Андрей Смирнов
Время чтения: ~23 мин.
Просмотров: 0

Удельное сопротивление нихрома, плотность, теплопроводность, теплоемкость

Материалы для изготовления спиралей

Немаловажным моментом для получения хорошего вкуса и навала при изготовлении билдов является выбор материала, обладающего необходимым для вейпера техническими характеристиками. На сегодняшний день используются:

  • Нихром (Ni) – равномерно разогревается, обладает высокой пластичностью, стоит недорого;
  • Фехраль или Кантал (A1) – соотношение технические характеристики-цена делают его весьма востребованным среди вейперов, но при этом в режиме термоконтроля на нем парить не стоит – его линейные параметры разогревания колеблются, а это может отразится на качестве пара;
  • Нержавеющая сталь (SS) – материал, который разогревается очень быстро, имеет минимальное сопротивление (поэтому для мехмодов стоит использовать именно его) и может использоваться в режиме ТК;
  • Никель – достаточно дорогой материал, но его теххарактеристики радуют, хотя бытует мнение, что во время работы он выделяет вредные вещества;
  • Титан – материал дорогой, но отлично работает в режиме ТК.

Стоит сказать, что при выборе материала важно учесть не только его сопротивление в спирали, но и девайс, на котором она будет использоваться

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.

Расчет и ремонт нагревательной обмотки паяльника

При ремонте или при самостоятельном изготовлении электрического паяльника или любого другого нагревательного прибора приходится мотать нагревательную обмотку из нихромовой проволоки. Исходными данными для расчета и выбора проволоки является сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора, которое определяется исходя из его мощности и напряжения питания. Рассчитать, какое должно быть сопротивление обмотки паяльника или нагревательного прибора можно с помощью таблицы.

Зная напряжение питания и измеряв сопротивление любого нагревательного электроприбора, например паяльника, электрочайника, электрического обогревателя илиэлектрического утюга, можно узнать потребляемую этим бытовым электроприбором мощность. Например, сопротивление электрочайника мощностью 1,5 кВт будет равно 32,2 Ом.

12 48,0 108 1344 4033
6,0 24,0 54 672 2016
4,0 16,0 36 448 1344
3,4 13,7 31 384 1152
2,4 9,6 22 269 806
1.9 7.7 17 215 645
1,4 5,7 13 161 484
0,96 3,84 8,6 107 332
0,72 2,88 6,5 80,6 242
0,48 1,92 4,3 53,8 161
0,36 1,44 3,2 40,3 121
0,29 1,15 2,6 32,3 96,8
0,21 0,83 1,85 23,0 69,1
0,16 0,64 1,44 17,9 53,8
0,14 0,57 1,30 16,1 48,4
0,10 0,38 0,86 10,8 32,3
0,07 0,29 0,65 8,06 24,2
0,06 0,23 0,52 6,45 19,4
0,05 0,19 0,43 5,38 16,1

Рассмотрим на примере как пользоваться таблицей. Допустим, требуется перемотать паяльник мощностью 60 Вт рассчитанный на напряжение питания 220 В. По самой левой колонке таблицы выбираете 60 Вт. По верхней горизонтальной строке выбираете 220 В. В результате расчета получается, что сопротивление обмотки паяльника, не зависимо от материала обмотки, должно быть равно 806 Ом.

Если Вам понадобилось сделать из паяльника мощностью 60 Вт, рассчитанного на напряжение 220 В, паяльник, для питания от сети 36 В, то сопротивление новой обмотки должно будет уже равно 22 Ом. Вы можете самостоятельно рассчитать сопротивление обмотки любого электронагревательного прибора с помощью онлайн калькулятора.

После определения требуемой величины сопротивления обмотки паяльника из ниже приведенной таблицы выбирается подходящий, исходя из геометрических размеров обмотки, диаметр нихромовой проволоки. Нихромовая проволока представляет собой хромоникелевый сплав, который выдерживает температуру нагрева до 1000˚С и маркируется Х20Н80. Это означает, что в сплаве содержится 20% хрома и 80% никеля.

Для намотки спирали паяльника имеющей сопротивление 806 Ом из примера выше, понадобится 5,75 метров нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм (нужно поделить 806 на 140), или 25,4 м проволоки диаметром 0,2 мм, и так далее.

При намотке спирали паяльника витки укладываются вплотную друг к другу. При нагревании докрасна поверхность нихромовой проволоки окисляется и образует изолирующую поверхность. Если вся длина проволоки не вмещается на гильзе в один слой, то намотанный слой покрывается слюдой и мотается второй.

