Нихром — сплав никеля и хрома, широко применяемый благодаря уникальным электрическим и тепловым свойствам. В статье представлена таблица сопротивлений нихрома в зависимости от сечения, что поможет читателям понять характеристики материала и его использование в электронике, нагревательных элементах и других областях. Также рассмотрим маркировку нихромовой проволоки, способы ее получения в домашних условиях и возможные заменители, что будет полезно как профессионалам, так и любителям.
Нихромовая спираль — расчет — НПП РСС
Технология триботехнических ленточных электроспеченных порошковых материалов в Международном научно-техническом журнале.
Используйте онлайн-калькулятор для нихромовой и фехралевой проволоки для расчета сопротивления, площади сечения, тока и длины проволоки. Введите значения мощности и напряжения.
Эксперты в области электротехники подчеркивают важность таблицы сопротивлений нихрома, которая позволяет точно определить электрические характеристики сплавов в зависимости от их сечения. Нихром, благодаря своим уникальным свойствам, широко используется в нагревательных элементах и резисторах. Специалисты отмечают, что правильный выбор сечения провода критически влияет на его сопротивление и, соответственно, на эффективность работы электрических устройств.
При увеличении сечения провода сопротивление уменьшается, что позволяет снизить потери энергии и повысить надежность системы. В то же время, эксперты предупреждают о необходимости учитывать температурные характеристики нихрома, так как при нагреве его сопротивление может изменяться. Таким образом, таблица сопротивлений становится незаменимым инструментом для инженеров и разработчиков, стремящихся оптимизировать свои проекты и обеспечить долговечность оборудования.
Нихром
Заметное увеличение удельного электросопротивления наблюдается при увеличении добавок хрома. Уровень добавления 20% хрома считается оптимальным для проводов с электрическим сопротивлением, подходящих для нагревательных элементов.
Этот состав сочетает в себе хорошие электрические свойства с хорошей прочностью и пластичностью, что делает его пригодным для волочения проволоки.
| Диаметр провода (мм) | Площадь сечения (мм²) | Сопротивление на 1 метр (Ом/м) при 20°C |
|---|---|---|
| 0.1 | 0.00785 | 10.7 |
| 0.2 | 0.0314 | 2.68 |
| 0.3 | 0.0707 | 1.19 |
| 0.4 | 0.1257 | 0.67 |
| 0.5 | 0.1963 | 0.43 |
| 0.6 | 0.2827 | 0.30 |
| 0.8 | 0.5027 | 0.17 |
| 1.0 | 0.7854 | 0.107 |
| 1.2 | 1.131 | 0.075 |
| 1.5 | 1.767 | 0.048 |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов о таблице сопротивлений нихрома в зависимости от сечения:
-
Состав и свойства: Нихром — это сплав никеля и хрома, который обладает высокой устойчивостью к окислению и коррозии. Это делает его идеальным для использования в нагревательных элементах, где требуется стабильное сопротивление при высоких температурах.
-
Зависимость сопротивления от сечения: Сопротивление нихрома обратно пропорционально площади поперечного сечения провода. Это означает, что при увеличении сечения провода его сопротивление уменьшается. Это свойство позволяет инженерам точно рассчитывать параметры нагревательных элементов для различных приложений.
-
Применение в промышленности: Нихромовые провода и ленты широко используются в различных отраслях, включая производство электроники, бытовую технику и даже в медицинских устройствах. Знание таблицы сопротивлений позволяет оптимизировать конструкции и повысить эффективность работы нагревательных элементов.
Фехраль
— это материалы с высоким сопротивлением, применяемые при температурах до 1400 °C.
Ферритные сплавы отличаются высокой прочностью на поверхности, большим удельным сопротивлением и меньшей плотностью по сравнению с никелем и хромом (NiCr). Это позволяет сократить объем материала и уменьшить вес. Более высокие рабочие температуры также могут увеличить срок службы компонента.
Расчет греющей нихромовой и фехралевой спирали Heatle
Для подогрева жидкости можно увеличивать максимально допустимую силу тока, а для замкнутого контура наоборот, нужно уменьшать.
Особенности и свойства
Основными компонентами нихромовой проволоки являются хром и никель, а также добавки: кремний, железо, алюминий и марганец.
Нихромовая проволока используется в различных отраслях. Она представляет собой серебристую нить диаметром от 0,1 до 7 миллиметров и поставляется в мотках и катушках, которые при необходимости отмеряют и отрезают.
Преимущества нихрома:
- Устойчивость к коррозии.
- Высокое электрическое сопротивление, что позволяет использовать меньше материала для создания устройств, обеспечивая компактность и легкость изделий.
- Сохранение формы и отсутствие воспламенения при высоких температурах.
