Как определить мощность тэна по сопротивлению?
Как определить мощность тэна по сопротивлению?
Причиной написания данной статьи явилась не сложность этих формул, а то, что в ходе проектирования и разработки каких-либо схем часто приходится перебирать ряд значений чтобы выйти на требуемые параметры или сбалансировать схему. Данная статья и калькулятор в ней позволит упростить этот подбор и ускорить процесс реализации задуманного. Также в конце статьи приведу несколько методик для запоминания основной формулы закона Ома. Эта информация будет полезна начинающим. Формула хоть и простая, но иногда есть замешательство, где и какой параметр должен стоять, особенно это бывает поначалу.
В радиоэлектронике и электротехнике закон Ома и формула расчёта мощности используются чаше чем какие-либо из всех остальных формул. Они определяют жесткую взаимосвязь между четырьмя самыми ходовыми электрическими величинами: током, напряжением, сопротивлением и мощностью.
Закон Ома. Эту взаимосвязь выявил и доказал Георг Симон Ом в 1826 году. Для участка цепи она звучит так: сила тока прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению
Так записывается основная формула:
Путем преобразования основной формулы можно найти и другие две величины:
Мощность. Её определение звучит так: мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи.
Формула мгновенной электрической мощности:
Ниже приведён онлайн калькулятор для расчёта закона Ома и Мощности. Данный калькулятор позволяет определить взаимосвязь между четырьмя электрическими величинами: током, напряжением, сопротивлением и мощностью. Для этого достаточно ввести любые две величины. Стрелками «вверх-вниз» можно с шагом в единицу менять введённое значение. Размерность величин тоже можно выбрать. Также для удобства подбора параметров, калькулятор позволяет фиксировать до десяти ранее выполненных расчётов с теми размерностями с которыми выполнялись сами расчёты.
Когда мы учились в радиотехническом техникуме, то приходилось запоминать очень много всякой всячины. И чтобы проще было запомнить, для закона Ома есть три шпаргалки. Вот какими методиками мы пользовались.
Первая — мнемоническое правило. Если из формулы закона Ома выразить сопротивление, то R = рюмка.
Вторая — метод треугольника. Его ещё называют магический треугольник закона Ома.
Если оторвать величину, которую требуется найти, то в оставшейся части мы получим формулу для её нахождения.
Третья. Она больше является шпаргалкой, в которой объединены все основные формулы для четырёх электрических величин.
Пользоваться ею также просто, как и треугольником. Выбираем тот параметр, который хотим рассчитать, он находиться в малом кругу в центре и получаем по три формулы для его расчёта. Далее выбираем нужную.
Этот круг также, как и треугольник можно назвать магическим.
Как определить сопротивление тэна
В каких случаях нужно определять сопротивление ТЭНа, технология проверки трубчатого электронагревателя. Как использовать мультиметр, способы проверки работоспособности нагревательного элемента без тестера.
Причин неполадок электроприборов, в которых установлены трубчатые электронагреватели, довольно много. И не всегда это выход из строя ТЭНа. Чтобы исключить этот вариант, может потребоваться его тестирование при помощи специального прибора – мультиметра.
Когда может потребоваться определение сопротивления ТЭНа
Знать, как измерить сопротивление ТЭНа, потребуется во многих случаях. Обычно – если бытовое устройство, которое использует ТЭН, начало функционировать неверно. В частности, тревожными симптомами могут быть:
- Отказ устройства включаться;
- Нарушение температурного режима работы устройства;
- Слишком сильное и быстрое нагревание;
- Появление искр или даже дыма;
- Так называемый «пробой» на корпус, а также неисправности иного рода.
Не обязательно они связаны с выходом из строя ТЭНа: причины могут быть самыми разными. Поэтому не будет лишним знать, как проверить сопротивление ТЭНа.
Если вдруг бытовое оборудование стало вести себя подозрительно, необходимо немедленно отключить его от электросети и приступить к диагностике возможных неполадок.
Что нужно выполнить перед проверкой
Перед тем, как измерить сопротивление ТЭНа мультиметром, можно рассчитать значение его сопротивления на бумаге. Для этого потребуется определить мощность устройства. Как правило, данный параметр указан в эксплуатационном паспорте. В крайнем случае можно всегда просмотреть нужную информацию на сайте производителя или поискать данные в Интернете.
