эксплуатацию при высоких температурах (2100°C) в тяжелых условиях. Марку ВРН выбирают для изготовления пружин, крючков, катодов электронных и газоразрядных приборов и других деталей, которые помимо свойств вольфрама должны обладать дополнительными характеристиками, полученными за счет добавления в состав специальных присадок.

Высокое омическое сопротивление и уникальная светоотдача вольфрама, делает его незаменимым в производстве ламп накаливания. Изготовление вольфрамовой нити из марок ВА, ВЧ, ВРН производится в соответствии с ГОСТ 19671-9. Диаметр металлопроката может варьироваться от 19,5мкм до 1,5мм. Необходима вольфрамовая проволока и для производства спиралеобразных и неспиралеобразных катодов и пружин для электроприборов, петлевых катодов, подогревателей. Химическая промышленность нуждается в различных сетках и фильтрах из вольфрамовой проволоки. Нужна она и в хирургии, ракето-, машино- и самолетостроении, текстильной промышленности. Из вольфрамовой проволоки изготавливаются самые ответственные детали и узлы.

Неплавящиеся вольфрамовые электроды отличаются исключительной жаростойкостью, термостабильностью и эксплуатационной надежностью. С их помощью сваривается стальной, алюминиевый, медный, латунный листовой металлопрокат. Сварной шов получается тонким и ровным. 

Маркировка

У нихромовой проволоки не одна марка, поэтому каждый вид изделия имеет определенные качественные характеристики. Основные группы нихрома такие.

  1. Резисторный.
  2. Материал встречается в составе конструкции нагревательных элементов бытового и промышленного типа. Группа имеет высокие жаропрочные возможности.
  3. Группа нихрома, предназначенная для работы с завышенной температурой до 9 сотен градусов.

Проволока резисторной группы характеризуется диаметром 0,009-0,4 миллиметра.

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.

Покупая нихром, стоит брать во внимание на маркировку:

  • Н – категория нагревательных элементов;
  • С – используется в элементах сопротивления;
  • ТЭН – для бойлеров с трубчатым типом конструкции.

Характеристики нихромовой проволоки

Представленный сплав отличается наличием двух основных компонентов – никеля и хрома. В качестве присадочных элементов в состав нихрома могут также входить кремний, алюминий, марганец, железо, титан, цирконий. Количественное соотношение данных лигатур позволяет судить об определённом типе нихрома.

В настоящее время налажено производство двух марок проволок на основе сплавов: Х20Н80 и Х15Н60. Х20Н80 содержит порядка 70-75 % никеля, 20-25% хрома и 0,8-1% железа. Он обладает следующими свойствами:

  • рабочая температура – 1250-1300 0 С;
  • удельное сопротивление для проволоки диаметром свыше 3 мм. — 13 Ом*мм/м;
  • плотность – 8,5 г/см 3 ;
  • удельная теплоемкость – 0,44 кДж/кг·К.

Незначительное содержание железа в данном сплаве говорит о его низких магнитных свойствах. Это положительно сказывается на его коррозионной устойчивости и износостойкости.

Х15Н60 также характеризуется преобладанием никеля – 60-65% и хрома – 15-18%. Представленный сплав заметно уступает своему аналогу по основным техническим показателям.

  • рабочая температура – 1000-1100 0 С;
  • удельное сопротивление для проволоки диаметром свыше 3 мм. — 12 Ом*мм/м;
  • плотность – 8,0-8,5 г/см 3 ;
  • удельная теплоемкость – 0,46 кДж/кг·К.

Благодаря большему содержанию железа, концентрация которого может достигать 3%, данный вид нихрома наделён магнитной восприимчивостью, что не позволяет говорить о высокой коррозионной стойкости сплава. Тем не менее, благодаря низкой плотности нихромовой проволоки, выполненной из данного сплава, становится возможным производить образцы с меньшим сечением, отличающиеся большей пластичностью.

Ферронихром отличается высокой механической прочностью и не уступает более легированным сплавам по жаропрочности при эксплуатации в условиях агрессивных сред.

Рекомендуем ознакомиться с нюансами монтажа кабельного теплого пола своими руками.

Сферы применения нихромовой проволоки

Специфические свойства нихрома нашли своё применение в различных сферах деятельности, как бытового, так и промышленного характера.