Для электрической и тепловой изоляции обмотки нагревательного элемента лучшими материалами является слюда, стекловолоконная ткань и асбест. Асбест обладает интересным свойством, его можно размочить водой и он делается мягким, позволяет придавать ему любую форму, а после высыхания обладает достаточной механической прочностью. При изолировании обмотки паяльника мокрым асбестом надо учесть, что мокрый асбест хорошо проводит эклектический ток и включать паяльник в электросеть можно будет только после полного высыхания асбеста.

felstar.mypage.ru

Бесперебойник для компьютера

Бесперебойник для компьютера отличается от бесперебойника для отопления тем, что компьютеру не нужна большая мощность и чистая синусоида. Лучше всего для этих целей подойдут линейно-интерактивные ИБП, например, Stark Country 600 или Stark Country 2000. Такой ИБП защитит компьютер от скачков напряжения и обеспечит автономное питание в течение нескольких часов.

Как распознать нихром?

Так выглядит нихромовая нить.

Указанный сплав, как правило, не отличается обилием внешних признаков, позволяющих судить о той или иной его разновидности. В большинстве своём нихром – материал белого или слегка серебристого цвета. Использованные образцы будут отличаться темно-серым оттенком, что свидетельствует об образовании оксидной пленки.

Так или иначе, такие условные признаки не могут служить явным доказательством, указывающим на подлинность данного сплава. Как же определить нихромовую проволоку по внешнему виду. Нихром имеет одно специфическое свойство при длительном использовании. В отличие от других термостойких материалов, на его поверхности, как правило, проступает характерная темно-зелёная пленка. Кроме того, о качестве сплава можно судить и по степени восстановления формы спирали после нагрева. Если образец принял первоначальное положение, что говорит о его высокой деформационной стойкости, то есть все основания полагать, что это – нихром.

Несмотря на то, что рабочая температура нагрева нихромовой проволоки составляет высокие значения, её качественные характеристики могут заметно снизиться, если не принимать во внимание режимы длительного и кратковременного использования, каждый из которых предписывает определенные параметры работы. Соблюдение данных требований поможет существенно увеличить срок службы нагревательных элементов и послужит гарантией высоких эксплуатационных показателей.

Нихром, кантал, фехраль, Kantal A-1, A, D, Nichrome 60, Nicrome 80: сводная таблица сопротивления Ом/м погонный в зависимости от диаметра проволоки.

Нихром имеет в целом ме́ньшее удельное сопротивление, что позволяет снизить массу спирали, а следовательно, инертность. У кантала менее выражен пружинный эффект, из-за чего из него немного удобнее делать спирали. Так же, у кантала при обжиге образуется тонкий слой оксидной пленки, что позволяет использовать его в генезисах и в микрокоилах.
———————-Нихром -это сплав никеля и хрома. Бывает двух видов, нихром-80 и нихром-60. Немного различаются удельным сопротивлением, различаются процентным содержанием никеля и хрома.
Нихром-80: 80% никель, 20% хром.
Нихром-60: 60% никель, 16% хром, 24% железо.
———————-Кантал — это торговая марка фирмы, производящей проволоку. В России может называться фехраль, это то же самое. Распространены три вида: Kanthal D, Kanthal A, Kanthal A-1. Кантал состоит в основном из железа, хрома и алюминия. Основное различие между видами в процентном содержании алюминия.
Kanthal A-1 содержит 5.8% алюминия
Kanthal A содержит 5.3% алюминия
Kanthal D содержит 4.8% алюминия
Все марки кантала содержат от 20.5% до 23.5% хрома, оставшиеся 70% — 75% это железо.