Зная значение мощности, нужно сначала рассчитать протекающий через нагреватель ток. Любой, кто знаком со школьным курсом физики за 8 класс, ответит, что сила тока в данном случае будет равна отношению мощности к напряжению (обычно это 220 вольт):
После этого можно будет по Закону Ома (все тот же 8 класс физики) высчитать и значение сопротивления – разделив напряжение на силу тока:
Как вариант – воспользоваться другой формулой:
В качестве примера: перед тем, как определить сопротивление ТЭНа рассчитывается его теоретический показатель при мощности в 2 киловатта (2 000 ватт) при стандартном напряжении в 220 вольт:
R=(220 В)²/2 000 Вт = 24.2 Ом.
Это и будет искомое теоретическое сопротивление. Часто мастера и электрики, тестируя ТЭН мультиметром, просто придерживаются показателей в промежутке между 20 и 30 омами. Это будет не совсем верно: все-таки, чем точнее измеренный показатель будет совпадать с теоретическим, тем лучше.
Технология проверки ТЭНа
Перед тем как проверить сопротивление ТЭНа, устройство необходимо отключить от электропитания. Это обязательно! При необходимости, пользуясь специальными инструкциями, ТЭН извлекается из своего посадочного гнезда в приборе. Как это сделать – зависит от каждого конкретного устройства и его модели, а также от производителя.
После того как ТЭН извлечен и отсоединен от проводов, нужно включить мультиметр в режиме замера сопротивления и выставить диапазон до 200 Ом. Щупами устройства нужно прикоснуться к выводным контактам ТЭНа.
Использование измерительного прибора
Собственно, это и есть проверка сопротивления ТЭНа. Мультиметр может показать разные значения. Возможно три варианта развития событий:
- На дисплее показывается точно такое же значение, какое было рассчитано выше, по формуле. Если это так – ТЭН исправен, причина неполадки бытового прибора кроется в чем-то ином;
- Дисплей показывает нулевое значение. Пользоваться таким ТЭНом категорически запрещается! Ноль свидетельствует о наличии короткого замыкания. Поможет лишь замена нагревателя;
- Если высвечивается значение – единица или знак бесконечности, то где-то в цепи имеет место разрыв. Например, произошло механическое разрушение ТЭНа. Соответственно, его также потребуется заменить.
Кроме как измерить сопротивление ТЭНа мультиметром, можно проверить, нет ли утечки тока. Чтобы это сделать, мультиметр переводится в режим зуммирования, после чего один из его щупов подводится к контакту вывода, а другой – к корпусу ТЭНа. Если зуммер издал сигнал – имеет место пробой. В этом случае нагреватель также подлежит замене.
Можно провести проверку сопротивления изоляционного слоя ТЭНа при помощи мегаомметра. Чтобы это сделать, на приборе выставляется диапазон до 500 В. Один из щупов подводится к выводному контакту ТЭНа, а другой – к корпусу прибора. Считается нормальным показание от 0.5 Ома.
Перед тем, как определить сопротивление ТЭНа посредством прозвона, нужно его внимательно осмотреть. На нем не должно присутствовать механических повреждений. Причиной неисправности может стать накипь. В случае с явными повреждениями – вздутие, трещины (пусть и самые незначительные), сколы и т.д. – ТЭН просто подлежит замене. Можно даже не проводить никаких замеров. Накипь устраняется через вымачивание в течение двух суток элемента в растворе уксуса или лимонной кислоты.
Утечка тока на корпус
Бывает и так, что с течением времени изоляционный слой ТЭНа изнашивается. При этом наблюдается так называемая утечка тока на корпус оборудования. Определить это можно уже описанным выше способом – посредством мегаомметра.
Если в доме стоит УЗО, то из-за износа изоляционного слоя автоматика может отключаться. Происходит это при достижении половины значения от номинального отключающего дифференциального тока. Мультиметром определить этот факт будет невозможно, поскольку у него отсутствует короткое замыкание на корпус.
Проверка ТЭНа без мультиметра
Если под рукой нет мультиметра, бывалый мастер может провести проверку нагревателя на предмет обрыва и без него. Для этого потребуется контрольная лампа электрика. Ее можно изготовить самому, но лучше приобрести заводской прибор.
