Данный калькулятор будет полезен тем, кто решил сделать электрический обогреватель своими руками.
Например, в случае, если вы решили сделать электрический подогрев руля на легковом автомобиле с напряжением питания 12 вольт.
Как это выглядит? Берётся нихромовая проволока (продаётся в хозяйственном магазине, вы её наверняка видели в электроплитках), она обматывается вокруг рулевого колеса, а её концы присоединяются, например, к питанию звукового сигнала или к прикуривателю.
В примере вы можете видеть расчёт для нихромовой проволоки сечением 0,6 кв. мм. и длиной 2 м. В провод нужно также вставить предохранитель с допустимым током 5-10 ампер. Ну и кнопку включения / выключения.
То есть, получается, проволока нихромовая, выключатель, предохранитель. И, собственно, всё.
Нормальным значением для подогрева именно руля будет величина в ваттах около 30 ватт.
Пример хорошей и очень простой самоделки, показывающей работу такого нагревателя, можно увидеть в видео
Этот же калькулятор можно использовать для расчёта в целом любого обогревателя.
Расчёт выделяющейся мощности можно рассчитать по одной из трёх формул, результаты будут одни и те же:
P = U * I
P = U^2 / R
P = I^2 * R
R = ρ * L / S, то есть удельное сопротивление, умноженное на длину носителя, делённое на площадь сечения.
Таблица основных удельных сопротивлений металлов и сплавов (в омах) — под калькулятором.
Первая часть калькулятора позволяет определить выделяющуюся мощность, а вторая — рассчитать температуру и время нагрева проводника, а также ток, который необходим для поддержания заданной температуры.
Поскольку проводник может находиться в разных средах (в воде, в воздухе, на какой-то поверхности и т.п.), то вторая часть — довольно приблизительна, так как определённое количество тепла будет уходить с теплообменом. Но для общего понимания — нормально.
По поводу нормального тока — он рассчитан для справки. Если вы питаете обогреватель не от сети, а от стационарного источника, то для него существует некий нормальный ток, при котором аккумулятор дольше проживёт и будет отдавать максимальную ёмкость.
Величина этого тока очень сильно отличается в зависимости от технологии изготовления источника и может быть и 0,1 от ёмкости, и 0,3, и 10, и 20, и 30.
Обозначается это символом С. Например, если на аккумуляторе указано 10С, а сам он ёмкостью 10А, значит, он может отдавать ток в 100 ампер.
|
Расчёт тепловой мощности, выделяемой нагревателем
|
|
|
Расчёт сопротивления нагрузки
|
|
| Удельное сопротивление материала (ρ), Ом * мм² / м | |
| Длина проводника из материала, м | |
| Площадь сечения проводника, мм² | |
| Сопротивление участка, Ом |
?
|
|
Напряжение источника и ток через нагрузку
|
|
| Напряжение источника, В | |
| Ток через нагреватель, А |
?
|
|
Мощность, выделяемая на нагрузке
|
|
| Выделяемая мощность, Вт |
?
|
|
Расчёт перегрузки по току и времени работы (в случае питания от батареи или аккумулятора)
|
|
| Ёмкость источника, А*ч | |
| Нормальный разрядный ток, доля от ёмкости | |
| Нормальный разрядный ток, А |
?
|
| Максимальное время работы при реальном токе через нагрузку, ч |
?
|
| Ток через нагрузку выше нормы (превышение портит источник)? |
?
|
|
Расчёт температуры и времени нагрева
|
|
|
Расчёт массы проводника
|
|
| Плотность материала, кг / м³ | |
| Теплоёмкость материала, кДж / (кг * К) | |
| Объём используемого проводника, м³ |
?
|
| Масса используемого проводника, кг |
?
|
|
Температура нагрева
|
|
| Начальная температура (например, окружающей среды) (°С) | |
| Конечная температура (требуемая) (°С) | |
| Разница температур (°С) |
?
|
|
Время нагрева и потреблённая мощность
|
|
| Для нагрева нужно энергии (Вт) |
?
|
| Время нагрева (с) |
?
|
|
Расчёт тока для поддержания температуры после нагрева
|
|
| Время, за которое проводник остывает на 1°С (с) | |
| Потери тепла при остывании на 1°C (Вт) |
?
|
| Теплопотери из-за остывания в расчёте на 1 секунду (Вт) |
?
|
| Ток для поддержания температуры и компенсации потерь (А) |
?
|
| Необходимый для получения такого тока резистор (Ом) |
?
|
| Для справки: на резисторе будет дополнительно рассеиваться мощность (Вт) |
?
|
| Для справки: общая мощность в цепи (резистор + обогреватель) (Вт) |
?