Диаметр проволоки или
размер ленты, мм
Kantal A-1 Kantal A Kantal D Nichrome 60 Nichrome 60
AWG мм Ом/м Ом/м Ом/м Ом/м
(Производитель)
Ом/м
(Расчет)
Ом/м
(Производитель)
Ом/м
(Расчет)
20 0,81 2,76 2,76 2,76 1,97 2,36 1,97
21 0,72 3,54 3,54 3,15 2,76 2,76
22 0,64 4,33 4,33 4,33 3,54 3,54 3,15
23 0,57 5,51 5,51 5,13 4,33 4,33
24 0,51 7,09 6,69 6,69 5,51 5,51 5,12
25 0,46 9,06 8,66 8,27 7,09 6,69
26 0,41 11,42 10,63 10,63 8,66 9,06 8,66
27 0,36 14,17 13,39 13,39 11,42 10,63
28 0,32 18,11 17,32 16,54 13,78 14,57 13,39
0,30 20,50 19,70 19,10 15,40
29 0,29 22,44 21,65 20,87 18,11 17,32
30 0,26 28,35 27,17 26,38 22,05 22,83 21,26 21,65
31 0,22 35,83 34,25 33,46 28,74 27,17
32 0,20 45,28 43,31 42,13 34,65 36,22 34,65 34,65
33 0,18 57,09 54,72 53,15 45,67 43,70
Диаметр или
линейный размер, мм
Kantal A-1 Kantal A Kantal D Nichrome 60 Nichrome 60
AWG мм Ом/м Ом/м Ом/м Ом/м
(Производитель)
Ом/м
(Расчет)
Ом/м
(Производитель)
Ом/м
(Расчет)
34 0,16 72,44 69,29 67,32 55,91 57,87 54,72 55,51
35 0,14 90,55 86,61 84,25 72,44 69,29
36 0,13 114,96 109,84 106,69 88,58 91,73 82,88 88,19
37 0,11 144,88 138,58 134,65 115,75 111,81
38 0,10 181,50 173,62 168,50 138,58 144,88 140,16
0,3×0,15 32,6
0,3×0,1 48,26 48,00 36,30
0,4×0,1 37,06 31,80
0,5×0,1 30,02 29,80 23,75 21,80
0,6×0,1 22,00 27,20
0,7×0,1 19,6 22,05 15,60
0,8×0,1 18,66 19,26
0,9×0,1 16,98
1,0×0,1 14,76
0,7×0,08 21,00
0,8×0,08 22,83
0,9×0,08 20,44
1,0×0,08 18,81
0,8×0,05 37,58
0,9×0,05 32,88
1,0×0,05 30,42

Методики расчета

По сопротивлению

Давайте разберемся как рассчитать длину нихромовой проволоки по мощности и сопротивлению. Расчёт начинается с определения требуемой мощности. Представим, что, нам нужна нить из нихрома для паяльника малых размеров мощностью в 10 Ватт, который будет работать от блока питания на 12В. Для этого у нас есть проволока диаметром 0.12 мм.

Простейший расчет длины нихрома по мощности без учета нагрева выполняется так:

Определим силу тока:

Расчет сопротивления нихромовой проволоки проводим по закону Ома:

Длина проволоки равна:

где S – площадь поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление.

Или по такой формуле:

Но сначала нужно рассчитать удельное сопротивление для нихромовой проволоки диаметром 0.12мм. Оно зависит от диаметра – чем он больше, тем меньше сопротивление.

Тоже самое можно взять из ГОСТ 12766.1-90 табл. 8, где указана величина в 95.6 Ом/м, если по ней пересчитать, то получится почти тоже самое:

Для нагревателя мощностью 10 ватт, который питается от 12В, нужно 15.1см.

Если вам нужно выполнить расчет числа витков спирали, чтобы её свить из нихромовой проволоки такой длины, то используйте следующие формулы:

Длина одного витка:

где L и d – длина и диаметр проволоки, D – диаметр стержня на котором будут мотать спираль.

Допустим мы будем мотать нихромовую проволоку на стержень диаметром 3 мм, тогда расчеты проводим в миллиметрах:

Но при этом нужно учитывать, способен ли вообще нихром такого сечения выдержать этот ток. Подробные таблицы для определения максимального допустимого тока при определенной температуре для конкретных сечений приведены ниже. Простыми словами – вы определяете, до скольки градусов должна греться проволока и выбираете её сечение для расчётного тока.

Также учтите, что если нагреватель находится внутри жидкости, то ток можно увеличить в 1.2-1.5 раз, а если в замкнутом пространстве, то наоборот – уменьшить.

По температуре

Проблема приведенного выше расчёта в том, что мы считаем сопротивление холодной спирали по диаметру нихромовой нити и её длине. Но оно зависит от температуры, при этом же нужно учитывать при каких условиях получится её достичь. Если для резки пенопласта или для обогревателя такой расчет еще применим, то для муфельной печи он будет слишком грубым.

Приведем пример расчетов нихрома для печи.