Для проверки нужно один контакт ТЭНа подать на ноль от сети, а другой – фазу через контрольную лампу. Если лампочка загорелась – обрыва в цепи нет. Минус этого способа в том, что полноценная проверка сопротивления ТЭНа таким образом невозможна, однако проконтролировать целостность цепи все-таки получится.
Аналогичными способами можно выполнять проверку ТЭНа во многих электроприборах – начиная от посудомоечной машины, заканчивая обогревателями и электрическими чайниками.
Советы по поводу того, как продлить срок службы ТЭНа
В заключение – немного о том, как продлить срок работы ТЭНа. Нет ничего приятного в том, когда выходит из строя водонагревательное устройство в бытовой технике. Однако существуют некоторые рекомендации, которые позволят отодвинуть это неприятное событие:
- Необходимо своевременно проводить замену магниевого анода, который защищает ТЭН;
- Самым главным требованием является использование как можно более качественной воды. При необходимости следует установить на водопровод фильтрующие устройства;
- Не повредит минимум один раз в год осматривать ТЭН на предмет целостности и образования на нем накипи;
- Если требуется проводить замену деталей, лучше всего использовать оригинальные комплектующие.
Не нужно без крайней необходимости задавать максимальный нагрев воды в устройстве. Обычно производитель указывает оптимальный температурный режим его работы. Это позволит сэкономить электричество и продлить срок работы ТЭНа.
Ничего особенно сложного в том, как измерить сопротивление ТЭНа, нет. Но только в том случае, если есть полная уверенность в правильности проводимых операций. В противном случае лучшим выходом будет обратиться за помощью к специалисту.
Как самостоятельно проверить ТЭН мультиметром — правильные действия
- Что необходимо знать перед тестированием
- Проверка обыкновенного ТЭНа
- Проверка ТЭНа водонагревателя
- Проверка ТЭНа стиральной машины
- Проверка целостности нагревателя
Практические все известные сегодня нагревательные устройства и приборы функционируют благодаря работе трубчатых электронагревательных элементов, которые кратко именуются ТЭН. Как правило, ТЭНы отличаются простотой конструкции и длительным сроком эксплуатации, однако, при неправильном использовании или наличии брака они выходят из строя – наиболее частыми причинами неисправностей приборов являются разрыв спирали и короткое замыкание.
Перед тем, как выбросить неисправную технику, рекомендуется проверить ТЭН при помощи мультиметра. Возможно, проблема вовсе не в этой детали, и поломка куда более серьезная. Итак, как проверить ТЭН при помощи обыкновенного тестера?
Что необходимо знать перед тестированием
Трубчатый электронагревательный элемент содержит в своем составе одну либо несколько спиралей, которые отличаются высоким сопротивлением, за счет чего они и нагреваются при прохождении через них электрического тока. Во избежание короткого замыкания и других проблем, связанных с электротоком, спирали помещаются в изолированные трубки из металла.
Перед проверкой ТЭНа необходимо определить его нормальное сопротивление. Это нужно для того, чтобы при тестировании у вас был эталон, с которым следует сравнивать показания прибора. Таким образом вы сможете без труда определить, насколько измеренное мультиметром значение отличается от рассчитанного, и насколько сильно расходятся эти величины.
Чтобы рассчитать нормальное сопротивление ТЭНа, необходимо воспользоваться формулой вида
R=U 2 /P
где P – мощность, указанная на корпусе оборудования. Так, если электрический прибор работает под напряжением 220 Вольт, а его мощность равняется 1000 Ватт, вычисленное по формуле сопротивление будет равняться 48,4 Ом. Как видите, посчитать значение очень просто!
Проверка обыкновенного ТЭНа
Теперь, когда вы знаете, как определить сопротивление ТЭНа и зачем это нужно делать, можно приступать непосредственно к самому тестированию, которое выполняется в несколько шагов.
Перед тем, как проверить ТЭН мультиметром, отсоедините нагревательный элемент от питания.
В дальнейших действиях руководствуйтесь приведенной ниже инструкцией правильной проверки:
- Установите переключатель сопротивления на мультиметре в диапазон, в который укладывается рассчитанный ранее по формуле показатель.
- Поочередно прикоснитесь щупами тестера к каждому выходному контакту тестируемого ТЭНа и корпусу прибора.
