Как рассчитать сопротивление двух спиралей?

Как рассчитать сопротивление на своей намотке

В этой статье мы разберемся какие сопротивления стоит использовать, на каких модах, и главное как это все посчитать. Вообще сопротивление на будущей намотке зависит от нескольких параметров:

  • Это длина койлов, то есть имеется ввиду количество витков в спирали;
  • Это толщина используемой проволоки, то есть диаметр сечения;
  • И собственно само сопротивление металла, у каждого металла оно разное.

Количество витков на намотке работает так: чем их больше, тем большее сопротивление намотка будет оказывать. Из школьного курса физики все помнят, что чем больший путь проходит электрический ток, тем больше сопротивление.

С толщиной все та же физика, чем крупнее сечение проволоки, тем меньшее сопротивление оказывают металлические прутья.

Еще на это явление физики влияет сам диаметр готовой спирали, здесь такой же закон, как и в случае с количеством витков. Классическим диаметром для намотки является 3 мм, это обеспечивает нам хорошую площадь нагревания, и мы получаем отличный вкус, и количество пара.

Для чего же вообще нужны спирали для вейп девайса?

Это просто такой способ испарения той самой жидкости. Без них бы ваш девайс просто не мог бы работать. Как тогда должна испаряться жидкость? Так вот для этого и нужна намотка на вейпе. Работает это так: девайс по трубе или проводкам на платах подает из аккумулятора напряжение на эти самые намотки, в связи с этим, под действием электрического тока спирали нагреваются до высокой температуры, которая позволяет жидкости на основе глицерина испаряться с ваты.

Так как же посчитать сопротивление?

Честно говоря, проводить расчеты можно, но кому это нужно? Ну действительно, математики по жизни и так хватило, еще и с этим заморачиваться. Поэтому забудем про все эти вычисления, это не так-то и просто. Так что заходим в интернет, и гуглим калькуляторы намоток. Все. Что захотите можно рассчитать в считанные секунды без каких-либо умственных вычислений. Делайте жизнь проще, сложностей и так хватает.

Другой вариант, это мотать койлы, экспериментируя. Мотаем, устанавливаем в дрипулю или испаритель, и вкручиваем все это в плату. Бокс моды покажут на панели какое сопротивление по итогу вышло. Сложный вариант, но зато, если нет опыта мотать спирали, вот-вот он появится. Вместо платы можно использовать специальные устройства называемые OHm Reader’ами. Это такая площадка для вкручивания дрипки или бака, с экраном которое показывает итоговое сопротивление. Этот способ подходит, если например у вас нету и нет возможности взять у кого-нибудь плату.

Лучше мы поведаем вам, как же понять какое сопротивление выбрать для своего девайса. С мехмодами придется немного провести расчет, но это гораздо легче, чем рассчитать сопротивление в намотке. Нам нужно знать ампераж своего аккумулятора. Допустим, это 30 ампер. Теперь берем среднее напряжение аккумулятора, а оно составляет 3,7. Осталось только 3,7 поделить на 30 ампер. Мы получаем 0,12 Ом. Это то оптимальное сопротивление для вашего мехмода. С бокс-модами все гораздо проще, в принципе, на хорошей плате даже думать нечего, от 0,1 до 1 Ома ставим и все у вас будет классно.

Что будет если ошибиться с сопротивлением

Как я уже говорил, в хорошей плате боятся особо нечего, если бокс считает, что намотка не совсем безопасная, он об этом сам вам расскажет. Единственное, что стоит знать, это какое минимальное сопротивление плата может поддерживать. Обычно это как раз 0,1 Ом. Но существуют платы которые и 0,05 Ом поддерживают нормально. А вот с мехами морока. Тут нужна золотая середина так сказать. Самое маленькое сопротивление для мехмода это 0,07 Ом. Ниже будет уже взрывоопасно. Хотя существуют люди, которые и 0,01 Ом как то наматывают и парят, но честно вам скажу: они играют в “шахида”. Никогда не узнаешь в какой момент взрыв может произойти, не стоит с этим шутить. А вот самое большее сопротивление для меха это примерно 0,16 Ом. Выше будет просто плохо “жарить” и вкуса будет мало, а нам ведь этого не нужно? Конечно нет, так что рекомендуемое сопротивление для меха это 0,07-0,16 Ом. А золотая середина — 0,1-0,12 Ом.

Заключение

В итоге хотелось бы сказать, что не играйте с сопротивлением уж совсем озабочено. Особенно, если это касается мехмодов, оторванных пальцев уже никогда не вернешь, а шрамы заживают, но долго. Будьте аккуратны с этим. И не стоит париться с расчетом сопротивления в будущих койлах, просто используйте калькуляторы. Сохраните время для более важных дел. А на этом все, всем правильной намотки на ваших девайсах и густого пара.

Калькулятор намотки спирали

Вводные параметры i

Рассчитанные параметры i

Каждый вейпер прекрасно знает, что можно использовать в своих обслуживаемых атомайзерах могут использоваться как испарители, так и самостоятельно устанавливаемые спирали. Говорить, что лучше – невозможно, так как каждый любитель ароматного пара выбирает свой «Фэн-Шуй». Стоит отдельно остановиться на устанавливаемых самостоятельно спиралях, купить которые можно в вейп-шопе. Но рано или поздно у большинства вейперов возникает желание самостоятельно изготовить спираль, и при этом далеко не все знают об особенностях койлов, специфике их изготовления и выборе материалов.

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.

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.
Читайте также  Диммер своими руками для света

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.

Калькулятор расчета спирали из нихрома и фехраля для нагревателей

Электронагреватели могут производиться с нагревательными спиралями из различных материалов, но наиболее популярными все же являются нихром и фехраль. Нихром — это сплав никеля и хрома, а фехраль – сплав железа, хрома и алюминия. Они имеет высокую коррозионную стойкость и температуру плавления, поэтому и используется в электрических приборах и нагревателях.

Данная статья поможет вам разобраться в расчетах параметров греющих спиралей, а простые и удобные калькуляторы сделают быстрый подсчет нужной длины проволоки и переведут длину в вес и обратно. Воспользуйтесь этими онлайн-калькуляторами нихромовой проволоки, чтобы рассчитать сопротивление, площадь сечения, ток и длину нихромовой и фехралевой проволоки, просто указав мощность и напряжение.

Расчет длины спирали

Требуемая мощность нагревателя
Вт

Напряжение питания
В

Выберете диаметр проволоки из стандартных промышленных размеров.

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

Расчет веса и длины

Расчет спирали из нихрома и фехраля

Существует несколько способов расчета греющих спиралей, рассмотрим для начала более простой метод, учитывающий только сопротивление материала, а потом включим в расчет еще и изменение сопротивления под воздействием темепературы.

Способ расчета спирали по сопротивлению материала

В данном способе все довольно просто. Нам нужны первоначальные данные, на основе которых мы будем проводить вычисления. Они включают в себя:

Мощность нагревательного элемента, который хотите получить

Напряжение, при котором спираль будет работать

Диаметр и тип проволоки, который имеется в наличии

Предположим, у нас имеется электроприбор, который должен работать с мощностью 12 Вт под напряжением 24 В. При этом мы используем проволоку из нихрома с сечением 0,2 мм.

Для вычислений нам потребуется самая элементарная формула из общеобразовательного курса физики:

Мощность (Р) = Напряжение (U) * Сила тока (I)

І = Р: U = 12 : 24 = 0,5 А

Теперь воспользуемся законом Ома для определения сопротивления:

Сопротивление (R ) = Напряжение (U) * Сила тока (I) = 24/0,5 = 48 Ом

Теперь нам нужна формула для определения длины проводника:

Длина (L) = Площадь сечения (S) * Сопротивление (R) / Плотность материала (ρ)

Как же узнать сопротивление нихромовой проволоки? Помочь в решении данной задачи нам помогут таблицы плотности материалов или формулы для вычисления значения. Итак, если у нас проволока имеет диаметр 0,2, значит площадь сечения по формуле будет 0,0314 мм2, сопротивление смотрим по таблице и получаем длину проволоки 1,3 м.

Но это все чисто теоретически, ведь мы не знаем, сможет ли выдержать проволока данного диаметра такой ток. Посмотрим таблицу, в ней указаны максимальные значения тока для проволоки определенного диаметра. В нашем случае это 0,65, значит наше значение 0,5 лежит в допустимых пределах.

Также не забывайте учесть среду, в которой будет работать нагреватель. Если вы греете жидкость, можно смело увеличивать силу тока вдвое, а если замкнутое пространство – наоборот, уменьшать.

Способ расчета спирали по температуре

Тот, способ, который мы описывали выше, является не очень точным по той причине, что нами не было взято в расчет изменение сопротивления резистивной проволоки при росте температуры. Поэтому его можно применять только для не слишком высоких температур до 200-250 градусов. Для высокотемпературных печей данный расчет будет совсем неточным, поэтому рассмотрим второй метод.

Возьмем муфельную печь отжига и определим объем камеры и нужную мощность. Помогут с вычислениями нам такие два правила.

Если объем печи меньше 50 литров, то подбираем мощность 100 Вт на литр

Если же объем печи больше 100 литров, мощность рассчитывается как 50-70 Вт на литр

Допустим, наша печь отжига имеет объем 50 литров, мощность тогда будет 5 кВт. Если напряжение в сети должно быть стандартные 220 В, то сила тока и сопротивление будет равны:

І = 5000:220 = 22,7 А

R = 220:22,7 = 9,7 Ом

Подключение звездой при напряжении 380 В потребует деления мощности на 3 фазы, тогда наша мощность для одной фазы будет равна 5кВт / 3 = 1,66 кВт

Подключение звездой предполагает, что на каждую из фаз будет подаваться напряжение питания 220 В, следовательно значения сопротивления и силы тока будет такими:

І = 1660/220 = 7,54 А

R = 220/7,54 = 29,1 Ом

Второй тип подключения ТЭНов для напряжения в 380 В «треугольник» предполагает подачу линейного напряжения в 380 В, поэтому мы получим:

І = 1660/380 = 4,36 А

R = 380/4,36 = 87,1 Ом

При помощи ниже указанных таблиц мы можем найти удельную поверхностную мощность нагревательного элемента и вычислить на его основе длину проволоки.

Поверхностная мощность = βэф*α(коэффициент эффективности)

В итоге, чтобы наша печь нагрелась до 1000 С, нагревательный элемент должен производить температуру в 1100 градусов. Возьмем таблицы и выберем соответствующие значения. Тогда получим:

Поверхностная мощность (Вдоп)=4,3∙0,2=0,86Вт/см2=8600 Вт/м2

Диаметр определяется по формуле d= 3 √((4*Rt*P 2 )/(π 2 *U 2 *Вдоп))

Rt — удельное сопротивление материала при нужной температуре берем из таблицы

Если наша спираль изготовлена из нихрома марки Х80Н20, Rt будет равняться 1,025. Значит Рт=1,13 * 10 6 * 1,025 = 1,15 * 10 6 Ом на мм

При подключении типа «звезда»: диаметр равен 1,23 мм, длина = 42 м

Если же мы проверим результат по упрощенной формуле L=R/(p*k)

Получим 29,1/(0,82*1,033)= 34 м

Из этого мы видим, что не учитывая температуру мы получаем совсем другое значение длины проволоки и более правильным является выбор второго метода.

Итоги

Онлайн калькулятор для расчета спирали поможет вам с быстрыми предварительными расчетами, но для точного учета всех особенностей даже второго метода расчета с учетом температуры может быть не достаточно. На практике существует еще очень много факторов, которые нужно взять во внимание при расчете параметров нагревателя.

Если вам нужна помощь с расчетами нагревателей – обращайтесь к нам. Наши специалисты имеют огромный опыт в проектировании нагревательных элементов для различного промышленного оборудования. Мы поможем с расчетами оптимальных параметров нагревательных элементов для вашего оборудования и можем изготовить любой тип нагревателей для Вас.

Читайте также  Соединение СИП кабеля между собой

Спирали

Вы попали в Альманах, купить койлы для вейпа можно в каталоге.

Спирали, койлы, намотка – один из двух основных типов нагревательного элемента в электронных сигаретах, который испаряет жидкость методом нагрева. Спирали противопоставляются сетке.

Принцип работы

Койл представляет собой проволоку из одной или нескольких жил, скрученную в форму спирали. При этом койл имеет “ножки”, которые ставятся в специальные зажимные механизмы, такие как прижимные винты, пластины или другие конструкции. В атомайзерах всех типов спирали замыкают электрический контур, являясь местом наивысшего сопротивления в цепи. Как следствие, под действием электрического тока спирали нагреваются.

Чтобы подать на спирали жидкость, используется хлопок, лен, вискоза, кремнезем или другие аналоги, все это именуется “ватой”, реже “фитилем”. Вата устанавливается внутрь спирали или снаружи, соответственно воздух проходит снаружи или внутри спирали. Капиллярным эффектом вата доставляет жидкость из резервуара к спирали, а ввиду поверхностного натяжения жидкость “облепляет” спираль со всех сторон, так что в нормальных условиях работы, спираль всегда и со всех сторон покрыта жидкостью.

