Электрическая печь сопротивление которой 100: Электрическая печь, сопротивление которой 100 Ом, рассчитана на силу тока 2 А. Найдите потребляемую электроэнергию за 4 ч

alexxlab | 19.04.2023 | 0 | Разное

Работа и мощность тока — Студопедия

Задания уровня “А”

1. Какую работу совершит ток силой 2 А за 5 минут при напряжении в цепи 15 В?

2. Электрическая печь, сопротивление которой 100 Ом, потребляет ток 2 А. Определите потребляемую электроэнергию за 2 ч непрерывной работы печи.

3. Найдите количество теплоты, которое выделится в резисторе сопротивлением 100 Ом, включенном в сеть с напряжением 40 В, за 2 минуты.

4. В лампочке карманного фонаря сила тока равна 0,2 А. Вычислите электрическую энергию, получаемую лампочкой за каждые 3 минут, если напряжение на лампочке составляет 3,6 В.

5. Рассчитайте количество теплоты, которое выделит за 5 минут проволочная спираль сопротивлением 50 Ом, если сила тока равна 1,5 А.

11. Определите сопротивление электрического паяльника, потребляющего ток мощностью 300 Вт от сети напряжением 220 В.

12. Телевизор, потребляемая мощность которого 150 Вт, работает от сети напряжением 220 В. Какой плавкий предохранитель следует установить в телевизоре, если имеются предохранители на 0,5 А, 1 А и 2 А?

13. Какое сопротивление следует включить в сеть с напряжением 220 В, чтобы в нем за 10 минут выделилось 66 кДж теплоты?

14. Электрическая печь потребляет мощность 11 кВт при величине тока 50 А. Определите напряжение в сети, питающей электрическую печь.

15. Найдите работу, совершенную за 10 минут током мощностью 25 Вт.

Задания уровня “В”

1. В электрической лампе в течение 8 минут выделено 28,8 кДж энергии. Найдите сопротивление нити лампы, если она включена в сеть с напряжением 220 В.

2. При напряжении 220 В в электрической лампе в течение 1 минут израсходовано 3600 Дж энергии. Определите, чему равна сила тока в лампе.

3. Рассчитайте, за какое время электрический утюг выделит 1600 Дж теплоты, если сила тока в нем 3 А, а напряжение в сети 220 В.

4. Определите сопротивление электрической плитки, если она при силе тока 4 А за 10 минут потребляет 400 кДж энергии.

5. Электрическая лампа мощностью 100 Вт включена в сеть с напряжением 220 В. Определите сопротивление нити накала лампы, силу тока лампе и недельный расход электроэнергии при условии, что в день лампа горит в течение 5 ч.

15. Чему равно удельное сопротивление материала, из которого изготовлена спираль нагревательного элемента мощностью 480 Вт, если его длина равна 18 м, площадь поперечного сечения 0,24 мм², а напряжение в сети 120 В?

Задания уровня “С”

1.За какое время в электрическом чайнике мощностью 600 Вт можно вскипятить 1 л воды, взятой при температуре 20°С? КПД чайника равно 70%.

2. Сколько воды с начальной температурой 18°С можно вскипятить за 10 минут на электрической плитке мощностью 600 Вт? Определите сопротивление спирали, если плитка работает от сети с напряжением 120 В, а ее КПД равен 82%.

3. Подошва стального утюга массой 600 г в процессе работы нагрелась от температуры 20°С до температуры 250°С. Сколько времени ушло на нагревание утюга, если его мощность составляет 700 Вт, а КПД равен 75%?

4. На электрической плитке мощностью 800 Вт 1,5 л воды нагревается от температуры 15°С до температуры 100°С за 20 минут. Определите КПД установки.

5. Какой длины надо взять никелиновую проволоку площадью поперечного сечения 0,84 мм², чтобы изготовить нагреватель на 220 В, при помощи которого можно было бы нагреть 2 л воды от температуры 20°С до кипения за 10 минут при КПД 80%?