Далее приводится расшифровка показаний тестера, которые отображаются на его дисплее:
- Сопротивление равняется рассчитанному – исправность прибора и пригодность к работе.
- Табло показывает значение 0 – короткое замыкание спирали внутри трубки.
- Табло показывает значение 1 (или бесконечность) – обрыв нагревательной спирали.
После завершения процедуры проверки необходимо заняться прозваниванием, которое позволяет определить, происходит ли электрический пробой на корпус прибора. Прозвон осуществляется также при помощи тестера следующим образом:
- Настройте мультиметр в режим зуммера, повернув регулятор на лицевой панели.
- Поочередно прикоснитесь ко всем клеммам нагревательного элемента и к корпусу.
Если в момент прикосновения щупов к контактам зуммер начинает издавать высокочастотные сигналы, значит происходит электрический пробой на корпус прибора, что может привести к поражению током с серьезными последствиями для здоровья и жизни.
Проверка ТЭНа водонагревателя
Если вы до этого момента не знали, как проверить ТЭН водонагревателя мультиметром, для вас хорошая новость – она практически ничем не отличается от рассмотренного ранее примера и не вызывает труда даже у неопытных пользователей. Порядок действий для тестирования полностью аналогичен описанному выше, так как конструкция ТЭНов в различном оборудовании практически ничем не отличается. Единственное дополнение – рекомендуется проверить и терморегулятор.
В нормальном случае во время тестирования ТЭНа водонагревателя тестер показывает значение сопротивления, которое в большинстве случаев принимает значения 0.37 и 0.71.
Также необходимо проверить элемент на наличие пробоя на корпус прибора. Как прозвонить ТЭН мультиметром вы уже знаете – об этом говорилось выше. Переведите тестер в режим зуммера и поочередно прикасайтесь к контактам, прислушиваясь к издаваемым мультиметром сигналам.
Проверка ТЭНа стиральной машины
Перед тем, как проверить ТЭН стиральной машины мультиметром, его еще необходимо отыскать – с этим у многих людей возникают определенные сложности, что особенно касается современных моделей машин с хитрым внутренним устройством. В большинстве случаев нагреватель в стиральной машине располагается несколько ниже ее бака ближе к задней крышке.
В некоторых моделях он установлен со стороны передней крышки. Стиральные машины с вертикальной загрузкой могут снабжаться элементами, расположенными с одного из боков.
При проверке следует знать, к каким именно контактам ТЭНа необходимо подключаться. Дело в том, что трубчатый электронагревательный элемент стиральной машины имеет три выхода, из которых для тестирования нужны только два. Как правило, в центре расположен заземляющий контакт, тогда как два крайних (ноль и фаза) – необходимые для проверки клеммы.
Для тестирования ТЭНа стиральной машины необходимо следовать приведенной ранее инструкции. Нормальный показатель сопротивления для нагревательного элемента стандартной стиральной машины варьируется в пределах 25-60 Ом, возможны малые отклонения.
Проверка целостности нагревателя
Иногда ТЭН выходит из строя по причине обрыва спирали, заключенной в металлической трубке. Как проверить целостность ТЭНа в таком случае? Опять же при помощи мультиметра! Для этого переведите прибор в режим измерения сопротивления и прикоснитесь щупами к выходам нагревателя. О разрыве спирали говорит бесконечный показатель сопротивления, которое на тестере отображается единицей или символом бесконечности (лежащая на боку восьмерка).
В случае, если внутри трубчатого электронагревательного элемента зафиксировано короткое замыкание или разрыв спирали, необходимо в срочном порядке заменить его – только тогда оборудование продолжит свою работу. Также при проверках рекомендуется не пренебрегать прозвоном ТЭНов, который позволяет вычислить опасный электрический пробой на корпус.
Расчет мощности тэнов
Оптимальным источником энергии, для нагрева испарительной емкости, является квартирная электрическая сеть, напряжением 220 В. Можно просто использовать для этих целей бытовую электроплиту. Но, при нагреве на электроплите, много энергии расходуется на бесполезный нагрев самой плиты, а также излучается во внешнюю среду, от нагревательного элемента, не совершая при этом, полезной работы. Эта, понапрасну затрачиваемая энергия, может достигать приличных значений — до 30-50 %, от общей затраченной мощности на нагрев куба. Поэтому использование обычных электроплит, является нерациональным с точки зрения экономии. Ведь за каждый лишний киловатт энергии, приходится платить. Наиболее эффективно использовать врезанные в испарительную емкость эл. ТЭНы. При таком исполнении, вся энергия расходуется только на нагрев куба + излучение от его стенок вовне. Стенки куба, для уменьшения тепловых потерь, необходимо теплоизолировать. Ведь затраты на излучение тепла, от стенок самого куба могут так же, составлять до 20 и более процентов, от всей затрачиваемой мощности, в зависимости от его размеров. Для использования в качестве нагревательных элементов врезанных в емкость, вполне подходят ТЭНы, от бытовых эл.чайников, или другие подходящие по размерам. Мощность таких ТЭНов, бывает разная. Наиболее часто применяются ТЭНы с выбитой на корпусе мощностью 1.0 кВт и 1.25 кВт. Но есть и другие.
Поэтому мощность 1-го ТЭНа, может не соответствовать по параметрам, для нагрева куба и быть больше или меньше. В таких случаях, для получения необходимой мощности нагрева, можно использовать несколько ТЭНов, соединенных последовательно или последовательно-параллельно. Коммутируя различные комбинации соединения ТЭНов, переключателем от бытовой эл. плиты, можно получать различную мощность. Например имея восемь врезанных ТЭНов, по 1.25 кВт каждый, в зависимости от комбинации включения, можно получить следующую мощность.
- 625 Вт
- 933 Вт
- 1,25 кВт
- 1,6 кВт
- 1,8 кВт
- 2,5 кВт
Такого диапазона вполне хватит для регулировки и поддержания нужной температуры при перегонке и ректификации. Но можно получить и иную мощность, добавив количество режимов переключения и используя различные комбинации включения.
Последовательное соединение 2-х ТЭНов по 1.25 кВт и подключение их к сети 220В, в сумме дает 625 Вт. Параллельное соединение, в сумме дает 2.5 кВт.
Рассчитать можно по следующей формуле.
Мы знаем напряжение, действующее в сети, это 220В. Далее мы так же знаем мощность ТЭН, выбитую на его поверхности допустим это 1,25 кВт, значит, нам нужно узнать силу тока, протекающую в этой цепи. Силу тока, зная напряжение и мощность, узнаем из следующей формулы.
Сила тока = мощность, деленная на напряжение в сети.
Записывается она так:I = P / U.
ГдеI- сила тока в амперах.
P- мощность в ваттах.
U- напряжение в вольтах.
При подсчете нужно мощность, указанную на корпусе ТЭН в кВт, перевести в ватты.
1,25 кВт = 1250Вт. Подставляем известные значения в эту формулу и получаем силу тока.
I= 1250Вт / 220 = 5,681 А
Далее зная силу тока подсчитываем сопротивление ТЭНа, по следующей формуле.
R- сопротивление в Омах
U- напряжение в вольтах
I- сила тока в амперах
Подставляем известные значения в формулу и узнаем сопротивление 1 ТЭНа.
R = 220 / 5.681 = 38,725 Ом.
Далее подсчитываем общее сопротивление всех последовательно соединенных ТЭНов. Общее сопротивление равно сумме всех сопротивлений, соединенных последовательно ТЭНов
Rобщ = R1+ R2 + R3и т.д.
Таким образом, два последовательно соединенных ТЭНа, имеют сопротивление равное77,45Ом. Теперь нетрудно подсчитать мощность выделяемую этими двумя ТЭНами.
P- мощность в ваттах
U2- напряжение в квадрате, в вольтах
R- общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов
P = 624,919 Вт, округляем до значения625 Вт.
Далее при необходимости можно подсчитать мощность любого количества последовательно соединенных ТЭНов, или ориентироваться на таблицу.