Температура спиралей

При нормальной работе, когда жидкость хорошо смачивает спираль и подается с достаточной скоростью во время затяжки, фактическая температура спирали не превышает 140 градусов.

Это обусловлено температурой самонагревания хлопка, то есть такой температурой, при которой в хлопке начинается видимая экзотермическая реакция с выделением побочных продуктов. Температура самонагревания ниже и не является температурой тления или самовозгорания, но реакция внутри нагреваемого вещества при такой температуре неотличима от горения, просто протекает медленнее.

Условно, если нагреть спирали до температуры выше 140 градусов, то из хлопка начнут выделяться продукты горения, что вредно, но именно это явление именуется “гарик” или “предгарик”, в зависимости от интенсивности и гримасы лица вейпера в этот момент. Иными словами, гарантом корректной температуры является сам пользователь, который не будет это парить, так как вкус станет омерзительный.

Температура спирали удерживается на этом уровне кипением – сколько бы вы ни кипятили воду в кастрюле, температура воды всегда будет 100 градусов и не выше, вся лишняя теплота уходит на интенсивность кипения, вся лишняя энергия теплоты моментально тратится на смену агрегатного состояния воды с жидкого на газообразное.

В вейпинге аналогично, только температура кипения VG составляет 290 градусов, а PG кипит на 188. Откуда тогда 140 градусов? Дело в воде – VG и PG гидрофильны, они моментально набирают воду из воздуха, и вода снижает точку кипения. В готовой жидкости воды мало, поэтому интенсивное кипение начинается примерно от 130 градусов, но стартует от 100 градусов, а если подлить в жидкость воды, то температура кипения еще снизится, что может защищать от гарика, но повышать вероятность течи.

Данные не являются строго теоретическими, хоть и подкреплены теорией, но являются результатом измерения температуры спирали лазерным термометром. Вы можете произвести аналогичный эксперимент, для надежности рекомендуется запустить ТК и выставить температуру предгарика – когда ощущается пересыхание ваты и начинает чувствоваться посторонний привкус. Термометр покажет 145 градусов на поверхности спирали.

Обратите внимание, что температура на дисплее боксмода вероятно будет отличаться, причем в большую сторону, так как ТК в электронных сигаретах показывает не фактическую температуру, а “попугаев”. По этой причине вам и потребуется термометр, чтобы измерить фактическую температуру спирали, а не экранных попугаев.

Количество спиралей

В атомайзерах необязательно используется одна спираль, их может быть несколько, при этом спирали подключаются в цепь параллельно. Обычно в дрипках и RTA используется пара койлов, однако встречаются варианты на 3 спирали и более.

В сменных головках также часто встречаются спирали, в сигаретных разновидностях традиционно используется одна спираль, как и в сигаретных обслужках. Однако в головках со свободным обдувом можно встретить по 10 спиралей и более, которые обычно располагаются в меньшем числе шахт, по несколько штук в каждой.

Проблема равного сопротивления

Если используется две и более спиралей, то все они должны иметь равное сопротивление. Если в цепи встречается 2 спирали с разным сопротивлением, то ток выбирает путь наименьшего сопротивления, то есть пойдет по спирали с наименьшим сопротивлением и минует вторую.

Однако по мере нагрева, сопротивление меньшего койла вырастет, сопротивление спиралей выровняется и ток начнет двигаться равномерно по двум койлам, но мощность на каждой спирали будет отличаться. По этой причине спирали всегда необходимо изготавливать идентичными.

Оксидная пленка и прожиг

При нагреве до температур в несколько сот градусов, спирали активно взаимодействуют с кислородом, образуя на своей поверхности оксидную пленку, которая препятствует прохождению тока между витками. Этот эффект является положительным и желанным, так как пользователь заинтересован в том, чтобы ток шел по всей длине спирали и не прыгал с витка на виток. Обычно оксидная пленка имеет цвет от желтого до фиолетового, что является “хорошим тоном” и говорит о высоком качестве металла.

По этой причине спирали принято прожигать после установки – пользователь подает небольшой ток на новую спираль, чтобы та прогрелась до едва видимого красного свечения, после чего водит по ней керамическим пинцетом, дабы кратковременно раздвинуть витки. В момент, когда пространство между витками открывается кислороду, на них образуется оксидная пленка и ток перестает прыгать между витками. Оксидная пленка действует подобно изоляции на проводах.

Прогрев именуется прожигом, в момент прожига пользователь видит места, в которых ток прыгает с витка на виток, так как в них происходит повышенный нагрев и они светятся сильнее, такие места именуются “Микро-КЗ”. Когда оксидная пленка сформирована, спираль начинает нагреваться равномерно из центра. Со временем работы оксидная пленка нарастает и становится толще, по этой причине спираль не имеет микро-КЗ при смене ваты и после чистки.

Чистка спиралей

Чистка возможна только в случае обслуживаемой намотки, необслуживаемые головки чистить невозможно, так как в них установлена вата, снять которую нельзя. Для чистки, вата удаляется из спиралей, затем спирали прогреваются до красного свечения и опускаются в воду. В этот момент спираль шипит, пузырьки воздуха разрывают нагар, спираль резко сжимается от охлаждения и нагар отваливается.

Применение и расчёт электрической спирали из нихрома​

Нихромовая спираль — это нагревательный элемент в виде проволоки, свернутой винтом для компактного размещения. Проволока изготавливается из нихрома — прецизионного сплава, главными компонентами которого являются никель и хром. «Классический» состав этого сплава — 80% никеля, 20% хрома. Композицией наименований этих металлов было образовано название, которым обозначается группа хромоникелевых сплавов — «нихром».

Самые известные марки нихрома — Х20Н80 и Х15Н60. Первый из них близок к «классике». Он содержит 72-73 % никеля и 20-23 % хрома. Второй разработан с целью снижения стоимости и повышения обрабатываемости проволоки. Содержание никеля и хрома в нем уменьшено – до 61 % и до 18 % соответственно. Но увеличено количество железа – 17-29 % против 1,5 у Х20Н80.

Читайте также  Электронно-релейный регулятор напряжения

На базе этих сплавов были получены их модификации с более высокой живучестью и стойкостью к окислению при высокой температуре. Это марки Х20Н80-Н (-Н-ВИ) и Х15Н60 (-Н-ВИ). Они применяются для нагревательных элементов, контактирующих с воздухом. Рекомендуемая максимальная температура эксплуатации – от 1100 до 1220 °С

Применение нихромовой проволоки

Главное качество нихрома – это высокое сопротивление электрическому току. Оно определяет области применения сплава. Нихромовая спираль применяется в двух качествах — как нагревательный элемент или как материал для электросопротивлений электрических схем.

Для нагревателей используется электрическая спираль из сплавов Х20Н80-Н и Х15Н60-Н. Примеры применений:

  • бытовые терморефлекторы и тепловентиляторы;
  • ТЭНы для бытовых нагревательных приборов и электрического отопления;
  • нагреватели для промышленных печей и термооборудования.

Сплавы Х15Н60-Н-ВИ и Х20Н80-Н-ВИ, получаемые в вакуумных индукционных печах, используют в промышленном оборудовании повышенной надежности.

Спираль из нихрома марок Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80-ВИ отличается тем, что его электросопротивление мало меняется при изменении температуры. Из нее изготавливают резисторы, соединители электронных схем, ответственные детали вакуумных приборов.

Как навить спираль из нихрома

Резистивная или нагревательная спираль может быть изготовлена в домашних условиях. Для этого нужна проволока из нихрома подходящей марки и правильный расчет требуемой длины.

Расчёт спирали из нихрома опирается на удельное сопротивление проволоки и требуемую мощность или сопротивление, в зависимости от назначения спирали. При расчете мощности нужно учитывать максимально допустимый ток, при котором спираль нагревается до определенной температуры.

Учет температуры

Например, проволока диаметром 0,3 мм при токе 2,7 А нагреется до 700 °С, а ток в 3,4 А нагреет ее до 900 0 С. Для расчета температуры и тока существуют справочные таблицы. Но еще нужно учитывать условия эксплуатации нагревателя. При погружении в воду теплоотдача повышается, тогда максимальный ток можно повысить на величину до 50 % от расчетного. Закрытый трубчатый нагреватель, наоборот, ухудшает отвод тепла. В этом случае и допустимый ток необходимо уменьшить на 10—50 %.

На интенсивность теплоотвода, а значит и на температуру нагревателя, влияет шаг навивки спирали. Плотно расположенные витки дают более сильный нагрев, больший шаг усиливает охлаждение. Следует учитывать, что все табличные расчеты приводятся для нагревателя, расположенного горизонтально. При изменении угла к горизонту условия теплоотвода ухудшаются.

Расчет сопротивления нихромовой спирали и ее длины

Определившись с мощностью, приступаем к расчету требуемого сопротивления. Если определяющим параметром является мощность, то вначале находим требуемую силу тока по формуле I=P/U. Имея силу тока, определяем требуемое сопротивление. Для этого используем закон Ома: R=U/I.

Обозначения здесь общепринятые:

  • P – выделяемая мощность;
  • U – напряжение на концах спирали;
  • R – сопротивление спирали;
  • I – сила тока.

Расчет сопротивления нихромовой проволоки готов. Теперь определим нужную нам длину. Она зависит от удельного сопротивления и диаметра проволоки. Можно сделать расчет, исходя из удельного сопротивления нихрома: L=(Rπd 2 )/4ρ. Здесь:

  • L – искомая длина;
  • R – сопротивление проволоки;
  • d – диаметр проволоки;
  • ρ – удельное сопротивление нихрома;
  • π – константа 3,14.

Но проще взять готовое линейное сопротивление из таблиц ГОСТ 12766.1-90. Там же можно взять и температурные поправки, если нужно учитывать изменение сопротивления при нагреве. В этом случае расчет будет выглядеть так: L=R/ρld, где ρld – это сопротивление одного метра проволоки, имеющей диаметр d.

Навивка спирали

Теперь сделаем геометрический расчет нихромовой спирали. У нас выбран диаметр проволоки d, определена требуемая длина L и есть стержень диаметром D для навивки. Сколько нужно сделать витков? Длина одного витка составляет: π(D+d/2). Количество витков – N=L/(π(D+d/2)).

На практике редко кто занимается самостоятельной навивкой проволоки для резистора или нагревателя. Проще купить нихромовую спираль с требуемыми параметрами и при необходимости отделить от нее нужное количество витков.

Расчет сопротивления для собственных спиралей

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.

Преимущества собственных спиралей

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.

Материалы для намотки

По сути, для создания намотки потребуются проволока и вата. Из первой изготавливается спираль, а вторая играет роль фитиля. Заменить их можно другими материалами:

  1. Для спирали.

Для создания спирали потребуется материал, сопротивление которого соответствует заданным параметрам. В электронной сигарете применяются:

  • Нихром. Отличается относительно низкой ценой.
  • Кантал (фехраль). Стоит дешевле нихрома, но служит гораздо меньше.
  • Нержавейка. Также недорогой материал. Пользуется малой популярностью ввиду того, что является неудобным для создания намотки материалом.
  • Никель. Самый дорогой материал для намотки на спираль. Предназначается для устройств, имеющих температурный контроль.
  • Титан. Как и никель, является дорогим материалом. При нагреве не выделяет вредных веществ.
  1. Для фитиля.

Для изготовления фитиля подойдут:

  • Кремнеземный шнур. Применяется очень редко, так как плохо проводит жидкость и быстро загрязняется.
  • Вата. Доступный материал, из которого чаще всего изготавливается фитиль.
  • Японский хлопок. Самый дорогой, но, вместе с тем, качественный материал. Он не дает дополнительного привкуса.

Расчет сопротивления

Сопротивление намотки является ее главной характеристикой, которая зависит от следующих параметров спирали:

  • длина;
  • толщина;
  • показатель сопротивления исходного материала.

Создавая собственную намотку, следует помнить о том, что увеличение толщины спирали и количества ее витков повышает площадь нагрева. Это необходимо учитывать при выборе мода. Если спираль будет достаточно большой, то она либо не поместится в электронную сигарету, либо не нагреется до необходимого уровня.

Рассчитать сопротивление намотки довольно легко, если вспомнить школьный курс физики. Речь идет о законе Ома: R=U/I, где R – сопротивление материала, U – напряжение и I – сила тока. Также при расчете данного показателя необходимо учитывать длину спирали, количество колец и другое.

Кроме того, невозможно добиться низкого сопротивления, если используются маломощные моды. Исключением в данном случае являются титановые и никелевые намотки. Но и они могут в итоге привести к поломке всего мода.

Для расчета сопротивления спирали рекомендуется пользоваться специальными калькуляторами. Они учитывают все важные показатели:

  • тип провода;
  • количество проводов и спиралей;
  • диаметр провода и витка;
  • расстояние между отдельными витками и другое.

В итоге калькулятор показывает количество витков, которые необходимо сделать, чтобы добиться заданных параметров.