6. Две электрические лампочки включены в сеть последовательно, как показано на схеме (рис. 65). Какая лампочка потребляет большую мощность и во сколько раз, если их сопротивления соответственно равны R₁ – 100 Ом и R₂ = 300 Ом.

14. Две лампы мощностью 40 Вт и 60 Вт, рассчитанные на одинаковое напряжение, включены в сеть с тем же напряжением последовательно. Какие мощности тока они потребляют?

15. В электрическом самоваре мощностью 600 Вт и электрическом чайнике мощностью 300 Вт при включении в сеть напряжением 220 В, на которое они рассчитаны, вода закипает одновременно через 20 минут. Через сколько времени закипит вода в самоваре и чайнике, если их соединить последовательно и включить в ту же сеть?

Электрические печи сопротивления.

Классификация конструкций и характеристики нагревательных элементов. Статья

ПРОДУКЦИЯ   Содержание: Описание электрических печей сопротивления Классификация электрических печей сопротивления Материалы для нагревателей электрических печей сопротивления Заключение Внимание! Если Вы обнаружили ошибку на сайте, то выделите ее и нажмите Ctrl+Enter. Вам понравилась эта статья?! Добавьте ее в свои закладки. Имя*: E-mail*: Тема: Сообщение*: Код*:

8 (800) 200-52-75 (495) 366-00-24 (495) 504-95-54 (495) 642-41-95 e-mail: info@metotech. ru e-mail: [email protected] Статья “Электрические печи сопротивления. Классификация конструкций и характеристики нагревательных элементов” рассказывает об электрических печах сопротивления. В статье описаны области применения данных печей, принцип работы, классификация по различным признакам. Подробно описаны материалы, которые используются для изготовления нагревателей электрических печей. Описание электрических печей сопротивления, их области применения, принцип действия Электрическими печами сопротивления (ЭПС) называется обширный класс электротермических установок, предназначенных для нагрева различных изделий в результате пропускания тока либо через сами изделия (устройства прямого действия) либо через систему проводников (устройства косвенного действия). ЭПС широко используются в промышленности, лабораторных и научных исследованиях для плавления, сушки, предварительного нагрева, обжига, закалки и других видов термической обработки разнообразных материалов благодаря следующим достоинствам: Возможность равномерного нагрева изделий до температур в 2500 °С Компактность конструкции и высокая мощность нагрева Автоматизация управления, возможность интегрирования в промышленные технологические цепочки Простота регулировки рабочих режимов, в том числе при сложных графиках температурного воздействия Использование эффективных средств герметизации – вакуум, среда защитных газов, совместимость с режимами специальной атмосферы при химико-термическом воздействии (при азотировании, цементации и т.п.) Электрическая печь прямого действия предусматривает нагрев размещенного в ней металлического изделия путем пропускания тока непосредственно через него. Это позволяет обеспечить стремительный нагрев детали до необходимых температур за считанные секунды. Однако громоздкость и другие конструктивные сложности, а также трудность с оперативной регулировкой режимов ограничивают применение таких установок. Большая часть ЭПС выполняется по косвенной схеме, с использованием нагревательных элементов из жаропрочных материалов. Проволочный либо ленточный нагреватель из таких прецизионных сплавов, как нихром или фехраль, характеризуется долгим сроком службы, надежностью, точным соблюдением задаваемых температурных параметров и рядом других достоинств. Промышленностью изготовляется весьма широкий ассортимент печей косвенного воздействия, с обеспечением теплопередачи за счет конвекции, излучения, теплопроводности либо комбинации этих факторов. Классификация электрических печей сопротивления Электрические печи сопротивления классифицируются: По режиму работы – имеются установки непрерывного и периодического действия. По способу применения – лабораторные, для единичных исследований, и промышленные, для объемной и постоянной термообработки. По атмосфере в рабочей камере – с контролируемой атмосферой, в том числе вакуумные, либо функционирующие в воздушной среде (окислительные). По виду обрабатываемых изделий – установки для термической металлообработки, печи для воздействия на стекло, керамику, фарфор и др. По типу конструкции – шахтные, камерные, колпаковые, плавильные и конвейерные ЭПС. Имеются установки с выдвижным и пульсирующим подом, карусельные, барабанные, толкательные и другие конструкции. По рабочей температуре – наиболее наглядной характеристике электропечей сопротивления: Низкотемпературные (нагрев до 400 °C) и среднетемпературные (нагрев до 1000 °C), в качестве нагревательных элементов используются нихром марок Х15Н60, Х20Н80 и др. Высокотемпературные (нагрев до 1600 °C) установки на основе фехраля марок Х27Ю5Т, Х23Ю5Т и др. Особо высоких температур (нагрев до 1800 °C), в них нагревательные элементы изготовлены из керамических материалов – хромита лантана, дисилицида молибдена, карбида кремния Сверхвысоких температур (нагрев до 2500 °C) – работают в вакуумной среде с использованием тугоплавких металлов тантала, вольфрама, молибдена либо композитных углеродосодержащих сплавов в качестве нагревателей. Характеристики материалов для нагревательных элементов ЭПС Очевидно, что любой нагреватель в электропечах сопротивления должен быть жаростойким, жаропрочным, обладать высоким удельным сопротивлением, постоянством электрических свойств и достаточной обрабатываемостью. Немалое значение имеет бюджетная доступность прецизионных материалов для нагревателей. Такому комплексу требований отвечают сплавы на основе железа, хрома, никеля и алюминия, в первую очередь хромоникелевые и железохромоникелевые соединения. Хромоникелевые прецизионные сплавы, например, Х20Н80 обладают высокой механической стойкостью, хорошо свариваются, отличаются незначительной намагничиваемостью и долговечны в использовании. Кроме того, на их поверхности образуется тугоплавкая пленка из окисла хрома, которая не растрескивается при многократных циклах нагрев/охлаждение. Ограничение использование хромоникелевых сплавов связано с экономическими причинами – они достаточно дорогостоящие, и температурным диапазоном – рекомендуемый нагрев не более чем до 1000°C. В ряде случаев целесообразно применение фехралей, более дешевых, чем нихром. Такие железохромоалюминиевые сплавы способны к длительной работе в печах при температурах: Х15Ю5 – до 800°С Х23Ю5 – до 1200°С Х27Ю5Т – до 1300°С Х23Ю5Т – до 1400°С Однако, следует учитывать, что по сравнению с нихромами фехралевые сплавы имеют ряд эксплуатационных недостатков. Они более хрупкие и менее стойкие к коррозии и магнитному воздействию. При работе термическое удлинение нагревателей из фехраля достигает заметных величин, что должно быть учтено при проектировании камер ЭПС. Футеровку печей с фехралевыми нагревателями следует выполнять из кирпича или обмазки с высоким содержанием глинозема, обычная шамотная футеровка здесь неприменима. Перспективными разработками в области нагревательных элементов для ЭПС являются сплавы вида Х27Н70ЮЗ или Х15Н60ЮЗ – они жаростойки, инертны к окислам железа, сочетают механическую прочность и пластичность. Нагревательные элементы в большинстве моделей электрических печей сопротивления выполняются из проволоки либо имеют ленточную конструкцию. В промышленных ЭПС в основном используется нихромовая (фехралевая) проволока диаметром 3-7 миллиметров, но также встречаются печи, в которых нагреватели сделаны из проволоки большего диаметра. При формировании спиральных нагревателей из прецизионных проволок они должны быть достаточно жесткими, иметь плотность намотки и соотношение диаметр/шаг с оптимальной теплопередачей. Дело в том, что высокая плотность намотки и большой диаметр способствуют росту мощности только до определенного предела. С дальнейшим ростом густоты укладки возрастает экранирующее влияние одних витков на другие – то есть снижается эффективность использования. Из современных конструкций проволочных нагревателей значительное распространение получили модели на керамических трубках. Их излучаемая мощность значительно превышает аналоги в полочках и пазах, они универсальны как по внутрикамерному расположению, так и использованию различных марок жаропрочных сплавов. Ленточные нагреватели для ЭПС изготовляют в виде зигзагов, их размер зависит от необходимой мощности печи. Крепление лент выполняется на керамических стойках или жаропрочных сплавах. Для обеспечения достаточной прочности излучающих лент и минимального экранирования соседних полос наиболее распространено соотношение толщины ленты к ее ширине в пределах 1:10. Заключение Электрические печи сопротивления получили широкое распространение в различных областях промышленности благодаря своим практически полезным качествам. На данный момент это один из самых популярных вариантов печей, которые используются повсеместно от гончарных мастерских до крупных металлургических заводов.

Таблица/диаграмма удельного сопротивления для обычных материалов

Таблица удельного электрического сопротивления материалов, которые могут использоваться в электрических и электронных компонентах, включая удельное сопротивление меди, удельное сопротивление латуни и удельное сопротивление алюминия.

---

Учебное пособие по сопротивлению Включает:
Что такое сопротивление Закон Ома Омические и неомические проводники Сопротивление лампы накаливания Удельное сопротивление Таблица удельных сопротивлений для обычных материалов Температурный коэффициент сопротивления Коэффициент сопротивления по напряжению, VCR Электрическая проводимость Последовательные и параллельные резисторы Таблица параллельных резисторов

---

Приведенная ниже таблица удельного электрического сопротивления содержит значения удельного сопротивления многих веществ, широко используемых в электронике. В частности, сюда входит удельное сопротивление меди, удельное сопротивление алюминия, золота и серебра.

Удельное электрическое сопротивление особенно важно, поскольку оно определяет его электрические характеристики и, следовательно, пригодность его для использования во многих электрических компонентах.

Например, видно, что удельное сопротивление меди, удельное сопротивление алюминия, серебра и золота наряду с другими характеристиками определяют, где используются эти металлы.

Для сравнения способности различных материалов проводить электрический ток используются значения удельного сопротивления.

Что означают цифры удельного сопротивления

Чтобы иметь возможность сравнивать удельное сопротивление различных материалов, от таких предметов, как медь и серебро, до других металлов и веществ, включая висмут, латунь и даже полупроводники, необходимо использовать стандартное измерение.

Определение удельного сопротивления гласит, что удельное сопротивление вещества есть сопротивление куба этого вещества, имеющего ребра единичной длины, при том понимании, что ток течет нормально к противоположным граням и распределяется по ним равномерно.

Удельное сопротивление обычно измеряется в Ом-метрах. Это означает, что удельное сопротивление измеряется для куба материала размером метр в каждом направлении.

Таблица удельного сопротивления для обычных материалов

В таблице ниже приведены значения удельного сопротивления различных материалов, в частности металлов, используемых в качестве электрических проводников, изоляторов и т. д.

Значения удельного сопротивления даны для материалов, включая медь, серебро, золото, алюминий, латунь и т.п.

Таблица удельного электрического сопротивления обычных материалов
Материал	Удельное электрическое сопротивление при 20°C Ом-метры
Алюминий	2,8 x 10 -8
Сурьма	3,9 x 10 -7
Висмут	1,3 х 10 -6
Латунь	~0,6 – 0,9 x 10 -7
Кадмий	6 х 10 -8
Кобальт	5,6 х 10 -8
Медь	1,7 x 10 -8
Золото	2,4 х 10 -8
Углерод (графит)	1 х 10 -5
Германий	4,6 х 10 -1
Железо	1,0 x 10 -7
Свинец	1,9 x 10 -7
Манганин	4,2 х 10 -7
Нихром	1,1 x 10 -6
Никель	7 х 10 -8
Палладий	1,0 x 10 -7
Платина	0,98 х 10 -7
Кварц	7 х 10 17
Кремний	6,4 x 10 2
Серебро	1,6 x 10 -8
Тантал	1,3 x 10 -7
Олово	1,1 x 10 -7
Вольфрам	4,9 х 10 -8
Цинк	5,5 х 10 -8

Удельное сопротивление материалов – какое лучше

Можно видеть, что удельное сопротивление меди и удельное сопротивление латуни как низкое, так и с учетом их стоимости по сравнению с серебром и золотом, они становятся экономичными материалами для использования во многих проводах.

Удельное сопротивление меди и простота ее использования означают, что она также используется почти исключительно для изготовления проводников на печатных платах.

Иногда используется алюминий

и особенно медь из-за их низкого удельного сопротивления. Большинство проводов, используемых в наши дни для межсоединений, изготовлены из меди, поскольку она обеспечивает низкий уровень удельного сопротивления по приемлемой цене.

Удельное сопротивление золота также важно, потому что золото используется в некоторых критических областях, несмотря на его стоимость. Часто золотое покрытие встречается на высококачественных слаботочных разъемах, где оно обеспечивает наименьшее контактное сопротивление.

Позолота очень тонкая, но даже при этом она способна обеспечить требуемые характеристики разъемов. Кроме того, поскольку он не окисляется, как многие другие металлы, это также является значительным дополнительным преимуществом.

Серебро

имеет очень низкий уровень удельного сопротивления, но оно не так широко используется из-за своей стоимости и из-за того, что оно тускнеет, что может привести к более высокому контактному сопротивлению. Оксид может действовать как выпрямитель при некоторых обстоятельствах, что может вызвать некоторые неприятные проблемы в радиочастотных цепях, создавая так называемые продукты пассивной интермодуляции.

Однако он использовался в некоторых катушках для радиопередатчиков, где низкое удельное электрическое сопротивление серебра уменьшало потери.

Когда серебро использовалось в этом приложении, оно обычно наносилось только на существующий медный провод – скин-эффект, влияющий на высокочастотные сигналы, означал, что только поверхность провода использовалась для проведения высокочастотных электрических токов. Благодаря покрытию проволоки серебром это значительно снизило затраты по сравнению с цельной серебряной проволокой без какого-либо существенного влияния на производительность.

Другие материалы в таблице удельного электрического сопротивления могут не иметь таких очевидных применений. Тантал указан в таблице, потому что он используется в конденсаторах — никель и палладий используются в концевых соединениях для многих компонентов поверхностного монтажа, таких как конденсаторы.

Кварц

находит свое основное применение в качестве пьезоэлектрического резонансного элемента. Кристаллы кварца используются в качестве элементов, определяющих частоту, во многих генераторах, где их высокое значение добротности позволяет создавать схемы с очень стабильной частотой.

Они также используются в высокопроизводительных фильтрах. Кварц имеет очень высокий уровень удельного сопротивления и не является хорошим проводником электричества, будучи классифицированным как изолятор.

Классификация удельного сопротивления проводников, изоляторов, полупроводников

Существует три широких классификации материалов с точки зрения их удельного сопротивления: проводники, полупроводники и изоляторы.

Сравнение удельного сопротивления проводников, полупроводников и изоляторов
Материал	Типовой диапазон сопротивления (Ом·м)
Проводники	10 -2 – 10 -8
Полупроводники	10 -6 – 10 6
Изоляторы	10 11 – 10 19

Эти цифры являются ориентировочными. Цифры для полупроводников будут сильно зависеть от уровня легирования.

Удельное электрическое сопротивление материалов является ключевым электрическим параметром. Он определяет, можно ли эффективно использовать материалы во многих электрических и электронных приложениях. Это ключевой параметр, который используется для определения правильных материалов, которые будут использоваться в электрических и электронных изделиях.

Дополнительные основные понятия и руководства по электронике:
Напряжение Текущий Мощность Сопротивление Емкость Индуктивность Трансформеры Децибел, дБ Законы Кирхгофа Q, добротность РЧ-шум Сигналы
    Вернуться в меню основных понятий электроники . . .

Сопротивление и удельное сопротивление

Сопротивление и удельное сопротивление

Электрическое сопротивление компонента цепи или устройства определяется как отношение приложенного напряжения к электрическому току который протекает через него: Если сопротивление постоянно в значительном диапазоне напряжения, то закон Ома I = V/R можно использовать для прогнозировать поведение материала. Хотя приведенное выше определение включает в себя постоянный ток и напряжение, то же самое определение справедливо и для применения резисторов на переменном токе. Независимо от того, подчиняется ли материал закону Ома, его сопротивление можно описать с помощью объемного удельного сопротивления. Удельное сопротивление и, следовательно, сопротивление зависят от температуры. В значительных диапазонах температур эту температурную зависимость можно предсказать по температурному коэффициенту сопротивления. Проводники и изоляторы Комбинации резисторов Неомическое сопротивление: электротравление Поведение резистора при переменном токе Обычные угольные резисторы

Индекс Цепи постоянного тока

1 1 Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица Назад Ожидается, что электрическое сопротивление провода будет больше для более длинного провода, меньше для провода с большей площадью поперечного сечения и, как ожидается, будет зависеть от материала, из которого сделан провод. Экспериментально зависимость от этих свойств является прямой для широкого диапазона условий, и сопротивление провода может быть выражено как Фактором сопротивления, учитывающим природу материала, является удельное сопротивление. Хотя оно зависит от температуры, его можно использовать при заданной температуре для расчета сопротивления провода заданной геометрии. Следует отметить, что предполагается, что ток однороден по всему поперечному сечению провода, что верно только для постоянного тока. Для переменного тока существует явление «скин-эффекта», при котором плотность тока максимальна при максимальном радиусе провода и падает для меньших радиусов внутри провода. На радиочастотах это становится основным фактором при проектировании, поскольку по внешней части провода или кабеля проходит большая часть тока. Обратная величина удельного сопротивления называется проводимостью. Есть контексты, в которых использование проводимости более удобно. Электропроводность = σ = 1/ρ Расчет Таблица удельных сопротивлений Стандартные калибры проводов Микроскоп удельного сопротивления Индекс   Гиперфизика*****Электричество и магнетизм R Ступица Назад Правила комбинирования любого количества резисторов, соединенных последовательно или параллельно, могут быть получены с использованием закона Ома, закона напряжения и действующий закон. Сравнительный пример Индекс Цепи постоянного тока   1 1 Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица Назад Ожидается, что электрическое сопротивление провода будет больше для более длинного провода, меньше для провода с большей площадью поперечного сечения и, как ожидается, будет зависеть от материала, из которого сделан провод (удельное сопротивление). Экспериментально зависимость от этих свойств является прямой для широкого диапазона условий, и сопротивление провода может быть выражено как 9омметры будет иметь сопротивление R = Ом. Введите данные, а затем нажмите на количество, которое вы хотите рассчитать в активной формуле выше. Неуказанные параметры по умолчанию будут иметь типичные значения для 10 метров медного провода #12. После внесения изменений значения будут , а не принудительно согласованы до тех пор, пока вы не нажмете на количество, которое хотите рассчитать. Обычно используемые в США калибры проводов для медных проводов. AWG Diameter (inches) Typical use 10 0.1019 Electric range 12 0. 0808 Домохозяйственная цепь 14 0,0640 .0343 Стандартные калибры проволоки 1 1 Удельное сопротивление некоторых металлов в Ом-м(x 10 -8 ) при 20°C. Aluminum 2.65 Gold 2.24 Copper 1.724 Silver 1.59 Iron 9.71 Platinum 10.6 Nichrome 100 Tungsten 5. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Винторезные станки Вопросы и ответы Карусельные станки Советы мастера Станок 1М63 Токарные станки Фрезерные станки Разное