Всевозможные разновидности этого сплава используются в качестве нагревательных элементов различных приборов: электрических печей, сушилок, термопар, а также в керамических изделиях, исполняя роль несущего каркаса.

Нихромовая проволока, как основной исполнительный орган электронагревательных приборов, в большинстве случаев представляет собой спираль, через которую пропускают электрический ток заданного значения. Такая форма признана наиболее оптимальной для данных устройств, так как позволяет добиться большей теплоотдачи за счет увеличения длины токопроводящего элемента. Высокая степень пластичности представленного материала существенно увеличивает срок службы таких устройств, ввиду высокой устойчивости к деформациям.

Где же взять нихромовую проволоку в домашних условиях? Этот сплав повсеместно используется в различных бытовых приборах. Их примерами могут служить электрообогреватели, фены, паяльники, тостеры и духовки. Кроме этого, их применяют в электронных сигаретах.

Нихромовая проволока: критерии выбора

Реализация проекта по созданию различных видов электротермического оборудования предполагает тщательный анализ номинальных эксплуатационных параметров, который и послужит отправной точкой в расчете ключевых показателей нихромовой проволоки.

В первую очередь необходимо рассчитать электрическое сопротивление рабочего элемента. Оно зависит от трех физических величин, а именно: удельное сопротивления материала, его длина и площадь поперечного сечения. Формула расчета активного сопротивления выглядит следующим образом: R = ρ · l / S.

Для получения недостающих данных необходимо произвести расчет длины спирали. В зависимости от приложенного на неё напряжения, следует остановиться на наиболее оптимальном значении длины проволоки, её диаметра, а также размера сердечника. Для того чтобы избавить себя от трудоёмких расчетов, можно воспользоваться сводной таблицей, в которой приводятся значения длины спирали, в зависимости от диаметра проволоки и сердечника для нихрома диаметром от 0,2 до 0,5 мм.

D 0,2 мм D 0,3 мм D 0,4 мм D 0,5 мм
D сердечника,

(мм)

Длина спирали

(см)

D сердечника,

(мм)

Длина спирали

(см)

D сердечника,

(мм)

Длина спирали

(см)

D сердечника,

(мм)

Длина спирали

(см)

1,5 49 1,5 59 1,5 77 2 64
2 30 2 43 2 68 3 46
3 21 3 30 3 40 4 36
4 1 4 22 4 28 5 30
5 13 5 18 5 24 6 26
6 20

Представленная таблица применима для расчета длины спирали при использовании напряжения 220 В. Например, для проволоки диаметром 0,4 мм и диаметром сердечника равным 3 мм, длина спирали для бытовой электросети составит 40 см. Стоит отметить, что при помощи данной таблицы не составит труда рассчитать искомое значение для напряжения 380 В. Для этого достаточно подобрать нужные данные и составить пропорцию следующего вида: 220 В – 40 см / 380 В – х.

В том случае, если под рукой не оказалось мерительного инструмента и определить диаметр проволоки не представляется возможным, всегда можно воспользоваться простым, но в то же время действенным способом. Для этого достаточно взять обыкновенный карандаш и намотать на него проволоку, плотно прижимая виток за витком. В том случае, если 10 витков спирали укладываются в 1 мм. длины карандаша, то диаметр проволоки будет составлять 1\10 мм.

Когда в ход идет железо

Отечественные стандарты различают две основные марки нихрома.

Х20Н80 – двойной. Состав сплава: 74% никеля, 23 – хрома, на уровне процента присутствуют железо, кремний и марганец.

Х15Н60 – тройной. Основу составляет все тот же сплав никеля с хромом 60 и 15%, соответственно. Третьим компонентом выступает железо, его содержание в продукте – 25%.

Идея насыщения нихрома железом связана с компромиссом: удешевить цену материала, сохранив его жаростойкость. Дополнительно, добавление железа повышает обрабатываемость сплава. Таким образом, вариация процентного вклада трех базовых элементов позволяет удержать рабочую температуру на уровне 1000 °С, сохранив при этом пластичность продукта и понизив его стоимость.

Например, для воздушных линий электропередачи дальнего действия алюминий часто используется вместо меди, поскольку он легче для той же проводимости. Серебро, хотя и известно из наименее стойкого металла, имеет высокую плотность и плохо справляется с этой мерой. Кальций и щелочные металлы обладают лучшими продуктами удельного сопротивления плотности, но редко используются для проводников из-за их высокой реактивности с водой и кислородом. Алюминий намного стабильнее. Два других важных атрибута, цена и токсичность исключают лучший вариант: бериллий.

Один из наиболее дешевых вариантов нихрома Х25Н20 (железобогатый, согласно зарубежной терминологии), требует никеля не более 20%. При этом механические свойства сплава не ухудшается, однако рабочая температура ограничивается величиной 900 °С.

Нихромовая нить и особенности её применения

Нихром – сплав никеля и хрома, который легируется добавками, такими как: железо, марганец, алюминий, титан, сера, фосфор и другие. В зависимости от составляющих получают различные марки данного материала. Такой сплав способен выдерживать высокую температуру (до 1300˚C), поэтому он применяется при изготовлении электронагревательных и резистивных элементов. Нихром отличается высокой пластичностью и благодаря этой характеристике из него можно получать различный прокат, даже нить. Устойчивость к коррозии также свойственна представленному сплаву.

Чаще всего на рынке металлопроката предлагают нить из нихрома марок Х20Н80-Н и Х15Н60-Н. Самыми востребованными считаются диаметры 0,012, 0,016, 0,030, 0,050, 0,08 мм. Такой прокат способен выдерживать температуры, достигающие 1200˚C. Нагревательные элементы из нихромовой нити имеют длительный срок эксплуатации. Их нельзя использовать в сернистой атмосфере.

Свойства меди

Востребованность меди в электротехнике обусловлена следующими положительными качествами:

  1. высокая электропроводимость;
  2. пластичность. Из меди делают тончайшие жилы и пластины с толщиной, исчисляемой микронами. Благодаря пластичности, она не обламывается при монтаже, выдерживая множество циклов сгибания-разгибания без развития усталостных явлений;
  3. распространенность и простота добычи. Это преимущество условно. Получение меди обходится дешевле серебра — единственного металла, превосходящего ее в электропроводимости. Но в сравнении с алюминием, а тем более со сталью, медь стоит гораздо дороже. Потому ее нередко заменяют этими материалами;
  4. антикоррозионные свойства;
  5. прочность. Благодаря ей, изделия из меди устойчивы к деформациям.
  6. материал легко поддается пайке и сварке.

Источником меди служит сульфидная руда. Для применения в электротехнике металл после плавки руды подвергают электролитической очистке, так что доля примесей в нем составляет 0,05-0,1% (высококачественная рафинированная медь марок М0 и М1, также называемая электролитической).

В процессе получения минимизируют воздействие кислорода на металл, иначе механические характеристики последнего ухудшаются.


Сульфидная руда

Дешевле меди стоят сплавы на ее основе — латунь (с цинком) и бронза (с оловом или свинцом). Помимо олова или свинца, в бронзу могут добавлять бериллий (бериллиевая бронза), кадмий, кремний, фосфор, магний, хром.

Сплавы превосходят чистую медь в прочности, но уступают ей в проводимости.

Область применения

Первоначальное предназначение нихрома акцентировалось на использование в изготовлении нагревательных элементов различного высокотемпературного оборудования. Высокая температура плавления, до 1400 °С, позволяет использовать нихромовые нагреватели внутри печей для обжига, сушильных аппаратах. Распространено производственное использование продукта как жаропрочного химически стойкого сплава в агрессивных средах.

Таким образом, алюминий, как правило, является металлом выбора, когда некоторый вес требует вождения — это испытание вождения. Проводимость вблизи порога протекания Сопротивление контактов Электрический импеданс Электрическое сопротивление элемента Электрическая томография удельного сопротивления Закон Ома Сопротивление листа Блоки электромагнетизма Кожный эффект. Числа в этом столбце увеличивают или уменьшают часть мантиссы удельного сопротивления. Устройство для выражения проводимости немагнитных материалов путем тестирования с использованием метода вихревых токов. Введение в электродинамику. В Джоселин Филлипс. Физика для ученых и инженеров с современной физикой. Физика: принципы применения. Департамент. Соединенных Штатов Америки. Шмитт, Университет Миннесоты. Спектрометрия взаимной невосприимчивости и возможность его включения в диагностическую ткань анатомической и многомерной реконструкции физиологических мер когерентного времени. Физика для ученых и инженеров: электричество, магнетизм, световая и современная физика, начальная школа.

  • Например, при 30 ° С, сопротивление серебра 65 × 10 -8.
  • ^ Лоури.
  • Основы геофизики.
  • Принципы физики.
  • В Элисон Ривз.
  • Пол Типлер.
  • «Электропроводность».
  • Шестьдесят символов.
  • Брейди Харан для Университета Ноттингема.

Существуют, однако, альтернативы этому материалу настолько многочисленны, насколько они различны, и в один прекрасный день их можно рассматривать как из любопытства, так и для удовлетворения конкретной потребности.

На бытовом уровне нихром оказался идеальным материалом вначале для утюгов, а впоследствии, в пищевой промышленности. Тостеры, электрические плиты, прочее кухонное оборудование с нагревательными элементами из этого сплава отличаются отсутствием:

искрения;

ржавчины;

оплавленных участков.

Как результат, в процессе приготовления пищи не чувствуется посторонних запахов, гари.

Ах, хорошо протестировать продукты, прежде чем продавать их, но еще лучше не обновлять бросок, начатый клиентам в конце. Ну, мы успокаиваемся, пьем свежие, и мы решаем тему. К счастью, существует таблица соответствия. Провод Клэптон — недавняя новинка, уже вызванная на корабле Паскалем в июне прошлого года в хорошей поисковой статье.

Превосходная таблица соответствия, приведенная выше, позволяет нам сразу понять, что рулон на противоположной стороне содержит кабель, состоящий из ядра Кантала 0, 4 мм, вокруг которого 0, 2 мм Кантала наматывается в плотных рядах для создать внешний вид «гитарной струны». В литературе указывается, что эта сборка, по существу, сохраняет характеристики удельного сопротивления сердечника, поэтому никаких чудес не может быть достигнуто с точки зрения возникающего сопротивления. Как жаль, что вы заметили эту деталь только после того, как заказали и получили катушку, которую использовали дополнительно!

Пластичность материала, обеспечивающая возможность проката продукта, изготовления из него проволоки, расширяет область применения нихрома до резисторов, реостатов, прочих узлах сопротивления. Деформированные нихромовые нагревательные спирали также применяются в электронных сигаретах.

Видео: как сделать термолобзик своими руками

Приборы для резки не обязательно мастерить своими руками. В продаже имеются станки и приспособления промышленного производства, отвечающие потребностям любителей и профессионалов. Такие приборы изготовлены в соответствии с нормами и правилами техники безопасности.

Наша страна никогда не испытывала недостатка в «народных умельцах». Сообразительность и изобретательность всегда являлись отличительными чертами русского человека. Один из вопросов, которые волнуют многих современных «Кулибиных» – где взять необходимое количество нихромовой проволоки? Но сначала разберемся, чем же она так привлекает отечественных «самоделкиных»?

Что это за материал? По сути, это особый сплав с повышенной концентрацией таких химических элементов, как никель и хром (отсюда и название проволоки). Она может иметь сечение самой различной конфигурации (круг, трапеция, квадрат, овал) и диаметра (от долей «мм» до нескольких «см»).

Почему «нихром» так ценится?

Во-первых
, он не ржавеет, а коррозия, как известно – «больное место» большинства металлов и сплавов.

Во-вторых
, проволока из этого материала характеризуется повышенным сопротивлением электрическому току. Следовательно, чтобы получить одинаковое количество выделяемого тепла при включении в эл/цепь, «нихрома» (в погонных метрах) понадобится в несколько раз меньше, чем, скажем, стали. Отсюда и уменьшение веса прибора (приспособления), и возможность миниатюризации конструкции (уменьшения габаритов).

В-третьих
, нихромовая проволока не изменяет своих свойств, не деформируется, не «горит» при высоких температурах.

В-четвертых
, она эластична, и ей можно придать любую форму.

Где применяется такая проволока? Честно говоря, всего и не перечислить, особенно если вести речь о производстве. Поэтому в качестве примера отметим только несколько вариантов ее использования в быту:

  • станки для разрезания пенопластов;
  • приспособления для выжигания по древесине;
  • системы обогрева стекол «авто» и зеркал заднего обзора;
  • простейшие бытовые обогреватели, более известные как «козлы»;
  • печи для обжига (при самостоятельном изготовлении керамики);
  • для разогрева некоторых видов металлов (в домашних кузнях);
  • самодельные .

Где взять?

Вот мы и подошли к этому риторическому вопросу. Рассмотрим все возможные варианты.

Купить
. Здесь также свои варианты.

Кстати, приобрести такую проволоку можно и в обычном хозяйственном магазине. Спирали для эл/плит делаются из того же «нихрома».

На базаре. В каждом населенном пункте есть места, где народ продает все, что угодно. Такие «точки» называются по-разному – «барахолка», «развал», «блошиный рынок». Нужно только не пожалеть времени и походить, посмотреть, поспрашивать. Все зависит от того, в каком объеме нужен «нихром». Наверное, это самый перспективный путь поиска, тем более, если материала нужно немного.

Вывод

Купить или достать иным способом нихромовую проволоку можно. Необходимо лишь проявить инициативу и испробовать все указанные выше способы.

Технологии получения особых металлических сплавов в некоторых отраслях были успешно вытеснены композитами. Этот процесс не останавливается, но есть направления, в которых все еще доминируют более традиционные материалы. К таким, в частности, относится нихромовая нить, которая, благодаря уникальному спектру технико-физических качеств, нашла применение в самых разных отраслях.

Выбор между нихромом и канталом

Как и касаемо всего, что относится к электронным сигаретам, лучшего не существует. Разнообразные характеристики хорошо подходят для одних целей и совершенно непригодны для других. С проволокой та же история.

Рассмотрим характеристики нихрома:

  • нихром, по сравнению с канталом, имеет меньшее удельно сопротивление;
  • на нихромовой проволоке боксмод может выдать больше мощности;
  • нихром не содержит железа. Такая намотка не будет ржаветь, а значит прослужит значительно дольше;
  • нихром очень хорошо проводит тепло. Спираль из этого металла будет быстрее разогреваться и быстрее остывать.

Очевидны преимущества нихрома перед канталом, а значит, самое время задаться вопросом, где найти такую проволоку.

Само собой, что нихромовую нить можно купить в магазинах, где продаются разнообразные принадлежности для парения. Само собой разумеется, что метр такой проволоки может обойтись достаточно дорого. А если вы только начинаете карьеру создателя койлов, то вам нужен будет не 1 м заготовки.

Выходом из ситуации может послужить паяльник, который вам удастся найти на радиорынке, или может быть нерабочее устройство вы обнаружите в кладовке или в гараже. Если вам так и не удалось найти паяльник, то его можно купить.

Есть некая сеть магазинов, которая называется Фикс Прайс. Там все товары продаются по фиксированной цене. И паяльник высочайшего китайского качества вам обойдется всего за 1 доллар США.

Дальше производим следующие манипуляции:

  1. Нужно разобрать паяльник и отыскать ту самую нихромовую нить. Нить внутри нашего паяльника действительно оказалась нихромовой и она была ну очень тонкая.
  2. Чтобы узнать сечение вашей проволоки, вам нужно взять карандаш и намотать на него 10 витков нити. Прижав плотно друг к другу 10 витков нити, мы можем достаточно точно определить сечение проволоки.

В нашем случае 10 витков занимают 1 миллиметр, что говорит нам о том, что сечение нашей нити 0.1 мм.

Нихромовая проволока, которую вы сможете извлечь из паяльника в домашних условиях, для использования ее в дальнейшем в намотке койла для электронных сигарет, имеет определенные размеры. Намотка из паяльника, которую нам удалось достать таким образом, стоит очень дешево, как мы узнали.

Купить таких дешевых паяльников можно сколько угодно, но, как мы узнали опытным путем, спираль из нихрома в таких приборах иногда отличается по длине. Разборка бытового паяльника, чтобы получить нихром – рабочая схема. Но что делать если паяльника не нашлось?

Подобную спираль можно найти в старом фене. Фены разных моделей содержат нихромовые спирали разного диаметра, но этот материал там однозначно есть. Следующее место, где можно достать нихром – это обогреватель, который построен по принципу вентилятора, правда этот способ будет немного дороже. И самым труднодоступным способом достать этот металл будет извлечение его из электрической плиты с открытой спиралью.

https://youtube.com/watch?v=v47nkz7LchQ

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector