Sie werden brauchen

• Spirale, Messschieber, Lineal. Es ist notwendig, das Material der Spirale zu kennen, die Stromstärke I und die Spannung U, bei denen die Spirale betrieben wird, und aus welchem ​​Material sie besteht.

Anweisungen

Finden Sie heraus, welchen Widerstand R Ihre Spule haben sollte. Verwenden Sie dazu das Ohmsche Gesetz und setzen Sie den Wert des Stroms I im Stromkreis und die Spannung U an den Enden der Spirale in die Formel R=U/I ein.

Bestimmen Sie anhand des Nachschlagewerks das Spezifische elektrischer Widerstand Material ρ, aus dem die Spirale hergestellt wird. ρ muss in Ohm m ausgedrückt werden. Wenn der Wert von ρ im Nachschlagewerk in Ohm mm²/m angegeben ist, dann multiplizieren Sie ihn mit 0,000001. Widerstand Kupfer ρ=0,0175 Ohm mm²/m, bei Umrechnung in SI ergibt sich ρ=0,0175 0,000001=0,0000000175 Ohm m.

Ermitteln Sie die Länge des Drahtes mit der Formel: Lₒ=R S/ρ.

Messen Sie mit einem Lineal eine beliebige Länge l an der Spirale (Beispiel: l=10cm=0,1m). Zählen Sie die Anzahl der Windungen n, die zu dieser Länge kommen. Bestimmen Sie die Spiralsteigung H=l/n oder messen Sie sie mit einem Messschieber.

Finden Sie heraus, wie viele Windungen N aus einem Draht der Länge Lₒ hergestellt werden können: N= Lₒ/(πD+H).

Ermitteln Sie die Länge der Spirale selbst mithilfe der Formel: L=Lₒ/N.

Ein Spiralschal wird auch Boa-Schal oder Wellenschal genannt. Dabei kommt es nicht auf die Art des Garns, nicht auf das Strickmuster oder die Farbe an. fertiges Produkt, sondern die Ausführungstechnik und Originalität des Modells. Der Spiralschal steht für Festlichkeit, Pracht und Feierlichkeit. Es sieht aus wie eine elegante Spitzenrüsche, eine exotische Boa und ein gewöhnlicher, aber sehr origineller Schal.

Wie man mit Stricknadeln einen Spiralschal strickt

Um einen Spiralschal zu stricken, schlagen Sie 24 Maschen an und stricken die 1. Reihe:
- 1 Randschlaufe;
- 11 Gesichtsbehandlungen;
- 12 linke Schlaufen.

Die Qualität und Farbe des Garns für dieses Spiralschal-Modell liegt in Ihrem Ermessen.

1. Reihe: Zuerst 1 Randmasche, dann 1 Umschlag, dann 1 Rechtsmasche, dann 1 Umschlag und 8 Maschen rechts. Stecken Sie einen Faden links links auf die rechte Nadel und ziehen Sie den Faden zwischen den Nadeln nach vorne. Legen Sie die entfernte Masche wieder auf die linke Stricknadel und ziehen Sie den Faden zwischen den Stricknadeln zurück (in diesem Fall wird die Masche mit Faden umwickelt). Die Arbeit wenden und 12 Maschen links stricken.

2. Reihe: Zuerst 1 Randmasche stricken, dann 1 Umschlag, dann 3 Maschen rechts, 1 Umschlag und 6 Maschen rechts stricken. Stecken Sie eine Masche links auf die rechte Nadel und ziehen Sie den Faden zwischen den Nadeln nach vorne. Als nächstes legen Sie die Masche zurück auf die linke Nadel, ziehen den Faden zwischen den Nadeln zurück, wenden dann die Arbeit und stricken 12 Maschen links.

3. Reihe: 1 Randmasche rechts stricken, dann 2 Maschen rechts zusammenstricken, dann 1 Masche rechts stricken, dann 2 Maschen rechts zusammenstricken und 4 Maschen rechts zusammenstricken. Legen Sie eine Masche links auf die rechte Nadel, ziehen Sie den Faden zwischen den Nadeln nach vorne, legen Sie die Masche wieder auf die linke Nadel und ziehen Sie dann den Faden zwischen den Nadeln zurück. Danach die Arbeit wenden und 8 Maschen links stricken.

4. Reihe: 1 Randmasche rechts stricken, dann 3 Maschen rechts zusammenstricken, dann 4 Maschen rechts stricken, *die umwickelte Masche von unten herausnehmen und mit der nächsten Rechtsmasche zusammenstricken, 1 Masche rechts* (wiederholen Sie * bis * 3 Mal). Die linken Maschen rechts stricken, ohne die Arbeit umzudrehen.

Stricken Sie auf diese Weise aus Blöcken dieser 4 Reihen einen Spiralschal in der gewünschten Länge.

Fast alle Frauen stehen vor dem Thema Verhütung. Eine der zuverlässigen und bewährten Methoden ist das Intrauterinpessar, das auch heute noch gefragt ist.

Arten von Spiralen

Intrauterinpessare bestehen aus Kunststoff und sind in zwei Arten erhältlich: kupferhaltige (silberhaltige) und hormonhaltige Geräte. Ihre Größe beträgt 3 x 4 cm. Die Wahl der Verhütungsmethode und des Geräts selbst erfolgt bei einem Termin beim Gynäkologen. Sie sollten dies nicht selbst tun. Das Intrauterinpessar wird während der Menstruation von einem Gynäkologen installiert. Es ist klein und ähnelt in seiner Form dem Buchstaben T.

Kupferspirale aus Kupferdraht gefertigt. Seine Besonderheit ist die Fähigkeit, so auf die Gebärmutter einzuwirken, dass sich die Eizelle nicht daran festsetzen kann. Dies wird durch zwei Kupferantennen ermöglicht.

Die Hormonspirale verfügt über einen Behälter, der Gestagen enthält. Dieses Hormon verhindert den Beginn des Eisprungs. Wenn ein hormonelles Intrauterinpessar verwendet wird, können Spermien eine Eizelle nicht befruchten. Wie Frauen bemerken, wird die Menstruation bei Verwendung einer solchen Spirale spärlicher und weniger schmerzhaft. Dies ist jedoch nicht schädlich, da es mit der Wirkung von Hormonen im Inneren der Spirale zusammenhängt. Gynäkologen empfehlen Frauen, die unter schmerzhaften Perioden leiden, die Installation einer Hormonspirale.

Spiralauswahl

Gynäkologische Intrauterinpessare sind verschiedene Marken, sowohl inländische als auch ausländische Produktion. Darüber hinaus können ihre Kosten zwischen 250 und mehreren Tausend Rubel variieren. Dies wird von vielen Faktoren beeinflusst.

Sehr beliebt unter Russische Frauen nutzt die Juno Bio-Spirale. Es besticht vor allem durch seine geringen Kosten. Allerdings birgt die geringe Effizienz dieser Spirale ein hohes Schwangerschaftsrisiko.
Das Intrauterinpessar Mirena hat sich gut bewährt, ist aber eines der teuersten seiner Serie. Gleichzeitig gilt die Verwendung eines Intrauterinpessars als die günstigste und günstigste zugängliche Ansicht Empfängnisverhütung.

Hierbei handelt es sich um eine Hormonspirale. Die Hersteller versprechen, dass sich die Mirena-Spirale weniger leicht in der Gebärmutter bewegt oder herausfällt. Dies führt nämlich zu einer Schwangerschaft, daher wird den Patientinnen empfohlen, regelmäßig zu überprüfen, ob an der richtigen Stelle ein intrauterines Kontrazeptivum vorhanden ist.

Die Standardspannung im elektrischen Haushaltsnetz beträgt U=220V. Die Stromstärke wird durch Sicherungen im Schaltschrank begrenzt und beträgt üblicherweise I = 16A.

Quellen:

• Tische physikalische Größen, ICH K. Kikoin, 1976
• Spirallängenformel

Ein elektrischer Lötkolben ist Handwerkzeug, bestimmt zum Befestigen von Teilen unter Verwendung von Weichloten, indem das Lot auf erhitzt wird flüssiger Zustand und den Spalt zwischen den gelöteten Teilen damit füllen.

Elektrische Lötkolben werden aus gutem Grund für Netzspannungen von 12, 24, 36, 42 und 220 V hergestellt. An erster Stelle steht die Sicherheit des Menschen, an zweiter Stelle die Netzspannung am Ort der Lötarbeiten. In der Produktion, wo alle Geräte geerdet sind und dies auch der Fall ist hohe Luftfeuchtigkeit Es dürfen Lötkolben mit einer Spannung von nicht mehr als 36 V verwendet werden, und das Gehäuse des Lötkolbens muss geerdet sein. Das Bordnetz des Motorrads steht unter Spannung Gleichstrom 6 V, Personenkraftwagen– 12 V, Fracht – 24 V. In der Luftfahrt wird ein Netz mit einer Frequenz von 400 Hz und einer Spannung von 27 V verwendet. Es gibt auch konstruktive Einschränkungen, zum Beispiel ist es schwierig, einen 12-W-Lötkolben als Stromversorgung herzustellen Spannung von 220 V, da die Spirale aus einem sehr dünnen Draht gewickelt werden muss und daher beim Aufwickeln vieler Lagen der Lötkolben groß ausfällt und nicht praktisch ist kleine Arbeit. Da ist die Lötkolbenwicklung abgewickelt Nichromdraht Dann kann es entweder mit Wechsel- oder Gleichspannung betrieben werden. Wichtig ist, dass die Versorgungsspannung mit der Spannung übereinstimmt, für die der Lötkolben ausgelegt ist.

Elektrische Lötkolben gibt es in den Leistungsstufen 12, 20, 40, 60, 100 W und mehr. Und das ist auch kein Zufall. Damit sich das Lot beim Löten gut auf den Oberflächen der zu lötenden Teile verteilen kann, müssen diese auf eine Temperatur erhitzt werden, die etwas über dem Schmelzpunkt des Lots liegt. Beim Kontakt mit einem Teil wird Wärme von der Spitze auf das Teil übertragen und die Temperatur der Spitze sinkt. Wenn der Durchmesser der Lötkolbenspitze nicht ausreicht oder die Leistung des Heizelements gering ist, kann sich die Spitze nach der Wärmeabgabe nicht aufheizen Temperatur einstellen, und Löten wird unmöglich sein. IN Best-Case-Szenario Das Ergebnis wird eine lockere und nicht feste Lötung sein. Mit einem leistungsstärkeren Lötkolben können kleine Teile gelötet werden, allerdings besteht das Problem der Unzugänglichkeit der Lötstelle. Wie man zum Beispiel einlötet Leiterplatte eine Mikroschaltung mit einem Beinabstand von 1,25 mm mit einer Lötkolbenspitze von 5 mm? Es gibt zwar einen Ausweg: Um einen solchen Stachel werden mehrere Windungen Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1 mm gewickelt und das Ende dieses Drahtes verlötet. Doch die Sperrigkeit des Lötkolbens macht die Arbeit praktisch unmöglich. Es gibt noch eine weitere Einschränkung. Bei hoher Leistung heizt der Lötkolben das Element schnell auf, und viele Funkkomponenten erlauben keine Erwärmung über 70 °C und daher beträgt die zulässige Lötzeit nicht mehr als 3 Sekunden. Dies sind Dioden, Transistoren, Mikroschaltungen.

Lötkolbengerät

Der Lötkolben ist ein roter Kupferstab, der durch eine Nichromspirale auf die Schmelztemperatur des Lotes erhitzt wird. Der Lötkolben besteht aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit aus Kupfer. Schließlich muss beim Löten die Wärme von der Lötkolbenspitze schnell auf das Heizelement übertragen werden. Das Ende des Stabes ist keilförmig, ist der Arbeitsteil des Lötkolbens und wird Spitze genannt. Der Stab wird in ein mit Glimmer oder Glasfaser umwickeltes Stahlrohr eingeführt. Um den Glimmer ist ein Nichromdraht gewickelt, der als Heizelement dient.

Über das Nichrom wird eine Schicht aus Glimmer oder Asbest gewickelt, die dazu dient, den Wärmeverlust zu reduzieren und elektrische Isolierung Nichromspiralen aus dem Metallkörper des Lötkolbens.

Die Enden der Nichromspirale sind miteinander verbunden Kupferleiter Stromkabel mit Stecker am Ende. Um die Zuverlässigkeit dieser Verbindung zu gewährleisten, werden die Enden der Nichromspirale gebogen und in zwei Hälften gefaltet, wodurch die Erwärmung an der Verbindungsstelle reduziert wird Kupferdraht. Darüber hinaus wird die Verbindung mit einer Metallplatte gecrimpt; am besten besteht die Crimpung aus einer Aluminiumplatte, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist und die Wärme effektiver von der Verbindung ableitet. Zur elektrischen Isolierung werden an der Verbindungsstelle hitzebeständige Schläuche angebracht. Isoliermaterial, Glasfaser oder Glimmer.

Kupferstab und Nichromspirale aus nächster Nähe Metallkörper, bestehend aus zwei Hälften oder einem Vollrohr, wie auf dem Foto. Der Körper des Lötkolbens wird mit Kappenringen am Rohr befestigt. Um die Hand einer Person vor Verbrennungen zu schützen, wird am Rohr ein Griff aus einem schlecht wärmeleitenden Material, Holz oder hitzebeständigem Kunststoff, befestigt.

Beim Einstecken des Lötkolbensteckers in die Steckdose elektrischer Strom geht zu einem Nichrom-Heizelement, das sich erwärmt und Wärme an den Kupferstab überträgt. Der Lötkolben ist zum Löten bereit.

Low-Power-Transistoren, Dioden, Widerstände, Kondensatoren, Mikroschaltungen und dünne Drähte werden mit einem 12-W-Lötkolben gelötet. Lötkolben 40 und 60 W werden zum Löten leistungsstarker und großformatiger Funkkomponenten, dicker Drähte und Kleinteile verwendet. Um große Teile, beispielsweise Wärmetauscher eines Geysirs, zu löten, benötigen Sie einen Lötkolben mit einer Leistung von einhundert oder mehr Watt.

Wie Sie in der Zeichnung sehen können Elektrischer Schaltplan Der Lötkolben ist sehr einfach aufgebaut und besteht nur aus drei Elementen: einem Stecker, einem flexiblen Elektrodraht und einer Nichromspirale.

Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, verfügt der Lötkolben nicht über die Möglichkeit, die Heiztemperatur der Spitze einzustellen. Und selbst wenn die Leistung des Lötkolbens richtig gewählt ist, ist es keine Tatsache, dass die Temperatur der Spitze zum Löten benötigt wird, da die Länge der Spitze durch das ständige Nachfüllen auch abnimmt; unterschiedliche Temperaturen schmelzen. Daher gilt es beizubehalten optimale Temperatur Lötkolbenspitzen müssen über Thyristor-Leistungsregler mit manueller Einstellung und automatischer Aufrechterhaltung der eingestellten Temperatur der Lötkolbenspitze angeschlossen werden.

Berechnung und Reparatur der Heizwicklung eines Lötkolbens

Bei Reparaturen bzw Eigenproduktion elektrischer Lötkolben oder irgendein anderes Heizgerät muss taumeln Heizwicklung aus Nichromdraht. Die Ausgangsdaten für die Berechnung und Auswahl des Drahtes sind der Wicklungswiderstand eines Lötkolbens oder Heizgeräts, der anhand seiner Leistung und Versorgungsspannung ermittelt wird. Den Wicklungswiderstand eines Lötkolbens oder Heizgeräts können Sie anhand der Tabelle berechnen.

Berechnung Drahtheizung elektrischer Ofen.

Dieser Artikel enthüllt die größten Geheimnisse bei der Konstruktion von Elektroöfen – die Geheimnisse der Heizungsberechnungen.

Wie hängen Volumen, Leistung und Heizrate eines Ofens zusammen?

Wie bereits an anderer Stelle erwähnt, herkömmliche Öfen passiert nicht. Ebenso gibt es keine Öfen zum Brennen von Steingut oder Spielzeug, rotem Ton oder Perlen. Es gibt einfach einen Herd (und hier sprechen wir ausschließlich von Elektroherden) mit einer bestimmten Lautstärke nutzbarer Raum, hergestellt aus einigen feuerfesten Materialien. In diesen Ofen können Sie eine große oder kleine Vase zum Brennen stellen oder einen ganzen Stapel Platten auflegen, auf denen dicke Schamottfliesen liegen. Es ist notwendig, eine Vase oder Fliesen zu brennen, vielleicht bei 1000 °C, vielleicht auch bei 1300 °C. Aus vielen Produktions- oder Haushaltsgründen sollte das Brennen in 5–6 Stunden oder 10–12 Stunden erfolgen.

Niemand weiß besser als Sie, was Sie von einem Herd erwarten. Bevor Sie mit der Berechnung beginnen, müssen Sie daher alle diese Fragen selbst klären. Wenn Sie bereits über einen Ofen verfügen, aber darin Heizungen einbauen oder alte durch neue ersetzen müssen, ist kein Bau erforderlich. Wenn ein Ofen von Grund auf neu gebaut wird, müssen Sie zunächst die Abmessungen der Kammer ermitteln, d. h. Länge, Tiefe, Breite.

Nehmen wir an, Sie kennen diese Werte bereits. Nehmen wir an, Sie benötigen eine Kamera mit einer Höhe von 490 mm, einer Breite und einer Tiefe von 350 mm. Im weiteren Verlauf des Textes nennen wir einen Ofen mit einer solchen Kammer einen 60-Liter-Ofen. Gleichzeitig werden wir einen zweiten, größeren Ofen mit einer Höhe von H = 800 mm, einer Breite von D = 500 mm und einer Tiefe von L = 500 mm entwerfen. Wir nennen diesen Ofen einen 200-Liter-Ofen.

Ofenvolumen in Litern = H x T x L,
wobei H, D, L in Dezimetern ausgedrückt werden.

Wenn Sie Millimeter richtig in Dezimeter umgerechnet haben, sollte das Volumen des ersten Ofens 60 Liter betragen, das Volumen des zweiten sollte tatsächlich 200 betragen! Denken Sie nicht, dass der Autor sarkastisch ist: Die häufigsten Fehler bei Berechnungen sind Maßfehler!

Kommen wir zur nächsten Frage: Woraus bestehen die Wände des Ofens? Moderne Öfen bestehen fast ausschließlich aus leichten feuerfesten Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit und geringer Wärmekapazität. Sehr alte Öfen bestehen aus schwerem Schamotteton. Solche Öfen sind leicht an ihrer massiven Auskleidung zu erkennen, deren Dicke fast der Breite der Kammer entspricht. Wenn dies der Fall ist, haben Sie Pech: Beim Brennen werden 99 % der Energie für die Erwärmung der Wände und nicht der Produkte aufgewendet. Wir gehen davon aus, dass die Wände aus bestehen moderne Materialien(MCRL-08, ShVP-350). Dann werden nur 50-80 % der Energie für die Beheizung der Wände aufgewendet.

Die Lademasse bleibt sehr ungewiss. Obwohl sie in der Regel geringer ist als die Masse der feuerfesten Materialien der Wände (sowie des Herdes und des Daches) des Ofens, trägt diese Masse natürlich zur Aufheizgeschwindigkeit bei.

Nun zur Macht. Leistung gibt an, wie viel Wärme die Heizung in 1 Sekunde erzeugt. Die Einheit der Leistung ist das Watt (abgekürzt W). Eine helle Glühbirne hat 100 W, elektrischer Wasserkocher- 1000 W oder 1 Kilowatt (abgekürzt 1 kW). Wenn Sie eine 1-kW-Heizung einschalten, gibt sie jede Sekunde Wärme ab, die gemäß dem Energieerhaltungssatz die Wände und Produkte erwärmt und mit der Luft durch die Risse davonfliegt. Wenn es keine Verluste durch Risse und Wände gibt, kann 1 kW theoretisch alles in unendlicher Zeit auf eine unendliche Temperatur erhitzen. In der Praxis ist der tatsächliche (ungefähr durchschnittliche) Wärmeverlust von Öfen bekannt, daher gibt es folgende Regel-Empfehlung:

Für eine normale Aufheizrate eines 10-50-Liter-Ofens wird Strom benötigt
100 W pro Liter Volumen.

Für eine normale Ofenheizleistung von 100-500 Litern wird Strom benötigt
50-70 W pro Liter Volumen.

Der Wert der spezifischen Leistung muss nicht nur unter Berücksichtigung des Ofenvolumens, sondern auch unter Berücksichtigung der Massivität der Auskleidung und Beladung ermittelt werden. Je größer die Ladungsmasse, desto größer muss der Wert gewählt werden. Andernfalls heizt der Ofen zwar auf, dauert aber länger. Wählen wir eine spezifische Leistung von 100 W/l für unseren 60-Liter-Tank und 60 W/l für unseren 200-Liter-Tank. Dementsprechend stellen wir fest, dass die Leistung der 60-Liter-Heizgeräte 60 x 100 = 6000 W = 6 kW und die der 200-Liter-Heizgeräte 200 x 60 = 12000 W = 12 kW betragen sollte. Schauen Sie, wie interessant es ist: Die Lautstärke hat sich um mehr als das Dreifache erhöht, aber die Leistung hat sich nur um das Zweifache erhöht. Warum? (Frage zur selbstständigen Arbeit).

Es kommt vor, dass es in der Wohnung keine Steckdose für 6 kW gibt, sondern nur eine für 4. Dafür braucht man aber eine 60-Liter-Steckdose! Nun, Sie können die Heizleistung mit 4 Kilowatt berechnen, gehen aber davon aus, dass die Heizphase während des Brennens 10-12 Stunden dauert. Im Gegenteil, es kommt vor, dass eine sehr große Ladung in 5-6 Stunden erhitzt werden muss. Dann müssen Sie 8 kW in einen 60-Liter-Herd investieren und nicht auf die glühende Verkabelung achten... Für die weitere Diskussion beschränken wir uns auf klassische Leistungen – 6 bzw. 12 kW.

Leistung, Ampere, Volt, Phasen.

Durch die Kenntnis der Leistung kennen wir den Wärmebedarf zum Heizen. Nach dem unerbittlichen Energieerhaltungssatz müssen wir die gleiche Leistung aus dem Stromnetz beziehen. Wir erinnern Sie an die Formel:

Heizleistung (W) = Heizspannung (V) x Strom (A)
oder P = U x I

Diese Formel birgt zwei Fallstricke. Erstens: Die Spannung muss an den Enden des Heizgeräts abgenommen werden und nicht generell an der Steckdose. Die Spannung wird in Volt gemessen (abgekürzt als V). Zweitens: Wir meinen den Strom, der speziell durch diese Heizung fließt, und nicht durch die Maschine im Allgemeinen. Der Strom wird in Ampere (abgekürzt A) gemessen.

Wir erhalten immer die Spannung im Netz. Wenn das Umspannwerk normal funktioniert und keine Hauptverkehrszeit herrscht, beträgt die Spannung an einer normalen Haushaltssteckdose 220 V. Die Spannung in einer Industriesteckdose Dreiphasennetz zwischen jeder Phase und dem Neutralleiter ist auch 220V, und die Spannung zwischen zwei beliebigen Phasen- 380 V. Bei einem einphasigen Haushaltsnetz haben wir also keine Wahl bei der Spannung – nur 220 V. Bei einem dreiphasigen Netz gibt es eine Wahl, aber klein – entweder 220 oder 380 V. Aber was ist mit Ampere? Sie werden nach dem großen Ohmschen Gesetz automatisch aus der Spannung und dem Widerstand der Heizung ermittelt:

Ohmsches Gesetz für einen Abschnitt eines Stromkreises:
Strom (A) = Abschnittsspannung (V) / Abschnittswiderstand (Ohm)
oder I = U/R

Um 6 kW daraus zu bekommen einphasiges Netzwerk, brauche Strom I=P/U= 6000/220 = 27,3 Ampere. Dies ist ein großer, aber echter Strom eines guten Haushaltsnetzwerks. Ein solcher Strom fließt beispielsweise in einem Elektroherd, bei dem alle Brenner mit voller Leistung eingeschaltet sind, und auch der Backofen. Um 12 kW in einem einphasigen Netz für einen 200-Liter-Tank zu erhalten, benötigen Sie doppelt so viel Strom – 12000/220 = 54,5 Ampere! Dies ist für kein Haushaltsnetzwerk akzeptabel. Es ist besser, drei Phasen zu verwenden, d. h. Strom auf drei Leitungen verteilen. In jeder Phase fließen 12000/3/220 = 18,2 Ampere.

Achten wir auf die letzte Berechnung. Im Moment wissen wir nicht, welche Art von Heizungen im Ofen installiert sein werden, und wir wissen nicht, mit welcher Spannung (220 oder 380 V) die Heizungen versorgt werden. Aber wir WISSEN mit Sicherheit, dass 12 kW aus einem Drehstromnetz entnommen und die Last gleichmäßig verteilt werden müssen, d. h. 4 kW in jeder Phase unseres Netzes, d.h. für jeden Phasendraht Durch den (allgemeinen) Eingangsleistungsschalter des Ofens fließen 18,2 A, und es ist überhaupt nicht notwendig, dass ein solcher Strom durch die Heizung fließt. Durch den Stromzähler fließen übrigens auch 18,2 A. (Und übrigens: Aufgrund der Besonderheiten der dreiphasigen Stromversorgung fließt kein Strom entlang des Neutralleiters. Diese Besonderheiten werden hier ignoriert, da uns nur die thermische Arbeit des Stroms interessiert.) Wenn Sie an dieser Stelle der Präsentation Fragen haben, lesen Sie alles noch einmal. Und denken Sie: Wenn im Volumen des Ofens 12 Kilowatt freigesetzt werden, dann durchlaufen nach dem Energieerhaltungssatz dieselben 12 Kilowatt drei Phasen mit je 4 kW...

Kehren wir zum einphasigen 60-Liter-Herd zurück. Es ist leicht herauszufinden, welchen Widerstand die Ofenheizung haben sollte R=U/I= 220 V / 27,3 A = 8,06 Ohm. Daher im sehr Gesamtansicht Der Stromkreis des Ofens sieht folgendermaßen aus:

Eine Heizung mit einem Widerstand von 8,06 Ohm sollte einen Strom von 27,3 A führen

Für einen dreiphasigen Ofen sind drei identische Heizkreise erforderlich: Die Abbildung zeigt den allgemeinsten Stromkreis eines 200-Liter-Ofens.

Leistung 200- Liter Herd muss gleichmäßig auf 3 Ketten verteilt sein – A, B und C.

Aber jede Heizung kann entweder zwischen Phase und Null oder zwischen zwei Phasen eingeschaltet werden. Im ersten Fall liegen an den Enden jedes Heizkreises 220 Volt an und sein Widerstand beträgt R=U/I= 220 V / 18,2 A = 12,08 Ohm. Im zweiten Fall liegen an den Enden jedes Heizkreises 380 Volt an. Um eine Leistung von 4 kW zu erhalten, muss der Strom vorhanden sein I=P/U= 4000/380 = 10,5 Ampere, d.h. Es muss Widerstand geben R=U/I= 380 V / 10,5 A = 36,19 Ohm. Diese Anschlussmöglichkeiten werden „Stern“ und „Dreieck“ genannt. Wie aus den Werten des erforderlichen Widerstands hervorgeht, wird es nicht möglich sein, den Stromversorgungskreis einfach von einem Stern (12,08 Ohm-Heizungen) auf ein Dreieck (36,19 Ohm-Heizungen) umzustellen – in jedem Fall benötigen Sie einen eigenen Heizungen.

Bei einer Sternschaltung jeder Heizkreis
zwischen Phase und Null bei einer Spannung von 220 Volt angeschlossen. Jede Heizung mit einem Widerstand von 12,08 Ohm führt einen Strom von 18,2 A. Durch Draht N fließt kein Strom.

Bei einer Dreieckschaltung jeder Heizkreis
zwischen zwei Phasen mit einer Spannung von 380 Volt geschaltet. Jede Heizung mit einem Widerstand von 36,19 Ohm führt einen Strom von 10,5 A. Der Drahtverbindungspunkt A1 zur Stromversorgung (Punkt A) führt einen Strom von 18,2 A, also 380 x 10,5 = 220 x 18,2 = 4 Kilowatt! Ebenso mit den Linien B1 - B und C1 - C.

Hausaufgaben. In der 200-Liter-Flasche befand sich ein Stern. Der Widerstand jedes Stromkreises beträgt 12,08 Ohm. Wie groß ist die Leistung des Ofens, wenn diese Heizungen im Dreieck eingeschaltet werden?

Maximale Belastung der Drahtheizungen (Х23У5Т).

Kompletter Sieg! Wir kennen den Heizwiderstand! Es bleibt nur noch ein Stück Draht der benötigten Länge abzuwickeln. Lassen Sie uns der Berechnungen mit dem Widerstand nicht müde werden – alles ist längst mit ausreichender Genauigkeit für den praktischen Bedarf berechnet.

Für einen 60-Liter-Ofen benötigen Sie 8,06 Ohm. Wählen wir eineinhalb Racks und stellen Sie fest, dass der erforderliche Widerstand durch nur 10 Meter Draht bereitgestellt wird, der nur 140 Gramm wiegt! Erstaunliches Ergebnis! Schauen wir noch einmal nach: 10 Meter Draht mit einem Durchmesser von 1,5 mm haben einen Widerstand von 10 x 0,815 = 8,15 Ohm. Der Strom bei 220 Volt beträgt 220 / 8,15 = 27 Ampere. Die Leistung beträgt 220 x 27 = 5940 Watt = 5,9 kW. Wir wollten 6 kW. Wir haben nirgendwo einen Fehler gemacht, das einzig Besorgniserregende ist, dass es solche Öfen nicht gibt ...

Eine einzelne heiße Heizung in einem 60-Liter-Ofen.

Die Heizung ist sehr klein, oder so. Dies ist das Gefühl, das man bekommt, wenn man das obige Bild betrachtet. Aber wir beschäftigen uns mit Berechnungen, nicht mit Philosophie, also lasst uns von Empfindungen zu Zahlen übergehen. Die Zahlen sagen Folgendes aus: 10 laufende Meter Draht mit einem Durchmesser von 1,5 mm haben eine Fläche S = L x d x pi = 1000 x 0,15 x 3,14 = 471 Quadratmeter. cm. Von diesem Bereich (wo sonst?) werden 5,9 kW in das Ofenvolumen eingestrahlt, also pro 1 qm cm Fläche beträgt die abgestrahlte Leistung 12,5 Watt. Wir lassen die Details weg und weisen darauf hin, dass die Heizung auf eine enorme Temperatur aufgeheizt werden muss, bevor die Temperatur im Ofen deutlich ansteigt.

Die Überhitzung des Heizgeräts wird durch den Wert der sogenannten Oberflächenbelastung bestimmt P, die wir oben berechnet haben. In der Praxis gibt es für jeden Heizungstyp Grenzwerte P, abhängig vom Heizmaterial, Durchmesser und Temperatur. In guter Näherung kann man für Draht aus der Haushaltslegierung X23Yu5T mit beliebigem Durchmesser (1,5–4 mm) einen Wert von 1,4–1,6 W/cm 2 für eine Temperatur von 1200–1250 °C verwenden.

Physikalisch kann eine Überhitzung mit dem Temperaturunterschied auf der Oberfläche des Drahtes und im Inneren des Drahtes verbunden sein. Die Wärmeabgabe erfolgt über das gesamte Volumen. Je höher die Oberflächenbelastung, desto größer sind die Temperaturunterschiede. Wenn die Oberflächentemperatur nahe der Betriebsgrenztemperatur liegt, kann sich die Kerntemperatur des Drahtes dem Schmelzpunkt nähern.

Wenn der Ofen für niedrige Temperaturen ausgelegt ist, kann die Oberflächenbelastung größer gewählt werden, zum Beispiel 2 – 2,5 W/cm 2 für 1000 °C. Hier können wir eine traurige Bemerkung machen: echtes Kanthal (das ist eine Originallegierung, die Analog dazu ist das russische Fechral X23Yu5T) erlaubt P bis zu 2,5 bei 1250 °C. Diese Art von Kanthal wird von der schwedischen Firma Kanthal hergestellt.

Kehren wir zu unserem 60-Liter-Röhrchen zurück und wählen aus der Tabelle einen dickeren Draht aus – zwei. Es ist klar, dass zu zweit 8,06 Ohm / 0,459 Ohm/m = 17,6 Meter benötigt werden und sie bereits 440 Gramm wiegen. Wir berechnen die Flächenlast: P= 6000 W / (1760 x 0,2 x 3,14) cm 2 = 5,43 W/cm 2. Viele. Für einen Draht mit einem Durchmesser von 2,5 mm ergibt sich eine Länge von 27,5 Metern P= 2,78. Für drei - 39 Meter, 2,2 Kilogramm und P= 1,66. Endlich.

Jetzt müssen wir 39 Meter des Dreiteilers aufwickeln (wenn es platzt, beginnen Sie erneut mit dem Aufwickeln). Sie können jedoch ZWEI parallel geschaltete Heizgeräte verwenden. Natürlich sollte der Widerstand nicht mehr jeweils 8,06 Ohm betragen, sondern das Doppelte. Für ein Double erhalten Sie also zwei Heizgeräte von 17,6 x 2 = 35,2 m mit jeweils 3 kW Leistung und die Flächenbelastung beträgt 3000 W / (3520 x 0,2 x 3,14) cm 2 = 1,36 W/cm2 . Und Gewicht - 1,7 kg. Wir haben ein halbes Kilo gespart. Wir haben insgesamt viele Windungen erhalten, die gleichmäßig über alle Wände des Ofens verteilt werden können.

Gut verteilte Heizelemente in einem 60-Liter-Ofen.

Ein Beispiel für die Berechnung eines 200-Liter-Herds.

Nachdem nun die Grundprinzipien bekannt sind, zeigen wir, wie diese bei der Berechnung eines echten 200-Liter-Ofens angewendet werden. Natürlich können alle Schritte der Berechnung formalisiert und in ein einfaches Programm geschrieben werden, das fast alles selbst erledigt.

Zeichnen wir unseren Ofen „in Entwicklung“. Wir scheinen es von oben zu betrachten, von der Mitte – von unten, von den Seiten der Wand. Wir berechnen die Flächen aller Wände, um dann die Wärmezufuhr im Verhältnis zur Fläche richtig gestalten zu können.

„Auspacken“ eines 200-Liter-Kochers.

Wir wissen bereits, dass bei einer Sternschaltung in jeder Phase ein Strom von 18,2 A fließen muss. Aus der obigen Tabelle zu den Grenzströmen folgt, dass Sie für einen Draht mit einem Durchmesser von 2,5 mm ein Heizelement verwenden können (maximaler Strom 20,7 A) und für einen 2,0-mm-Draht zwei parallel geschaltete Elemente verwenden müssen (da der Der maximale Strom beträgt nur 14,8 A), insgesamt befinden sich 3 x 2 = 6 im Ofen.

Mithilfe des Ohmschen Gesetzes berechnen wir den erforderlichen Widerstand der Heizungen. Für Draht mit einem Durchmesser von 2,5 mm R= 220 / 18,2 = 12,09 Ohm oder 12,09 / 0,294 = 41,1 Meter. Sie benötigen 3 dieser Heizelemente mit jeweils etwa 480 Windungen, wenn sie auf einen 25-mm-Dorn gewickelt sind. Das Gesamtgewicht des Drahtes beträgt (41,1 x 3) / 25 = 4,9 kg.

Bei einem 2,0-mm-Draht gibt es in jeder Phase zwei parallele Elemente, daher sollte der Widerstand jedes Elements doppelt so groß sein – 24,18 Ohm. Die Länge beträgt jeweils 24,18 / 0,459 = 52,7 Meter. Jedes Element hat 610 Windungen bei gleicher Wicklung. Gesamtgewicht aller 6 Heizelemente(52,7 x 6) / 40 = 7,9 kg.

Nichts hindert uns daran, eine Spirale in mehrere Teile zu teilen, die dann in Reihe geschaltet werden. Wofür? Erstens, um die Installation zu erleichtern. Zweitens: Wenn ein Viertel der Heizung ausfällt, muss nur dieses Viertel ersetzt werden. Ebenso stört Sie niemand, eine feste Spirale in den Ofen zu schieben. Dann benötigt die Tür eine separate Spirale, und bei einem Durchmesser von 2,5 mm haben wir nur drei davon...

Wir haben eine Phase aus 2,5-mm-Draht installiert. Die Heizung war in 8 unabhängige kurze Spiralen unterteilt, die alle in Reihe geschaltet waren.

Wenn wir alle drei Phasen auf ähnliche Weise zusammenfassen (siehe Abbildung unten), wird Folgendes klar. Wir haben das Unten vergessen! Und es nimmt 13,5 % der Fläche ein. Darüber hinaus befinden sich die Spiralen in gefährlicher elektrischer Nähe zueinander. Besonders gefährlich ist die Nähe der Spiralen an der linken Wand, wo die Spannung zwischen ihnen 220 Volt beträgt (Phase - Null - Phase - Null...). Wenn sich aus irgendeinem Grund die benachbarten Spiralen der linken Wand berühren, kann ein großer Kurzschluss nicht vermieden werden. Wir empfehlen Ihnen, die Lage und Verbindung der Spiralen selbstständig zu optimieren.

Alle Phasen wurden installiert.

Falls wir uns für die Verwendung einer Zwei entscheiden, ist das Diagramm unten dargestellt. Jedes 52,7 Meter lange Element ist in 4 aufeinanderfolgende Spiralen mit 610 / 4 = 152 Windungen unterteilt (Wickelung auf einem 25-mm-Dorn).

Option für die Platzierung von Heizkörpern bei 2,0-mm-Draht.

Merkmale des Wickelns, der Installation und des Betriebs.

Der Draht ist praktisch, weil er zu einer Spirale gewickelt werden kann und die Spirale dann beliebig gedehnt werden kann. Es wird davon ausgegangen, dass der Wickeldurchmesser größer als 6–8 Drahtdurchmesser sein sollte. Der optimale Abstand zwischen den Windungen beträgt 2–2,5 Drahtdurchmesser. Aber man muss sie Windung für Windung aufwickeln: Die Spirale zu dehnen ist sehr einfach, das Zusammendrücken ist viel schwieriger.

Dicker Draht kann beim Wickeln brechen. Besonders frustrierend ist es, wenn von 200 nur noch 5 Windungen zum Wickeln übrig sind. Ideal ist es, auf einer Drehmaschine mit einer sehr langsamen Drehgeschwindigkeit des Dorns zu wickeln. Die Legierung Kh23Yu5T wird vergütet und unvergütet hergestellt. Letzteres bricht besonders häufig. Wenn Sie also die Wahl haben, kaufen Sie unbedingt gehärteten Draht zum Wickeln.

Wie viele Umdrehungen sind nötig? Trotz der Einfachheit der Frage ist die Antwort nicht offensichtlich. Erstens ist der Durchmesser des Dorns und damit der Durchmesser einer Windung nicht genau bekannt. Zweitens ist mit Sicherheit bekannt, dass der Durchmesser des Drahtes über seine Länge leicht variiert, sodass auch der Widerstand der Spirale variiert. Drittens kann der spezifische Widerstand einer bestimmten Legierung von der Referenzlegierung abweichen. In der Praxis wickeln sie die Spirale 5-10 Umdrehungen mehr als berechnet und messen dann ihren Widerstand – SEHR Präzisionsinstrument, dem Sie vertrauen können, und keine Seifenkiste. Insbesondere ist darauf zu achten, dass das Gerät bei kurzgeschlossenen Sonden Null oder einen Wert in der Größenordnung von 0,02 Ohm anzeigt, der vom Messwert abgezogen werden muss. Bei der Widerstandsmessung wird die Spirale leicht gedehnt, um den Einfluss von Kurzschlüssen zwischen den Windungen auszuschließen. Die zusätzlichen Windungen werden abgebissen.

Am besten platzieren Sie die Spirale in einem Ofen auf einem Mullit-Silikat-Rohr (MSR). Für einen Wickeldurchmesser von 25 mm ist ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 20 mm geeignet, für einen Wickeldurchmesser von 35 mm - 30 - 32 mm.

Gut ist es, wenn der Ofen auf fünf Seiten (vier Wände + darunter) gleichmäßig beheizt wird. Auf den Herd muss eine erhebliche Leistung konzentriert werden, beispielsweise 20–25 % der gesamten Auslegungsleistung des Ofens. Dadurch wird das Ansaugen kalter Luft von außen ausgeglichen.

Leider kann eine absolute Gleichmäßigkeit der Erwärmung immer noch nicht erreicht werden. Sie können ihm näher kommen, indem Sie verwenden Lüftungsanlagen mit UNTEN-Lufteinlass aus dem Ofen.

Beim ersten Erhitzen oder sogar bei den ersten zwei oder drei Erhitzungen bilden sich Ablagerungen auf der Oberfläche des Drahtes. Wir müssen daran denken, es sowohl von den Heizgeräten (mit einer Bürste) als auch von der Oberfläche von Platten, Ziegeln usw. zu entfernen. Kesselstein ist besonders gefährlich, wenn die Spirale nur auf den Ziegeln liegt: Eisenoxide mit Alumosilikaten, wenn hohe Temperatur(der Heizer ist einen Millimeter entfernt!) bilden schmelzbare Verbindungen, wodurch der Heizer durchbrennen kann.