Расчеты по формулам более точны, чем по таблицам, и необходимы тех случаях, когда в таблицах отсутствуют нужные данные. Сопротивление провода (в омах) вычисляется по формуле
р-удельное сопротивление (по таблице); I - длина провода, м; s - площадь поперечного сечения провода, мм2; d - диаметр провода.
Длина провода из этих выражений определяется по формулам
Площадь поперечного сечения провода подсчитывается по формуле
Сопротивление R2 при температуре t2 может быть определено по формуле
α - температурный коэффициент электросопротивления (из таблицы 1), R1 - сопротивление при некоторой начальной температуре t1.
Обычно за t1 принимают 18°С, и во всех приведенных таблицах показана величина R1 для t1=18oС.
Допустимая сила тока при заданной норме плотности тока А/мм2 находится из формулы
Необходимый диаметр провода по заданной силе тока определяют формуле
если норма нагрузки А=2 A/мм2, то формула принимает вид:
Ток плавления для тонких проволочек с диаметром до 0,2 мм подсчитывается по формуле
где d - диаметр провода, мм; k - постоянный коэффициент, равный для меди 0,034, для никелина 0,07, для железа 0,127. Диаметр провода отсюда будет:
Таблица 1.
| Материал | Удельное сопротивление, Ом*мм2 м(р) | Удельный вес, г/см3 | Температурный коэффициент электросопротивления (a) | Температура плавления, oС | Максимальная рабочая температура, oС |
| Медь | 0,0175 | 8,9 | +0,004 | 1085 | - |
| Алюминий | 0,0281 | 2,7 | +0,004 | 658 | - |
| Железо | 0,135 | 7,8 | +0,005 | 1530 | - |
| Сталь | 0,176 | 7,95 | +0,0052 | - | - |
| Никелин | 0,4 | 8,8 | +0,00022 | 1100 | 200 |
| Константан | 0,49 | 8,9 | -0,000005 | 1200 | 200 |
| Манганин | 0,43 | 8,4 | +0,00002 | 910 | 110 |
| Нихром | 1.1 | 8,2 | +0,00017 | 1550 | 1000 |
| Допустимая сила тока, А | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Диаметр нихромовой проволоки при температуре 700 oС, мм | 0,17 | 0,3 | 0,45 | 0,55 | 0,65 | 0,75 | 0,85 |
| Площадь поперечного сечения проволоки, мм2 | 0,0227 | 0,0707 | 0,159 | 0,238 | 0,332 | 0,442 | 0,57 |
Подставляя полученные значения в формулу
где l - длина проволоки, м; S - сечение проволоки, мм2; R - сопротивление проволоки. Ом; р - удельное сопротивление проволоки (для нихрома р=1,1, для фехраля р=1,3), Ом*мм2/м, получим необходима длину проволоки для нагревательного элемента.
При эксплуатации электрорадиотехнической аппаратуры необходимо знать сечение монтажных проводов - в зависимости от величины проходящего по ним тока. В таблице приведены максимально допустимые токи нагрузки для медных проводов различного сечения.
| Параметр | Сечение провода, мм2 | ||||||||||||||
| 0,05 | 0,07 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,7 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 4 | 6 | 11 | |
| Наибольший допустимый ток, А | 0,7 | 1 | 1,3 | 2,5 | 3,5 | 4 | 5 | 7 | 10 | 14 | 17 | 20 | 25 | 30 | 54 |
Источники