- Эластичность, позволяющая легко изменять форму проволоки.
Недостаток нихромового сплава — высокая стоимость, но это не снижает интерес к этому тугоплавкому материалу.
Дополнительные характеристики:
- Устойчивость к агрессивным веществам.
- Отсутствие деформации при температурных изменениях.
- Высокая пластичность, удобная для сварки и штампования.
- Отсутствие магнитных свойств.
- Высокая термостойкость.
- Легкий вес.
- Низкое удельное сопротивление и теплопроводность, позволяющие использовать меньшие объемы для той же мощности.
- Не образует окислов в процессе эксплуатации.
- Выдерживает больше циклов включения/выключения до разрушения по сравнению с другими нагревательными элементами.
- Высокие прочностные характеристики.
Нихром: свойства, состав, особенности применения
Таким образом, вес проволоки нихром на 100 метров продукции прямо пропорционален ее размерам, а диаметр и площадь сечения обратно пропорциональны фактическому сопротивлению.
История открытия
Сплавы на основе никеля и хрома развиваются в двух основных направлениях, основанных на научных исследованиях их характеристик. Никель и хром — ключевые компоненты высококачественных сталей с коррозионной стойкостью и жаропрочностью.
В 1906 году в США был открыт двухкомпонентный сплав из никеля и хрома. В настоящее время существует множество его модификаций, включая трехкомпонентные сплавы на основе железа.
- Х20Н80. Содержит 74% никеля и 23% хрома, а также по 1% железа, кремния и марганца. Может использоваться при температурах до 1250 °C, температура плавления — 1400 °C. Обладает высоким электросопротивлением и применяется для нагревательных устройств. Удельное сопротивление — 1,03-1,18 мкОм·м.
- Х15Н60. Состав: 60% никеля, 25% железа и 15% хрома. Максимальная рабочая температура — 1150 °C, температура плавления — 1390 °C. Увеличенное содержание железа улучшает магнитные свойства и коррозионную стойкость сплава.
Нихром: основные характеристики
| Материал | Удельное сопротивление при 20 °C, x10-6Ом·м | Температурный коэффициент сопротивления, x10— 6 °C -1 | Допустимая рабочая температура, °C | Температура плавления, °C |
| Нихром двойной (Х20Н80-Н) | 1,1 | 16,5 | 1200 | 1400 |
| Нихром тройной (Х15Н60-Н) | 1,1 | 16,3 | 1100 | 1390 |
Согласно исследованиям, порезы, которые были зашиты нихромовыми нитками, заживают гораздо быстрее остальных.
Допустимые токи нагрузки медных проводов (монтажных)
Оглавление
Мнения читателей
Нихромом называют сплав никеля и хрома с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. У этого материала параметры зависят от конкретного соотношения веществ в сплаве, но в среднем лежат в пределах:
- Х20Н80. Состоит на 74% из никеля и на 23% хрома, а также по 1% железа, кремния и марганца. Проводники этой марки можно использовать при температуре до 1250 ᵒ С, температура плавления – 1400 ᵒ С. Также он отличается повышенным электросопротивлением. Сплав применяют для изготовления элементов нагревательных приборов. Удельное сопротивление – 1,03-1,18 мкОм·м;
- Х15Н60. Состав: 60% никеля, 25% железа, 15% хрома. Рабочая температура не более 1150 ᵒ С. Температура плавления – 1390 ᵒ С. Содержит больше железа, что повышает магнитные свойства сплава и увеличивает его антикоррозийную устойчивость.
Расчет спирали из нихрома
| Длина нихромовой спирали в зависимости от диаметра нихрома и диаметра стержня | |||||||||||||||
| нихром 0,2 мм | нихром 0,3 мм | нихром 0,4 мм | нихром 0,5 мм | нихром 0,6 мм | нихром 0,7 мм | нихром 0,8 мм | нихром 0,9 мм | ||||||||
| Ø стержня, мм | длина спирали, см | Ø стержня, мм | длина спирали, см | Ø стержня, мм | длина спирали, см | Ø стержня, мм | длина спирали, см | Ø стержня, мм | длина спирали, см | Ø стержня, мм | длина спирали, см | Ø стержня, мм | длина спирали, см | Ø стержня, мм | длина спирали, см |
| 1,5 | 49 | 1,5 | 59 | 1,5 | 77 | 2 | 64 | 2 | 76 | 2 | 84 | 3 | 68 | 3 | 78 |
| 2 | 30 | 2 | 43 | 2 | 68 | 3 | 46 | 3 | 53 | 3 | 64 | 4 | 54 | 4 | 72 |
| 3 | 21 | 3 | 30 | 3 | 40 | 4 | 36 | 4 | 40 | 4 | 49 | 5 | 46 | 6 | 68 |
| 4 | 16 | 4 | 22 | 4 | 28 | 5 | 30 | 5 | 33 | 5 | 40 | 6 | 40 | 8 | 52 |
| 5 | 13 | 5 | 18 | 5 | 24 | 6 | 26 | 6 | 30 | 6 | 34 | 8 | 31 | ||
| 6 | 20 | 8 | 22 | 8 | 26 | 10 | 24 |
Используется как жаропрочный и жаростойкий сплав, а также в агрессивных средах.
Фехралевые нагреватели
Нагреватели из фехрали (FеСгАl)
Преимущества фехралевых нагревателей по сравнению с нихромом:
Совокупное действие всех вышеперечисленных факторов приводит к существенному снижению массы нагревателя и, в конечном итоге, к снижению его стоимости.
- для изготовления нагревательных элементов в высокотемпературных электропечах, печах обжига и сушки, различных электрических аппаратах теплового действия, стило для выжигания;
- в качестве жаропрочного (жаростойкого) сплава и химически стойкого сплава в определенных агрессивных средах;
- в деталях, работающих при высокой температуре, резисторных элементах, реостатах;
- в качестве подслоя и жаростойкого покрытия при газотермическом напылении.
- в качестве нити испарителя электронных сигарет
Нихром
| Сводные данные из ГОСТ 12766.1−90, ГОСТ 12766.2−90, ГОСТ 10994–74, ТУ 14−1-3224−81, ТУ 14−1-3225−81, DIN 17470 | ||||||||||||
| Марка сплава | Удельный вес, г/см³ | Температура плавления, °C | Максимальная рабочая температура на воздухе в зависимости от диаметра | Твердость HB | (Номинальное) / Нормированное удельное электрическое сопротивление проволоки в зависимости от диаметра, мкОм х м | Относительное удлинение, %, не менее | Временное сопротивление разрыву, кгс/мм², не менее | |||||
| 0.4 мм | 1.0 мм | 3.0 мм | >6 мм | 0,1 — 0,5 мм | 0,5 — 3,0 мм | > 3,0 мм | ||||||
| Х20Н80-Н | 8,40 | 1400 | 1000 | 1100 | 1150 | 1200 | 140−150 | 1,03 — 1,13 | 1,06 — 1,16 | 1,07 — 1,18 | 20 | 102 |
| Х20Н80 | 8,40 | 1400 | 1000 | 1100 | 1150 | 1200 | 140−150 | 1,03 — 1,13 | 1,06 — 1,16 | 1,07 — 1,18 | 20 | 102 |
| Х15Н60-Н | 8,20 | 1390 | 950 | 1000 | 1075 | 1125 | 140−150 | 1,03 — 1,13 | 1,06 — 1,16 | 1,07 — 1,18 | 20 | 102 |
Сплав отличается высокими электрическими характеристиками, прочностью и пластичностью, что делает его подходящим для волочения проволоки.
Расчет нихромовой проволоки для нагревателя
Содержит больше железа, что повышает магнитные свойства сплава и увеличивает его антикоррозийную устойчивость.
Напряжение питания паяльников
Использование нихромовых проволок в качестве нагревательных элементов обусловлено уникальными свойствами этих сплавов:
— высокая термостойкость;
— значительное удельное электрическое сопротивление;
— отличная пластичность;
— низкий температурный коэффициент электрического сопротивления.
Калькулятор предназначен для расчета длины нихромовой проволоки популярных марок Х20Н80, Х20Н80-Н и Х15Н60, используемых в нагревателях.
Для расчета нужны следующие параметры: мощность нагревателя, напряжение питания и диаметр проволоки.
Сначала рассчитывается сила тока (I=P/U), затем общее сопротивление нагревательного элемента (R=U/I).
Используя удельное электрическое сопротивление (ρ) указанных марок проволоки, вычисляем необходимую длину проволоки (l=SR/ρ), обеспечивающую требуемое сопротивление R.
После расчетов проверьте, соответствует ли полученное значение тока допустимым параметрам из таблицы ниже:
Если ток превышает допустимые значения, пересмотрите расчет, выбрав больший диаметр проволоки или уменьшив мощность нагревателя.
Допустимые значения тока, зависящие от диаметра проволоки и температуры, указаны для нагревателей в горизонтальном положении в воздухе.
Если спираль находится в нагреваемой жидкости, допустимый ток может увеличиться в 1,1-1,5 раза. В закрытом расположении спирали, из-за менее эффективного охлаждения, допустимый ток снижается в 1,2-1,5 раза.
Сравнение нихрома с другими материалами для нагревательных элементов
Нихром, сплав на основе никеля и хрома, широко используется в производстве нагревательных элементов благодаря своим уникальным свойствам. Однако для выбора оптимального материала для конкретных приложений важно сравнить нихром с другими распространенными материалами, такими как медь, алюминий и сталь.
1. Электрическое сопротивление
Нихром обладает высоким электрическим сопротивлением, что делает его идеальным для использования в нагревательных элементах. В отличие от меди, которая имеет низкое сопротивление и используется в проводах, нихром обеспечивает более высокую температуру нагрева при меньших токах. Это позволяет снизить энергозатраты и повысить эффективность работы устройства.
2. Температурная устойчивость
Нихром способен выдерживать высокие температуры без значительных изменений своих свойств. В то время как медь и алюминий начинают окисляться и терять свои характеристики при температурах выше 200-300°C, нихром сохраняет свою прочность и устойчивость даже при температурах до 1200°C. Это делает его предпочтительным выбором для промышленных нагревательных элементов, работающих в экстремальных условиях.
3. Коррозионная стойкость
Нихром обладает высокой коррозионной стойкостью благодаря образованию защитной оксидной пленки на поверхности. Это свойство позволяет ему работать в агрессивных средах, таких как кислоты и щелочи, без риска разрушения. В отличие от этого, медь и алюминий подвержены коррозии, что ограничивает их применение в некоторых областях.
4. Механическая прочность
Нихром также отличается высокой механической прочностью и стойкостью к деформациям. Это позволяет использовать его в конструкциях, где требуется высокая надежность и долговечность. В то время как сталь может быть более прочной в некоторых аспектах, она не может конкурировать с нихромом по устойчивости к высоким температурам и коррозии.
5. Стоимость и доступность
Несмотря на свои превосходные характеристики, нихром имеет более высокую стоимость по сравнению с медью и алюминием. Это может быть важным фактором при выборе материала для нагревательных элементов, особенно в массовом производстве. Однако, учитывая долговечность и эффективность нихрома, его использование может оправдать дополнительные затраты в долгосрочной перспективе.
В заключение, нихром представляет собой оптимальный выбор для нагревательных элементов благодаря своим уникальным свойствам, таким как высокое электрическое сопротивление, термостойкость, коррозионная стойкость и механическая прочность. Сравнение с другими материалами, такими как медь, алюминий и сталь, подчеркивает его преимущества, что делает его незаменимым в различных промышленных и бытовых приложениях.
Вопрос-ответ
Как рассчитать сопротивление нихромовой проволоки?
І = S ∙ R / ρ. Чтобы узнать удельное сопротивление нихромовой проволоки определенного диаметра, можно воспользоваться формулами или готовой таблицей значений. Для нихрома диаметром 0,1 мм сопротивление составляет 14,4 Ом, а площадь поперечного сечения — 0,008 мм².
Каково сопротивление нихромовой проволоки?
Свойства. Нихром марки C имеет устойчивый серебристый цвет, устойчив к коррозии, имеет высокую температуру плавления около 1400 °C и удельное электрическое сопротивление около 1,12 мкОм·м, что примерно в 66 раз выше удельного сопротивления меди, составляющего 16,78 нОм·м.
Какое удельное сопротивление у нихрома?
Удельное электрическое сопротивление нихрома составляет 1,05–1,4 Ом·мм²/м (в зависимости от марки сплава).
Каков температурный коэффициент сопротивления нихрома?
Удельное сопротивление нихрома электрическому току – 1,05 – 1,4 Оммм²/м (учитывается марка сплава); температура плавления – 1400 градусов; температурный коэффициент сопротивления – (0,1—0,25)10−3 К−1; коэффициент теплопроводности – 11,3 Вт/(м*К).
Советы
СОВЕТ №1
При выборе нихрома для своих проектов, обязательно учитывайте сечение провода. Чем больше сечение, тем меньше сопротивление, что может существенно повлиять на эффективность нагрева. Используйте таблицу сопротивлений, чтобы подобрать оптимальное сечение для ваших нужд.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на температуру эксплуатации нихрома. Разные марки нихрома могут иметь разные температурные пределы. Убедитесь, что выбранный вами материал подходит для условий, в которых он будет использоваться, чтобы избежать его преждевременного выхода из строя.
СОВЕТ №3
При расчете сопротивления и мощности нагревательных элементов, учитывайте длину провода. Увеличение длины провода также увеличивает общее сопротивление, что может привести к снижению эффективности. Используйте таблицу для точных расчетов и подбора необходимого сечения.
СОВЕТ №4
Не забывайте о безопасности при работе с нихромом. Убедитесь, что все соединения надежны, а также используйте термостойкие изоляционные материалы, чтобы избежать коротких замыканий и перегрева. Это поможет продлить срок службы вашего оборудования и обеспечить безопасность в процессе эксплуатации.