Сначала определяют её объём, допустим 50 литров, далее определяют мощность, для этого есть эмпирическое правило:

  • до 50 литров – 100Вт/л;
  • 100-500 литров – 50-70 Вт/л.

Тогда в нашем случае:

Дальше считаем силу тока и сопротивление:

Для 380В при подключении спиралей звездой, расчет будет следующим.

Делим мощность на 3 фазы:

Pф=5/3=1,66 кВт на фазу

При подключении звездой, к каждой ветви прикладывается 220В (фазное напряжение, может отличаться в зависимости от вашей электроустановки), тогда ток:

Для соединения треугольником рассчитываем по линейному напряжению 380В:

Для определения диаметра учитывают удельную поверхностную мощность нагревателя. Рассчитаем длину, удельные сопротивления берем с табл. 8. ГОСТ 12766.1-90, но прежде определим диаметр.

Для расчета удельной поверхностной мощности печи используют формулу.

Bэф (зависит от теплопринимающей поверхности) и a (коэф. Эффективности излучения) – выбираются по следующим таблицам.

Итак, для нагрева печи до 1000 градусов, возьмём температуру спирали в 1100 градусов, тогда по таблице подбора Вэф выбираем значение в 4,3 Вт/см 2 , а по таблице подбора коэффициента а – 0,2.

Диаметр определяют по формуле:

рт – удельное сопротивление материала нагревателя при заданной t, определяется по ГОСТ 12766.1, таблица 9 (приведена ниже).

Для нихрома Х80Н20 – 1,025

Тогда для подключения к трёхфазной сети по схеме «Звезда»:

Длина рассчитывается по формуле:

Значения отличаются из-за высокой температуры спирали, проверка не учитывает ряда факторов. Поэтому примем за длину 1 спирали – 42м, тогда для трёх спиралей нужно 126 метров нихрома 1,3 мм.

Онлайн расчет длины нихромовой проволоки, спирали, для нагревателя

Для одного знакомого связиста расчет длины проволоки для нагревателя было мегазадачей.

Он вообще не парился этим вопросом, а просто сопел и замерял сопротивление проволоки спирали омметром каждые двадцать-тридцать витков, весь окутанный сигаретным дымом от «Примы». И матерился,
если наматывал слишком мало или много. Впрочем, мужик и специалист в телефонии он был классный.

На данном этапе жизни намотка обогревателей для меня не особо актуальна, но я все равно решила написать этот онлайн калькулятор расчета длины
проволоки. Может кому-то будет полезен.

Для использования калькулятора вводим необходимые параметры обогревателя или электроплиты в соответствующие поля
и нажимаем кнопку «Рассчитать длину проволоки для спирали нагревателя«.

Полученные результаты не учитывают рост электрического сопротивления проводника с ростом его температуры. Поэтому фактическая мощность
(как и потребляемый ток от сети) всегда несколько ниже расчетных величин.

Напряжение питания  В

Выберете материал проволоки для намотки спиралиНихромКонстантанХромальФехраль

Выберете диаметр проволоки из стандартных промышленных размеров. Не забываем, что сечение и диаметр проволоки — разные понятия. Если не знаем диаметра — пользуемся микрометром
или штангельциркулем. Интересно, для чего нужен нихром диаметром в 10 мм, что им вообще такое мотать? Наверно, детонатор для термоядерного реактора.

0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.21.52.02.22.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.010.0  мм

Постоянный адрес страницы  http://nemezida.su/online_raschet_dlini_provoloki_plita_nagrevatel.htm

Особенности и свойства

Главными составными частями нихромовой проволоки являются хром и никель. Также в нем присутствуют такие добавки, как кремний, железо, алюминий, марганец.

Обычно этот вид продукции реализуется в мотках, катушках, при необходимости ее отмеряют и отрезают.

Об основных свойствах нихрома можно узнать из следующей таблицы.

Параметры

Показатели

Температура нагрева, плавления

850- 110 градусов по Цельсию

Прочность

650 – 700 МПа

Коэффициент удельного сопротивления на 1 метр

1100-1140 ом

Плотность

Менее 8500 кг/м3

У нихрома небольшой вес, за счет этого материал часто применяют для производства всевозможных электроприборов. Для проволоки не характерна потеря рабочих характеристик в жидкости и средах агрессивного вида. Благодаря хрому на материале возникает пленка, что держит его в изоляции от негативного воздействия внешних факторов. Свойства этого сплава подробно описаны в ГОСТ 10994-74, ГОСТ 8803-89, ГОСТ 12766.1-90.

Упомянем особенности, за счет которых нихром считается ценным металлом.

  1. Не ржавеет, что отличает его от иных схожих материалов.
  2. Имеет значительное сопротивление относительно удельного тока. Благодаря этому нихромовой проволоки требуется намного меньше, нежели стальной, для изготовления какого-либо приспособления. Ко всему прочему данная особенность способствует тому, что предметы из нихрома имеют небольшие габариты и весят мало.
  3. Не деформируется, не горит под влиянием высокой температуры.
  4. Характеризуется эластичностью, что позволяет без труда менять форму проволоки.

Недостаток у нихромового сплава один – это высокая цена, но она никак не уменьшает спрос на данный тугоплавкий материал.

Он не способен создавать соединений во время применения флюса. Чтобы осуществить данную процедуру, потребуется соблюдать некоторую последовательность использования паяльных инструментов. Припоем в данном случае может служить оловянно-свинцовый сплав.

Также стоит отдельно подготовить флюс, компонентный состав которого должен быть в строгости дозирован. Основными компонентами вещества являются вазелин технического происхождения, глицерин и хлористый цинк. Чтобы смесь получилась идеальной консистенции потребуется тщательно смешать все вышеперечисленные компоненты. Наждачной бумагой потребуется ликвидировать остатки загрязнений и окисленных образований. После этого участок стоит протереть ватой, наложить флюс и осуществляют пайку.

Расчет нихромовой спирали. Готовы для Вас изготовить нихромовую спираль

При навивке спирали из нихрома для нагревательных элементов, операцию зачастую выполняют методом проб и ошибок, а затем подают напряжение на спираль и по нагреву нихромовой проволоки, нити подбирают требуемое количество витков.

Обычно такая процедура занимает много времени, а нихром теряет свои характеристики при множественных перегибах, что приводит к быстрому прогоранию в местах деформации. В худшем случае из делового нихрома получается нихромовый лом.

Чтобы правильно рассчитать  нихромовую спираль (напряжение сети 220 В), предлагаем воспользоваться данными приведенными в таблице, из расчета, что удельное сопротивление нихрома = (Ом · мм2 / м)

С ее помощью можно точно определить длину намотки виток к витку. В зависимости от Ø нихромовой проволоки и Ø стержня, на который наматывается нихромовая спираль. Пересчитать длину спирали из нихрома на другое напряжение нетрудно, использовав простую математическую пропорцию.

Длина нихромовой спирали в зависимости от диаметра нихрома и диаметра стержня

Ø нихрома 0,2 мм Ø нихрома 0,3 мм  нихрома 0,4 мм  Ø нихрома 0,5 мм Ø нихрома 0,6 мм Ø нихрома 0,7 мм
 Ø стержня, мм длина спирали, см Ø стержня, мм длина спирали, см Ø стержня, мм длина спирали, см Øстержня, мм длина спирали, см Øстержня, 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
2 30 2 43 2 68 3 46 3 53 3 64
3 21 3 30 3 40 4 36 4 40 4 49
4 16 4 22 4 28 5 30 5 33 5 40
5 13 5 18 5 24 6 26 6 30 6 34
6 20 8 22 8 26

Например, требуется определить длину нихромовой спирали на напряжение 380 В из  проволоки Ø 0,3 мм, стержень для намотки Ø 4 мм. Из таблицы видно, что длина такой спирали на напряжение 220 В будет равна 22 см. Составим простое соотношение:

220 В – 22 см

380 В – Х см

тогда:

X = 380 · 22 / 220 = 38 см

Намотав нихромовую спираль, подключите ее, не обрезая, к источнику напряжения и убедитесь в правильности намотки. У закрытых спиралей длину намотки увеличивают на 1/3 значения, приведенного в таблице. 

 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.

Решение:

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 (мм2)

R – сопротивление проволоки (Ом)

ρ – удельное сопротивление (для нихрома ρ=1.0÷1.2 Ом·мм2/м)

Допустимая сила тока (l), А 1 2 3 4 5 6 7
Ø нихрома при 700 °C, мм 0,17 0,3 0,45 0,55 0,65  0,75 0,85
Сечение проволоки (S), мм2 0,0227 0,0707 0,159 0.238 0,332 0,442 0,57

Краткий обзор теории

Спиральная антенна может быть описана как пружина с количеством витков N с отражателем. Окружность (C) витка составляет приблизительно длину волны (l), а дистанция (d) между витками составляет приблизительно 0.25C. Размер отражателя (R) составляет C или l и может иметь форму круга или квадрата.

Конструкция излучающего элемента вызывает круговую поляризацию (КП), которая может быть как право-, так и левосторонней (П и Л соответственно), в зависимости от того, как намотана спираль.

Для того, чтобы передать максимум энергии, обе стороны соединения должны иметь одинаковую направленность поляризации, кроме случаев, когда используется пассивный отражатель радиоволн на пути передачи сигнала.

Усиление (G) антенны относительно изотропии (dBi) может быть расчитана по следующей формуле:

G = 11.8 + 10 * log {(C/l)^2 * N * d} dBi               (1)

В соответствии с выводами Др. Даррела Эмерсона (Dr. Darrel Emerson, AA7FV) из Национальной Радиоастрономической Обсерватории, результат вычисления по формуле , также известной как формула Крауса (Kraus formula), 4-5 dB слишком оптимистичен. Др. Рей Кросс (Dr. Ray Cross, WK0O) проанализировал результаты исследования Эмерсона в программе анализа антенн ASAP.

Характеристика полного сопротивления (импенданса) (Z) полученной передающей линии эмпирически должна описываться формулой

Z = 140 * (C/l) Ohm                                    (2)

Реализация для частоты 2.43 ГГц (aka S-band, ISM band, 13 cm amateur band)

l = (0.3/2.43) = 0.1234567 m  (12.34 cm)            (3)

Диаметр витка (D) = (l/pi) = 39.3 mm         (4)

Стандартная канализационная пластиковая труба с внешним диаметром 40 мм является для нас превосходным решением и легкодоступна в магазинах «Сделай сам» или у любого сантехника Спираль может быть намотана из стандартного медного провода, который применяется в домашнем хозяйстве для цепей 220 В переменного тока. Этот провод имеет цветную поливинилхлоридную изоляцию и медный сердечник диаметром 1.5 мм. Обмотка проводом трубы даст результирующий диаметр D = 42 мм благодаря толщине изоляции.

D = 42 mm, C = 42*pi = 132 mm (which is 1.07 l)    (5)

d = 0.25C = 0.25*132 = 33 mm                       (6)

Для дистанций от 100 м до 2.5 км в пределах прямой видимости, 12 витков (N = 12) достаточно. Следовательно, длина трубы будет около 40 см (3.24 l). Обмотайте провод вокруг трубы и приклейте его поливинилхлоридным или любым другим, содержащим тетрагидрофуран (THF), клеем. Это даст очень прочную намотку вокруг трубы, как показано на рисунке 1 ниже.

Рисунок 1. Использованные материалы с размерами.

  • Сопротивление антенны:
  • Z = 140 * (C/l) = 140*{(42*pi)/123.4} = 150 Ом      (7)
  • требует соответствия сети для использования стандартного 50 Ом UHF/SHF коаксиала и коннекторов.
  • Обычно используется заглушка в 1/4 волны с сопротивлением (Zs)
  • Zs = sqrt(Z1*Z2) = sqrt(50*150) = 87 Ом               (8)

Из-за спиральной конструкции это соответствует 1/4 витка. Однако, с точки зрения механики, учитывая то, что необходимо позаботиться о водонепроницаемости, если антенна используется на открытом воздухе, есть более предпочтительные методы достижения сопротивления спиралью сопротивления в 50 Ом.

Первой мыслью было эмпирически увеличить d для первого и второго витка и добиться нужного значения методом проб и ошибок, измеряя результат при помощи направленного блока сопряжения и генератора сигнала.

Так что вся хвала — ARRL и Джейсону, для антенны были использованы его размеры. Честно говоря, эта страница практически копирует его страницу, за исключением того, что спираль намотана в противоположном направлении :)).

Рисунки 2a и 2b. Идея, размеры и монтаж согласователя. Гипотенуза треугольника должна быть продолжением провода.

Теперь необходимо припаять согласователь к спирали, приклеить их и приготовиться к соединению с колпачком, как показано на Рис. 3.

Рисунок 3. Почти законченная спиральная антенна.

Готово! (Рис. 4)

Рисунок 4. Законченная 12тивитковая 2.4 ГГц спиральная антенна, G = 17.5 dBi или 13.4 dBi (соответственно по Краусу или Эмерсону).

Характеристики антенны были измерены. Результаты — на Рис. 5a и 5b:

  1. Рисунок 5a. Потери на отражении (dB) от 2300 до 2500 МГц
  2. Рисунок 5b. Диаграмма Смита 2300-2500 МГц
  3. Рисунок 6a Установка для измерения
  4. Рисунок 6b «Спиральная антенна за час» и анализатор Rohde & Schwarz
  5. И наконец, спиральная антенна в действии…
  6. Рисунок 7a Излучает на мой LAP (Local Access Point
  7. Рисунок 7b Вид снизу

Виды спиралей

Если зайти в любой поисковик и набрать «виды спиралей для вейпа», то можно получить сотни вариантов, картинок и видео с их разновидностями. Каждая из спиралей имеет свои особенности, достоинства и недостатки, о которых стоит знать:

  • MicroCoil – самая простая намотка, представляющая собой небольшую спираль из проволоки с ножками для установки. Изготавливается очень просто – достаточно иметь под рукой проволоку и сверло (или любой другой предмет) заданного диаметра. К таким же койлам можно отнести и ParallelCoil – две проволоки, размещенные параллельно, которые в итоге образуют единое целое. Среди плюсов можно отметить простоту изготовления, но много вкуса и пара от нее ожидать не стоит;
  • Twist или «косичка» — две проволоки (возможно даже разного диаметра) заплетенные в косичку, что позволяет снизить сопротивление спирали и увеличить площадь нагрева. Создается просто при помощи подручных средств;
  • ZIPPER COIL – это два твиста, расположенные параллельно, причем направление косичек – друг к другу (визуально очень напоминает молнию на одежде). Намотка достаточно простая в изготовлении, дающая среднее количество пара и вкуса;
  • CLAPTON COIL – сразу стоит сказать, что для его изготовления понадобиться шуруповерт и два типа проволоки – основа (различного диаметра) и более тонкая для навивки на нее. Особенность такой спирали в том, что помимо увеличенной площади нагрева, наличие мелких канавок между витками тонкой проволоки позволяет заметно улучшить вкусовые ощущения и дать больше пара;
  • FUSED CLAPTON – основа такой спирали – это две параллельно расположенных проволоки одного диаметра, обмотанные проволокой малого диаметра. Подобная конструкция позволяет получить сотни мелких ванночек, которые способны в несколько раз усилить вкус жидкости. Такой тип спиралей является одним из самых распространенных, так как стоит недорого и делается достаточно просто;
  • TRIPLE FUSED – отличие от фьюзед-клэптона в том, что основа изготавливается из трех жил проволоки одного диаметра. Один из оптимальных вариантов для получения вкуса и навала;
  • ALIEN CLAPTON – аналог трипл-фьюзд, но обмотка производится при помощи проволоки, имеющей форму растянутой волны, что позволяет увеличить площадь обматываемой основы из трех основных жил в 1,5-2 раза. Отличается отличной вкусопередачей, но для своего разогрева требует больших мощностей;
  • STITCHED ALIEN – одна из вариаций Алиена, но три жилы расположены в виде треугольника, что положительно сказывается на вкусе и навале. Спираль порадует не только вкусом и навалом, но и оригинальным внешним видом – в Инстаграм выставить будет не стыдно;
  • STAGGERED CLAPTON – одна из вариаций фьзюда, состоящая из двух размещенных параллельно клэптонов, витки которых слегка раздвинуты. В полученные «щели» навивается тонкая проволока, которая крепит клэптоны. Позволяет получить очень много вкуса и пара, но требует достаточно большой мощности бокс-мода;
  • Juggernaut – аналог стаггеда, но параллель из двух клептонов обматывается плоским канталом для получения максимума навала;
  • CATERPILLAR CLAPTON – четыре или пять основных отрезков проволоки, обмотанные более тонкой. Особенность в том, что после изготовления спираль простукивается молотком для получения плоской поверхности, напоминающей гусеницы одноименной спецтехники. Сочетание вкуса и навала – на высоте, но о мощности бокс-мода не стоит забывать;
  • Green Mamba – паралелль, которая обматывается двумя твистами, расположенными навстречу друг другу. Подобное сочетание позволяет получить максимальное количество микрованночек и, соответственно, вкуса и навала, из-за чего и пользуется спросом среди вейперов. Подходит для дрипок и баков с большой базой.