|
Ниже вы можете видеть величины удельных электрических сопротивлений для разных металлов
|
Из Википедии: https://ru.wikipedia.org/wiki/Удельное_электрическое_сопротивление |
|
| Серебро |
0,015…0,0162
|
| Медь |
0,01724…0,018
|
| Золото |
0,02
|
| Алюминий |
0,0262…0,0295
|
| Иридий |
0,05
|
| Молибден |
0,05
|
| Вольфрам |
0,053…0,055
|
| Цинк |
0,06
|
| Никель |
0,09
|
| Железо |
0,10
|
| Платина |
0,11
|
| Олово |
0,12
|
| Свинец |
0,217…0,227
|
| Титан |
0,5562…0,7837
|
| Висмут |
1,20
|
| Сталь |
0,103…0,137
|
| Никелин |
0,42
|
| Константан |
0,50
|
| Манганин |
0,43…0,51
|
| Нихром |
1,05…1,4
|
| Фехраль |
1,15…1,35
|
| Хромаль |
1,3…1,5
|
| Латунь |
0,025…0,108
|
| Бронза |
0,095…0,1
|
|
Из данных программы «Начала электроники»
|
|
| Висмут |
1,2000
|
| Нихром |
1,0000
|
| Константан |
0,4900
|
| Манганин |
0,4400
|
| Свинец |
0,2060
|
| Олово |
0,1140
|
| Платина |
0,1050
|
| Железо |
0,0980
|
| Латунь |
0,0800
|
| Никель |
0,0724
|
| Цинк |
0,0592
|
| Молибден |
0,0560
|
| Фольфрам |
0,0550
|
| Алюминий |
0,0282
|
| Золото |
0,0242
|
| Медь |
0,0172
|
| Серебро |
0,0162
|
|
Со страницы http://bourabai.ru/toe/resistance.htm
|
|
| Серебро |
0,02
|
| Медь |
0,02
|
| Золото |
0,02
|
| Латунь |
0,025… 0,108
|
| Алюминий |
0,03
|
| Натрий |
0,05
|
| Иридий |
0,05
|
| Вольфрам |
0,05
|
| Цинк |
0,05
|
| Молибден |
0,06
|
| Никель |
0,09
|
| Бронза |
0,095… 0,1
|
| Железо |
0,10
|
| Сталь |
0,103… 0,137
|
| Олово |
0,12
|
| Свинец |
0,22
|
| Никелин (сплав меди, никеля и цинка) |
0,42
|
| Манганин (сплав меди, никеля и марганца) |
0,43… 0,51
|
| Константан (сплав меди, никеля и алюминия) |
0,50
|
| Титан |
0,60
|
| Ртуть |
0,94
|
| Нихром (сплав никеля, хрома, железа и марганца) |
1,05… 1,4
|
| Фехраль |
1,15… 1,35
|
| Висмут |
1,20
|
| Хромаль |
1,3… 1,5
|
Я имею ввиду в расчёте времени нагрева. Если подставить в Цельсия, то совершенно другое время получается! c=Q/m*∆T, Дж/кг*К из этого Q=c*m*∆T, (Дж/кг*К) *кг*°С, надо перевести °С в К чтобы получить Дж. А потом из Q=Pt, Дж (Вт*с), вычисляем t=Q/P, с
Добрый день ) Возможно, вы правы. Сейчас у меня пока нет возможности это проверить.
Добрый вечер. У вас в расчётах температура применяется в градусах Цельсия, а должно быть в Кельвина.
Здравствуйте, Артём. ) Здесь учитывается разница температур, а в ней без разницы — градусы Цельсия или Кельвина.
Отличная работа
Благодарю за высокую оценку! )
Андрей помогите расчитать !!
нагреватель мне надо !
для принтера 800*800
хочу из тексталита сделать !!
Какой блок питания брать !
есть 48В 7,5А
Есть 12 В
Какой правильнее заюзать
Лично мне кажется, что на 12 В безопасней. Но лучше с таким вопросом обратиться к профессиональному электронщику, поскольку я — просто интересуюсь для себя разными такими штуками )
Классный калькулятор. Спасибо.
Единственный минус- сам калькулятор не вписывается в габариты вертикального экрана смартфона. Все остальное нормально. Надо код подправить немного.
Благодарю за комментарий!
Ресурсов не хватает сейчас на это — делаю крупный проект, занимающий кучу времени…
Калькулятор хороший. Однако есть одно неудобство.
Стояла задача рассчитать нагрев проводника в зависимости от тока, который он должен проводить. Вашим калькулятором — не получается. Очень было бы неплохо значение тока сделать редактируемым полем.
Спасибо за комментарий. Подумаю над этим )
Очень прошу помочь! Кипятильник погружной на 2кВт/220в. Если его подключить к сети 36в, то какая будет t°C на трубке кипятильника?
Здравствуйте. У меня на сайте очень приблизительный расчёт.
Да и деталей в вашем комментарии недостаточно, мне кажется.
Я бы, наверно, посоветовал вам поинтересоваться у фрилансеров.
Для этого можно воспользоваться биржами для студентов (там полно исполнителей, сбивающих друг другу цены) — автор24, студворк, студланс…. автор24
Извините. После обновления страницы все правильно посчиталось.
Здравствуйте, Андрей! Спасибо за замечания.
Калькулятор, конечно же, приблизительный.
Для расчёта подогрева руля или рук — он подойдёт, а вот что-то более серьёзное — уже едва ли )
Отличный калькулятор. Только есть ошибки в велечинах:»Для нагрева до этой температуры нужно энергии, Ватт» Здесь не ватты, а джоули в ваттах совсем другая цифра.
«Для поддержания температуры необходим ток, А» тоже не правильно считает. Для поддержания необходимой темературы, ток не может быть больше начального, т.к. с нагревом сопротивление проводника увеличивается. Значит ток будет меньше.