Расчет нагревательных элементов. - Эл. справочники - Справочники - Каталог статей - Самодельщик

Пятница, 02.12.2016, 23:12
Приветствую Вас Гость | RSS

Самодельщик In Manus

Самодельщик InManus
Поиск
Меню сайта
Категории раздела
Эл. справочники [15]
Форма входа
Мини-чат
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • Инструкции для uCoz
  • Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0

    Каталог статей

    Главная » Статьи » Справочники » Эл. справочники

    Расчет нагревательных элементов.

    Тепловое действие тока. При прохождении тока через неподвижные металлические проводники единственным результатом работы тока является нагревание этих проводников, и, следовательно, по закону сохранения энергии вся работа, совершенная током, превращается в тепло.

     

    Работа (в джоулях), совершаемая током при прохождении через участок цепи, вычисляется по формуле:

    где U - напряжение, В; I - сила тока, А; t - время, с.

     

    Количество теплоты (Дж), выделенное в проводнике при прохождении электрического тока, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока и вычисляется по закону Джоуля-Ленца:

    где R - сопротивление проводника, Ом.

     

    В качестве примера произведем расчет количества теплоты, требуемой для того, чтобы вскипятить воду в двухлитровом чайнике. Напряжение сети U = 220 В. Ток, потребляемый электрочайником, I = 4 А. Необходимо определить время закипания воды, если КПД чайника 80%, начальная температура воды 20 °С, удельная теплоемкость воды С = 4200.

     

    Определим количество теплоты, необходимое для нагрева воды до температуры кипения:

    Затем определим общее количество теплоты, которое должен выделить нагревательный элемент электрочайника, с учетом потерь на нагрев керамики, корпуса чайника и внешней среды:

    Вычислим время закипания воды в чайнике, используя закон Джоуля-Ленца:

    Отсюда находим время t:

     

    Мощность электрического тока. Зная работу, совершаемую током за некоторый промежуток времени, можно рассчитать и мощность тока, под которой, как и в механике, понимают работу, совершаемую за единицу времени. Из формулы, определяющей работу постоянного тока, A = Ut, следует, что мощность его равна

    Нередко говорят о мощности тока, потребляемого от сети, имея в виду, что при помощи электрического тока (за счет тока) нагреваются утюги, электроплитки и т. д.

     

    В соответствии с этим на приборах нередко обозначается их мощность, то есть мощность тока, необходимая для их нормального функционирования. Так, например, для нормальной работы электроплитки на 220 В мощностью 500 Вт требуется ток около 2,3 А при напряжении 220 Вт (2,3×220≈500). На практике применяют более крупные единицы мощности:

    • 1 гВт (гектоватт) = 100 Вт;
    • 1 кВт (киловатт) = 1000 Вт.

     

    Таким образом, 1 Вт есть мощность, выделяемая током 1 А в проводнике, между концами которого поддерживается напряжение 1 В.

    Единица работы, совершаемая электрическим током в течение 1 с при помощи 1 Вт, называется ватт/секундой, или джоулем. Применяют более крупные единицы работы: 1 Вт/ч (ватт/час) или 1 кВт/ч (киловатт/час), который равен работе, совершаемой электрическим током в течение 1 ч при мощности 1 кВт.

    Длину и диаметр провода нагревательного элемента рассчитывают исходя из величины напряжения сети и его заданной мощности.

    Основные данные для расчета нагревательных элементов приведены в табл. 1.

     

    Таблица 1. Данные для расчета нагревательных элементов

     

    Допустимая сила
    тока, А
    1234567
    Диаметр нихромового провода
    при температуре
    700 °С, мм
    0,170,30,450,550,650,750,85
    Площадь поперечного сечения
    провода, мм2
    0,02270,07070,1590,2380,3320,4420,57

     

    Сила тока при данном напряжении и мощности определяется по формуле

    Омическое сопротивление проводника всегда вычисляется по формуле

    Зная величину тока, можно найти диаметр и сечение провода (табл. 1).
    Подставляя полученные данные в формулу

    где l - длина провода, м; S - сечение провода, мм2; R - сопротивление провода, Ом; ρ - удельное сопротивление провода (для нихрома ρ = 1,1, для фехраля ρ = 1,3), Ом×мм2/м, получим необходимую длину провода для нагревательного элемента.

     

    Пример расчета. Необходимо определить длину провода из нихрома для нагревательного элемента плитки мощностью Р = 600 Вт при напряжении сети U = 220 В.

    По этим данным находим диаметр и сечение провода: d = 0,45 мм, S = 0,159 мм2. Тогда длина провода будет равна

    Таким же образом можно рассчитать нагревательные элементы и для других электроприборов.

     

    Категория: Эл. справочники | Добавил: Admin (20.07.2011)
    Просмотров: 7387 | Теги: нагреватели | Рейтинг: 5.0/1
    Всего комментариев: 0
    Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
    [ Регистрация | Вход ]
    InManus.3dn.ru © 2016
    Сайт управляется системой uCoz