В таблице 1.1 приведены значения для последовательного соединения ТЭНов.
| Кол-воТЭН | Мощность(Вт) | Сопротивление(Ом) | Напряжение(В) | Сила тока(А) |
| 1 | 1250,000 | 38,725 | 220 | 5,68 |
| Последовательное соединение | ||||
| 2 | 625 | 2 ТЭН =77,45 | 220 | 2,84 |
| 3 | 416 | 3 ТЭН =1 16,175 | 220 | 1,89 |
| 4 | 312 | 4 ТЭН=154,9 | 220 | 1,42 |
| 5 | 250 | 5 ТЭН=193,625 | 220 | 1,13 |
| 6 | 208 | 6 ТЭН=232,35 | 220 | 0,94 |
| 7 | 178 | 7 ТЭН=271,075 | 220 | 0,81 |
| 8 | 156 | 8 ТЭН=309,8 | 220 | 0,71 |
В таблице 1.2 приведены значения для параллельного соединения ТЭНов.
| Кол-воТЭН | Мощность(Вт) | Сопротивление(Ом) | Напряжение(В) | Сила тока(А) |
| Параллельное соединение | ||||
| 2 | 2500 | 2 ТЭН=19,3625 | 220 | 11,36 |
| 3 | 3750 | 3 ТЭН=12,9083 | 220 | 17,04 |
| 4 | 5000 | 4 ТЭН=9,68125 | 220 | 22,72 |
| 5 | 6250 | 5 ТЭН=7,7450 | 220 | 28,40 |
| 6 | 7500 | 6 ТЭН=6,45415 | 220 | 34,08 |
| 7 | 8750 | 7 ТЭН=5,5321 | 220 | 39,76 |
| 8 | 10000 | 8 ТЭН=4,840 | 220 | 45,45 |
Еще один немаловажный плюс, который дает последовательное соединение ТЭНов, это уменьшенный в несколько раз протекающий через них ток, и соответственно малый нагрев корпуса нагревательного элемента, тем самым не допускается пригорание браги во время перегонки и не привносит неприятного дополнительного вкуса и запаха в конечный продукт. Так же ресурс работы ТЭНов, при таком включении, будет практически вечным.
Расчеты выполнены для ТЭНов, мощностью1.25 кВт. Для ТЭНов другой мощности, общую мощность нужно пересчитать согласно законаОма,пользуясь выше приведенными формулами.
ТЭН – устройство, неисправности, проверка
Трубчатый электрический нагреватель (ТЭН) – это электронагревательный элемент в виде металлической трубки произвольной формы, в которой размещена спираль из нихромовой или фехромовой проволоки с выводами на концах. Для изоляции спирали и передачи от нее тепла трубку заполняют кварцевым песком. У ТЭНа нет полярности, поэтому безразлично к какому выводу подключать фазу и ноль.
ТЭН был изобретен и запатентован 20 сентября 1859 года американцем Джорджем Симпсоном.
Практически в любых современных электронагревательных приборах, таких, например, как электрочайник, утюг, автоматическая стиральная машина, обогреватель в качестве источника тепла используются ТЭНы.
Если в электроприборе не происходит нагрева, то это не значит, что вышел из строя ТЭН. Вполне возможно причиной неисправности может быть выключатель, терморегулятор или другие элементы управления. Но обычно в первую очередь проверяют ТЭН, так как его проверка не представляет трудностей. Любой домашний мастер, прочитав эту статью даже не имея опыта по прозвонке и замене ТЭНа легко справиться с такой задачей, выбрав наиболее доступный способ проверки.
Устройство трубчатого электронагревателя (ТЭН)
Как видно из ниже представленного чертежа ТЭН представляет собой металлическую трубку из меди, нержавеющей стали или железа, по центру которой проложена нихромовая спираль, свитая в виде пружины.
Трубка внутри полностью и плотно заполнена песком, что позволяет эффективно отводить тепловую энергию от спирали и исключить ее соприкосновение с трубкой. Концы спирали соединены сваркой с контактными стержнями, которые закреплены внутри трубки с помощью керамических изоляторов. Для подачи питающего напряжения на концах контактных стержней нарезают резьбу или приваривают контактные пластины.
Трубки для изготовления ТЭНов используют разных диаметров и в зависимости от назначения придают им различные формы вплоть до спиралеобразной. Наглядным примером может служить электрокипятильник.
Какие бывают неисправности ТЭНов
Наиболее часто ТЭНы отказывают из-за обрыва нити нихромовой спирали, который происходит по причине расплавления нихромовой нити из-за ее перегрева. Перегрев случается если на ТЭНе образовался толстый слой накипи или ТЭН, предназначенный для работы в жидкой среде, включен без нее. Перегореть спираль может из-за исходного низкого качества ТЭНа.
Спираль по центру трубки ТЭНа удерживается за счет плотного ее наполнения песком. Если при засыпке песка его плохо уплотнили или спираль сместилась от центра к стенке трубки, то со временем от вибрации спираль может переместиться и прикоснуться к внутренней поверхности трубки.
Если спираль прикоснется только в одной точке, то при отсутствии подключения заземляющего провода УЗО в квартирной электропроводке работоспособность ТЭН не потеряет и электрочайник или любой другой нагревательный прибор будет продолжать работать. Но при этом возникает вероятность попадания фазы на корпус изделия и если он металлический, то и вероятность поражения током человека при прикосновении к корпусу.
В случае если электроприбор заземлен, то в результате укорочения спирали выделяемая мощность существенно возрастет и если не сработает автомат защиты, спираль расплавится и ТЭН выйдет из строя окончательно.
Если спираль прикоснется к трубке одновременно в двух и более местах, как на фотографии, то при отсутствии заземления и УЗО, если не успеет сработать автоматический выключатель, спираль сразу же перегорит.
Таким образом, ТЭНы могут иметь одну из двух неисправностей – обрыв нихромовой спирали или короткое замыкание ее на металлическую трубчатую оболочку. Любой из этих отказов устранить невозможно и ТЭН подлежит замене.
В современных электрочайниках, мультиварках и утюгах ТЭН приваривают к корпусу изделия и при выходе ТЭНа из строя приходится покупать новый электроприбор.
Как проверить-прозвонить ТЭН
В зависимости от наличия средств измерений проверить ТЭН можно одним из следующих способов. Измерять сопротивление спирали и сопротивление между спиралью и трубкой с помощью стрелочного тестера или мультиметра, прозвонить с помощью индикатора фазы или контрольки электрика.
Проверка ТЭНа
с помощью стрелочного тестера или мультиметра
Для проверки нужно прибор включить в режим измерения минимального сопротивления и концами щупов прибора прикоснуться к выводам ТЭНа.
Если спираль в обрыве, то стрелочный тестер покажет сопротивление равное бесконечности, а мультиметр покажет «1» вместо реального сопротивления, что равносильно бесконечному сопротивлению.
Рассчитать какое сопротивление должна иметь спираль ТЭНа в зависимости от его мощности можно с помощью онлайн калькулятора.
| Онлайн калькулятор для расчета величины сопротивления по потребляемой мощности | |
|---|---|
| Напряжение питания, В: | |
| Мощность, Вт: | |
Достаточно ввести в окошки калькулятора напряжение, на которое рассчитан ТЭН и его мощность. Обычно эти значения выдавлены на трубке. Можно воспользоваться информацией о потребляемой мощности электроприбора. Например, сопротивление ТЭНа электрочайника мощностью 2000 Вт составит 24,2 Ом.
Если спираль цела, то далее нужно одним концом щупа мультиметра прикоснуться к любому из выводов ТЭНа, а вторым к металлической трубке. Если короткого замыкания между спиралью и трубкой нет, то стрелочный тестер покажет бесконечное сопротивление, а мультиметр покажет «1». Если прибор покажет отличное от указанного значения, то короткое замыкание налицо и такой ТЭН дальнейшей эксплуатации не подлежит.
Проверка ТЭНа
с помощью светодиода и батарейки или источника питания
Если нет в наличии тестера или мультиметра, или села в мультиметре батарейка типа «Крона», то при наличии любого светодиода, а они есть практически во всех бытовых электроприборах и любой батарейки, даже севшей, напряжением от 3 В до 12 В, можно успешно проверить любой ТЭН, в том числе и электрочайника.
На фотографии Вы видите, как можно с помощью, вынутой из мультиметра севшей батарейки «Крона» (напряжение на ее выводах составляло всего 5 В вместо 9 В), резистора номиналом 51 Ом и светодиода проверить целостность спирали ТЭНа. Только надо учесть, что светодиод не лампочка и его нужно подключать, соблюдая полярность. Так как сам ТЭН имеет сопротивление, то при проверке спирали при использовании старой батарейки можно обойтись без резистора.
Если светодиод светит, значит, спираль целая. Для проверки сопротивления изоляции нужно отключить схему от любого из контактных стержней ТЭНа и прикоснуться к трубке ТЭНа. Светодиод не должен светить.
Если нет под рукой батарейки, то ее можно с успехом заменить любым сетевым источником питания постоянного или переменного тока, подойдет также любое зарядное устройство, например, от сотового телефона или ноутбука. На этой фотографии с помощью зажимов типа «крокодил» питающее напряжение подано с источника постоянного напряжения. Светодиод уверенно светил при изменении напряжения от 2,5 до 12 В.
Проверка ТЭНа с помощью индикатора фазы
Внимание! При проверке ТЭНа с помощью индикатора фазы и контрольки электрика следует соблюдать осторожность. Прикосновение к оголенным участкам схемы подключенной к электрической сети может привести к поражению электрическим током. Другими словами, прикасаться рукой к корпусу ТЭНа и его выводам после подключения к розетке недопустимо.
Если под рукой имеется индикатор фазы электрика, то с помощью него тоже можно проверить исправность ТЭНа. При этом сопротивление изоляции (между нихромовой спиралью и трубкой) будет проверено с большей достоверностью, так как при проверке мультиметром прилагается напряжение не более 9 В, а при проверке индикатором более 220 В.
Для проверки необходимо сначала определить, где в розетке находится фаза (по правилам должна находиться справа) и затем соединить отрезком провода с фазным выводом один из контактных стержней ТЭНа, как показано на фотографии.
Далее прикоснуться жалом индикатора фазы сначала к противоположному контактному стержню ТЭНа (лампочка индикатора должна светиться), а затем к трубке (лампочка не должна светиться).
Если при прикосновении к противоположному выводу ТЭНа лампочка индикатора не светится, значит, спираль в обрыве, а если светится при прикосновении к трубке, значит, имеется пробой изоляции (спираль касается трубки).
Проверка ТЭНа с помощью контрольки электрика
Проверить ТЭН с помощью контрольки электрика может практически каждый, так как не требуется никаких измерительных приборов. Суть проверки заключается в последовательном включении со спиралью ТЭНа любой лампочки с последующим подключением схемы к бытовой электропроводке 220 В.
Для подготовки к проверке необходимо взять вилку со шнуром и один его конец присоединить к любому контактному выводу ТЭНа, а второй конец к электрическому патрону. Далее ко второму выводу патрона присоединяется дополнительный отрезок провода. В патрон вкручивается любая лампочка, рассчитанная на напряжение 220 В.
Сначала свободный провод от патрона подключается к свободному концу ТЭНа, как показано на схеме выше. Затем вилка вставляется в розетку. При исправной спирали лампочка должна ярко светить. Если не светит, то спираль в обрыве и дальше можно не проверять, так как ТЭН дальнейшей эксплуатации не подлежит.
Далее вилка вынимается из розетки и правый по схеме вывод из патрона подсоединяется к трубке ТЭНа, как показано на фотографии. Вилка вставляется в розетку, если лампочка не светит, значит, сопротивление изоляции между спиралью и трубкой большое и ТЭН исправен. В случае, если лампочка начала светиться, значит имеет место пробой изоляции и такой ТЭН эксплуатировать недопустимо.
Нестандартные способы проверки ТЭНов
Если нет возможности проверить ТЭН одним из выше приведенным способом, то можно провода от шнура с вилкой подключить непосредственно к выводам ТЭНа и на несколько секунд вставить вилку в розетку. Если ТЭН начнет нагреваться, то значит спираль целая. Осторожно, при проверке температуры нагрева ТЭНа рукой не обожгитесь.
Для проверки сопротивления изоляции один из концов шнура, при вынутой вилке из розетки нужно отсоединить от вывода ТЭНа и присоединить его через предохранитель рассчитанный на ток защиты не более 5 А к трубке ТЭНа. Затем вставить вилку в розетку бытовой электросети. Тут время не ограничено. Если предохранитель сразу не перегорит, значит короткого замыкания спирали с корпусом нет и ТЭН исправен.
Привести все возможные способы проверки ТЭНа просто нереально. ТЭН даже можно проверить с помощью стационарного телефонного аппарата, включив его в разрыв одного из проводов, с помощью которых подключен телефон к сети. Если после подключения в снятой трубке будет сигнал, значит ТЭН исправен. Можно даже и трубку телефона не поднимать, а позвонить с мобильного телефона на него. Наличие звука звонка подтвердит целостность спирали ТЭНа.