Естественно, вариаций спиралей могут десятки – все ограничивается только фантазией вейпера, его усидчивостью и наличием соответствующих материалов. Существуют множество комбинаций основных видов спиралей с дополнительными вплетениями, позволяющими улучшить базовые характеристики койла.

Практика показывает, что владельцам мехмодов стоит отдавать предпочтение спиралям, изготовленным на основе нержавеющей стали – сопротивление их значительно ниже, чем у аналогов из кантала или нихрома и разогреваются они значительно быстрее — ALIEN FOR MECHANICAL MODS или FUSED FOR MECHANICAL MODS

При использовании бокс-модов важно контролировать сопротивление, так как далеко не все модели способны работать с сопротивлением ниже 0,1 Ом, но при этом у них имеется возможность использовать сложные высокомощные намотки — STAGGERED CLAPTON COIL, ALIEN CLAPTON COIL, TRIPLE CORE ALIEN CLAPTON BY HOPPERS FACTORY, TRIPLE FUSED BY GRADE COILS, STAGGERED BY GRADE COILS или INTERLOCKING ALIEN BY GRADE COILS

Заключение

Таким образом вы можете посчитать длину проволоки для нихромовой спирали и определить нужный диаметр по мощности, сечению и температуре

Важно при этом учитывать:

  • условия окружающей среды;
  • расположение нагревательных элементов;
  • температуру спиралей;
  • температуру, до которой должна нагреться поверхность и другие факторы.

Даже приведенный расчет, несмотря на его сложность, нельзя назвать достаточно точным. Потому что расчет нагревательных элементов — это сплошная термодинамика и можно привести еще ряд факторов, которые влияют на его результаты, например, теплоизоляцию печи и прочее.

На практике после оценочных подсчетов спирали добавляют или убирают в зависимости от полученного результата или используют температурные датчики и устройства для её регулировки.

Материалы по теме:

  • Как сделать индукционный котел своими руками
  • Расчет сечения кабеля по мощности и току
  • Как рассчитать сопротивление провода

23.02.2019

Заключение

В завершении нашей публикации хочется подвести небольшой итог:

  1. Прежде чем приступать к обслуживанию своего вейпа, обязательно ознакомьтесь с правилами проведения подобной процедуры. Кроме этого нужно хоть немножечко разбираться в физике, ну или хотя бы знать, что такое сопротивление на спирали, как его регулировать и от чего зависит его показатели.
  2. Помните, неправильно проведенный расчет сопротивления или же купленная неподходящая готовая спираль может стать причиной некачественного процесса парения, поломки гаджета или, того хуже, навредит здоровью вейпера.
  3. Для реализации намотки отдавайте предпочтение только качественным расходникам. Такой подход позволит сделать добротную, качественную и хорошо работающую спираль для электронной сигареты.
  4. Если вы пользуетесь покупными спиралями, то старайтесь подбирать их так, чтоб они хорошо становились на вашу базу. Здесь речь идет преимущественно об эксплуатационных характеристиках самой электронки, то есть, потянет ли она тот или иной сэтап.

Вот, собственно, и все, что мы хотели донести до вашего сведения. Надеемся, эта инфа поможет вам организовать качественное обслуживание своей электронной сигареты. А какая намотка стоит на вашем вейпе: покупная или самодельная?

И какая, по вашему мнению, из них лучше показывает себя в процессе парения?

Со временем каждый вейпер сталкивается с тем, что намотка спирали требует замены. Выполнить эту процедуру можно самостоятельно. Для тех, для кого электронная сигарета стала неизменным спутником, и отказаться от нее невозможно, на рынке сегодня представлены готовые намотки на спираль. Правда, такие изделия не предоставляют тех преимуществ, которыми обладают продукты собственного изготовления.

Сделав намотку на спираль, можно добиться следующего:

  1. Получить сопротивление, отличающееся от фабричного. Например, у клиномайзеров для сигаретной затяжки этот показатель равен 1,5 Ома. Чтобы изменить сопротивление, необходимо либо приобрести новую спираль, либо сделать иную намотку самостоятельно.
  2. Менять ощущения от парения в зависимости от текущих потребностей. В частности, опытный вейпер, самостоятельно создавая намотку на спираль, может задавать температуру пара и силу удара, который испытывает горло.
  3. Снизить расходы на электронные сигареты. Собственные намотки обходятся гораздо дешевле, так как цены на расходные материалы ниже, чем стоимость готовой продукции.

Чтобы создать собственную намотку на спираль, нужно приобрести атомайзеры.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации