Как найти сопротивление нагревательного элемента

как определить сопротивление нагревательного элемента чайника? Сделайте расчет

Легко. Смотрим на бирку на чайнике. Там написана его мощность. Мощность электрического нагревателя равна:
P = R*I^2 — Закон Джоуля-Ленца
Мы знаем напряжение U = 220 В
I = U/R
Подставим:
P = U^2/R
R = U^2/P
А если Вы не знаете мощность чайника, её легко вычислить. Наливаете в чайник 1 литр воды имеющей комнатную температуру, включаете чайник и секундомер. Замеряете время, за которое вода закипит.
Теперь надо посчитать количество теплоты, необходимое для нагрева:
Полагаем что комнатная температура 20 градусов. Тогда:
Q = C*m*(100 — 20) = C*m*80 = 80*С
т. к. масса воды m = 1 кг.
С — удельная теплоемкость воды = 4187 Дж/кг*К
Делим полученное количество теплоты на время нагрева в секундах, получаем мощность чайника в Ваттах.

Похожие вопросы

Как проверить ТЭН?!

как проверить тэн

Нагревательные элементы используются в большом количестве бытовых устройств: утюги, электрические чайники, стиральные машины, бойлеры и тд. С течением времени срок службы ТЭНа уменьшается. На нагревателе образовывается накипь, приводящая к перегреву. Проверка такого параметра как сопротивление позволит убедиться в правильной работе бытового прибора.

Проверка сопротивления

Внутри любого нагревательного элемента находится нихромовая спираль. Такая спираль обладает высоким сопротивлением. Нагреватели которые непосредственно контактируют с водой, маслом или другой средой, передают тепло напрямую. В так называемых «сухих» нагревателях между средой и самим нагревательным элементом установлены изоляторы. Такая дополнительная оболочка не позволяет образовываться накипи на нагревателе. Сопротивление ТЭНа можно рассчитать зная его мощность – как правило указывается на корпусе и в документации нагревателя. Формула для расчета силы тока: I=P/U. В соответствии с законом Ома, формула для расчета сопротивления будет выглядеть следующим образом: R=U/I. Сопротивление измеряется в Омах. По этой формуле, зная мощность и напряжение, легко можно определить сопротивление ТЭНа.

Пример:

Если для расчет сопротивления взять бытовой прибор мощностью 2кВт, работающий от бытовой сети 220В, то при подставлении значений в формулу сопротивление должно быть – 24, 2 Ом.

Проверить расчеты можно с помощью мультиметра. Такой измерительный прибор имеется у каждого специалиста. Данный прибор показывает фактическое значение сопротивления. Принцип измерения очень прост: устройство отсоединяется от сети питания, далее из него вынимается нагреватель. Измерительный прибор переводится в режим необходимый для измерения сопротивления. После чего к клеммам нагревателя присоединяются щупы мультиметра.

Рассмотрим результаты измерения:

— Неисправностей нет. Если сопротивление показываемое мультиметром очень близко к расчетному сопротивлению, то ТЭН исправлен.

— Замена нагревателя. Если табло прибора показывает — 1(единицу), это признак обрыва спирали. Требуется замена нагревателя.

— Замыкание. Если мультиметр не реагирует на соприкосновение с клеммами нагревателя – это следствие короткого замыкания. ТЭН следует заменить.

Пробой на корпус

Проверка сопротивления главный, но не единственный показатель правильной работы нагревателя. Также при неисправности ТЭНа следует проверить его на пробой. Для это следует перевести мультиметр в режим «зуммера». В таком режиме один щуп прибора подключается к корпусу нагревателя, а другой – к выходу.

Рассмотрим результаты:

— ТЭН исправен. Если тестер не издает никаких сигналов при контакте, это говорит об отсутствии пробоя на корпус.

— ТЭН неисправен. Зуммер начинает издавать писк – это свидетельствует о наличии пробоя.

Проверка мультиметром очень проста. Тестер позволяет определить характеристики цепи и их отклонения от нормы. Повреждение или изношенность изоляционного слоя может вызвать увеличение проходимого тока, что приведет к срабатыванию внутренней защиты устройства. Мегаомметр позволит определить сопротивление изоляционного слоя и убедиться в неё работоспособности.

Проверка пробоя на корпус или сопротивления остаются самыми удобными и доступными способами определения нарушений работоспособности нагревателя. Чтобы восстановить работу устройства следует заменить поврежденный нагреватель на аналог. Предотвращение образование накипи способствует увеличению срока эксплуатации нагревателя и как следствие бытового прибора.

Возможно, Вас это заинтересует:

медный или нержавеющий тэн

Корпус ТЭНов в бытовых и промышленных приборах(водонагревателях) изготавливают чаще всего из сплавов меди или нержавеющей ПОДРОБНЕЕ

сгорел тэн

Причины неисправности ТЭНа Одной из главных причин неправильной работы или выхода из строя стиральных машин, ПОДРОБНЕЕ

provoda-dlya-tena

Термостойкие провода и кабеля используются в любом оборудовании, питание которого происходит от сети. Долгое функционирование ПОДРОБНЕЕ

инфракрасные нагреватели

Высокий спрос на инфракрасные нагреватели в промышленной сфере и в быту обусловлен равномерной подачей температуры ПОДРОБНЕЕ

НАША ПРОДУКЦИЯ

Трубчатые ТЭНы
- ТЭНы для воды
- ТЭНы для масла
- ТЭНы для воздуха
- ТЭНы патронные
- ТЭНы для холодильного оборудования
- Оребренные ТЭНы
- Блоки ТЭНов
- ТЭНы для гальваники
- СТЭНы для ж/д стрелочных переводов
- Секции ТЭН
- Плоские нагреватели
- Кольцевые нагреватели
- Ленточные нагреватели (лента ЭНГЛ)
- Силиконовые нагреватели
- Керамические нагреватели
- Витковый нагреватель
- Сопловые нагреватели
- Кварцевые ТЭНы
- Сухой ТЭН
- Слюдяные нагреватели
- Гибкие ТЭНы
- Карбидкремниевые нагреватели
- ТЭН для водонагревателя
- ТЭНы для печей и саун
- ТЭНы для стерилизаторов
- ТЭНы для стиральных машин
- ТЭН для посудомоечной машины
- Комплектующие для бойлеров
- Нагреватель битума
- Поясные нагреватели для бочек
- Погружные ТЭНы для гальваники
- Обогреватель электрощита (ОША)
- Погружной нагреватель битума НБП
- Врезной нагреватель битума НБВ
- Термопаста
- Термостойкие разъемы
- Провод термостойкий
- Терморегуляторы
- Термопары
- Термостаты
- Шкаф управления температурой
- Причины поломки патронных нагревателей
- Классификация нагревателей по исполнению
- Типы подключения ТЭНов. Звезда или треугольник для трехфазной сети: схемы и примеры
- Нагрев нефти фланцевыми тэнами в резервуарах перед обработкой
- Нагреватели для экструдеров
- Инфракрасные нагреватели
- Выбор сечения провода для ТЭНа
- Сгорел ТЭН?! Причины неисправности ТЭНа.
- Как проверить ТЭН?!
- Медь или нержавейка? Какой ТЭН выбрать?
Способы проверки ТЭНа на пробой

В этой статье рассказывается об основных способах проверки пробоя трубчатого электронагревателя: проверке с помощью мультиметра, мегаомметра, индикаторной отвертки и контрольных ламп.

15 июня 2022

ТЭНы — один из основных видов нагревателей в промышленном и бытовом оборудовании. Несмотря на то, что трубчатые электронагреватели — один из самых надежных источников тепла, они могут подвергаться поломке. Одна из причин того, что сломался ТЭН — это пробой его изоляции.

Если вы хотите более подробно изучить устройство ТЭНа, рекомендуем вам ознакомиться со статьей « Устройство трубчатого нагревателя ». Чтобы понять, какие возможные поломки могут произойти с электронагревателем, будет достаточно приложенной ниже схемы.

Причины неисправности трубчатых электронагревателей

То, что ТЭН стал хуже греть — повод для его проверки. Процесс проверки не вызывает сложности. ТЭНы характеризуются двумя поломками, которые ведут к его замене:
- обрыв при перегреве нихромовой спирали;
- замыкание спирали на металлическую оболочку.
Чаще всего ТЭНы перестают работать вследствие разрыва спирали внутри устройства. Любой их описанных способов выявит эту проблему.

Возможные причины разрыва спирали внутри устройства:
- общий перегрев;
- локальный перегрев;
- скачки напряжения;
- брак на производстве;
- сочетание всех перечисленных выше факторов.
Общий перегрев опасен как для самого трубчатого электронагревателя, так и для его комплектующих. Слишком высокая температура способна повредить как корпус, так и нагревательную спираль, которые рассчитаны на работу при определенных температурах. Для контактной группы нагревателя она представляет не меньшую опасность: из-за перегрева может нарушиться целостность изоляции питающих нагреватель проводов.

Одна из причин локального перегрева ТЭНа — это образование значительного количества накипи на корпусе. Если вода, в которую погружен электронагреватель, содержит в себе слишком много солей (как правило, это соли калия и магния, которые образовывают плохо растворимый осадок), эти соли могут оседать на поверхности нагревателя. Из-за этого меняется распределение тепла по поверхности, возникает локальный перегрев, который может привести к двум опасным последствиям:
- нарушение целостности корпуса электронагревателя;
- разрыв спирали устройства.
Заводской брак не менее опасен для работы электронагревателя. Если мы обратимся к схеме устройства ТЭНа, то станет ясно, что нагревательная спираль изолирована от оболочки нагревателя с помощью специального минерала — периклаза. С химической точки зрения периклаз представляет собой оксид магния, и используется в электронагревателях именно из-за своих изоляционных качеств. Если при изготовлении периклаз был неправильно засыпан в трубку, в местах проседания его изоляционные функции нарушатся. В таких местах спираль ТЭНа может сдвинуться и напрямую контактировать с металлическим корпусом. Именно это явление и называется пробоем изоляции ТЭНа.

Если мы сталкиваемся только с одной точкой пробоя изоляции нагревателя, а к самому не ТЭНу подключено УЗО (устройство защитного отключения), электронагреватель продолжит работу до тех пор, пока нихромовая спираль не расплавится — или до тех пор, пока человек, прикоснувшийся к нагревателю, не получит электротравму.

Когда спираль контактирует с трубкой более чем в двух точках и нет заземления с УЗО, спираль перегорает сразу.

Как проверить ТЭН на пробой?

Существуют следующие способы проверки электронагревателя:
1. Проверка с помощью мультиметра.
2. Проверка с помощью мегаомметра.
3. Использование индикаторной отвертки.
4. Контрольные лампы.
При наличии устройства возможно проверить ТЭН с мультиметром на пробой. Для начала необходимо уточнить в техническом паспорте мощность нагревателя.

Сопротивление работоспособного и исправного ТЭНа можно рассчитать по известной формуле закона Ома:

R=U 2 /P, где R — уровень сопротивления, высчитывается в Ом; P — мощность устройства, измеряется в Вт; U — функциональное напряжение сети, исчисляется в В.

Определение неисправности и проверки ТЭНа мультиметром на пробой начинают с поиска утечки тока, процесс состоит из этапов:
- устройство отключают от источника питания;
- обеспечивается доступ к клеммам;
- мультиметр ставится в режим «прозвон», щупы опускаются в «COM» и «VMa»;
- по очереди проверяются контакты на пробой трубчатого нагревателя на корпус прибора;
Если уровень стремится к «0» — ТЭН сломан, «1» — утечки тока нет.

Этот способ, чтобы досконально проверить исправность ТЭНа, не всегда эффективен. Мелкие дефекты изоляции ТЭНа проверяют на пробой при помощи мегаомметра, который исследует электрические цепи высоким напряжением. Мультиметр «словит» только явные неисправности.

В условиях производства, как правило, используются проверки с помощью и мультиметра и мегаомметра.

Есть другие способы, позволяющие определить причину поломки устройства, ими можно воспользоваться, когда нет под рукой мультиметра. Результат не будет таким точным, но даст возможность понять, есть ли необходимость замены элементов.

Самый простой способ-тестер для работоспособности ТЭНа — демонтировать его и тщательно осмотреть. Если на устройстве много накипи, ее следует удалить. Нагреватель (кроме контактной группы) помещают в емкость с уксусной водой или раствором лимонной кислоты и оставляют на 4-6 часов. Возможно, после повторного подключения электронагреватель заработает.

Еще один способ установить неисправность — индикаторная отвертка. Перед проверкой необходимо отключить устройство и отсоединить все проводники. Один зажим клеммы соприкасается с пальцем, к другому подносят инструмент и касаются торцевого контакта. Когда устройство исправно — индикатор горит.

Тестируют исправность ТЭНов и контрольными лампами. Собирают схему с лампой накаливания 220В, вкручивают в патрон с подсоединенными одножильными проводами из меди и закрепленными к проводам щупами. После этого лампу подключают к электричеству между тестируемым прибором и источником энергии. Если лампа горит — прибор работает.

Итоги

Чтобы ТЭНы долго эксплуатировались и не доставляли хлопот, рекомендуется соблюдать простые правила:
- приобретать устройства проверенных производителей с гарантией качества;
- регулярно осматривать устройство на предмет появившейся накипи и очищать ее, рекомендованная периодичность профилактики — не менее 2 раз в год;
- использовать фильтры для очистки воды;
- соблюдать рекомендации производителя бытовой техники;
- использовать средние и низкие температуры для подогрева воды, это позволит уменьшить скопление накипи и продлить срок работы прибора.
При обнаружении неисправности электронагревателя любым из перечисленных выше способов следует заменить ТЭН. Для того, чтобы правильно подобрать ТЭН для вашего оборудования, обратитесь к специалистам ПК «Марион».

При возникновении потребности изготовить электронагреватель на заказ, вы можете обратиться к специалистам производственной компании «Марион», которые с радостью окажут вам квалифицированную помощь в выборе нужного товара, либо в изготовлении электронагревателя на заказ по вашим параметрам.

Специалисты ПК «Марион» могут проконсультировать вас как по вопросам выбора трубчатого электронагревателя, так и по особенностям его подключения и эксплуатации.

Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Таблица расчета электрического сопротивления нихромовой проволоки, нихромовой ленты, нихромовой нити — марка Х20Н80

Электрическое сопротивление — это одна из самых важных характеристик нихрома. Оно определяется многими факторами, в частности электрическое сопротивление нихрома зависит от диаметра проволоки, размера ленты, марки сплава. Общая формула для активного сопротивления имеет вид:

R = ρ · l / S

R — активное электрическое сопротивление (Ом)

ρ — удельное электрическое сопротивление (Ом·мм)

l — длина проводника (м)

S — площадь сечения (мм 2 )

Значения электрического сопротивления для 1 м нихромовой проволоки Х20Н80

Ø типоразмер мм

Электрическое сопротивление нихрома (теория) Ом

Значения электрического сопротивления для 1м нихромовой ленты Х20Н80

Размер мм

Площадь мм 2

Электрическое сопротивление нихрома Ом

Нихромовая лента 0,1х20

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.

Расчет электронагревательных элементов из нихромовой проволоки

Длину нихромовой проволоки для изготовления спирали определяют исходя из необходимой мощности.

Пример: Определить длину проволоки из нихрома для нагревательного элемента плитки мощностью P = 600 Вт при Uсети=220 В.

1) I = P/U = 600/220 = 2,72 A

2) R = U/I = 220/2,72 = 81 Ом

3) По этим данным (см. таблицу 1) выбираем d=0,45; S=0,159

тогда длина нихрома

l = SR / ρ = 0,159·81 /1,1 = 11,6 м

где l — длина проволоки (м)

S — сечение проволоки (мм 2 )

R — сопротивление проволоки (Ом)

ρ — удельное сопротивление (для нихрома ρ=1.0÷1.2 Ом·мм 2 /м)
Похожие публикации: