Мощность нагревателей

При выборе нагревателя покупателя всегда интересует его мощность, однако, с технической точки зрения при постоянном подключении к одной и той же сети без использования трансформаторов мощность зависит только от электрического сопротивления нагревательной спирали внутри нагревателя.

Зависимость следующая: P = U * I , где P - мощность, U - напряжение между концами нагревательной спирали, I - протекающий по спирали ток. Так как величина тока, текущего через спираль, зависит только от приложенного к концам напряжения и собственного электрического сопротивления (R) конкретного куска проволоки, упростим формулу: P = U² / R. Таким образом при постоянном напряжении чем меньше сопротивление, тем выше мощность. Электрическое сопротивление у большинства нагревателей линейно зависит от температуры самого нагревателя, однако изменение сопротивления в пределах нескольких сотен градусов сравнительно невелико.

Иная ситуация с карбидокремниевыми нагревателями, в которых роль нагревательной спирали выполняет не металлическая проволока, а стержень из неметалла, собственно карбида кремния. Их сопротивление изменяется с увеличением температуры нелинейно. Примерный график приведен ниже:

Сопротивление данных нагревателей составляет от 0.5 до 3-5 Ом, что не позволяет напрямую подключать одиночный нагреватель в сеть 220В и тем более 380В. Технически можно подключать карбидокремниевые нагреватели в стандартные сети, собирая их в последовательные цепочки, но такой способ не слишком эффективен в плане точного контроля мощности и регулировки поддерживаемой температуры в печи. Лучшим способом является подключение нагревателей к сети через ЛАТР (Лабораторный АвтоТрансформатор Регулируемый) или обычные трансформаторы.

Некоторые виды нагревателей изначально созданы для подключения в трехфазную промышленную сеть, например W-образные карбидокремниевые нагреватели или блок-ТЭНы. Первые подключаются через трехфазные трансформаторы

Вторые в зависимости от того, на какое напряжение рассчитаны, могут подключаться как по схеме "треугольник", так и по схеме "звезда". Оба варианта проиллюстрированы на рисунке ниже.

Схема "треугольник" подразумевает подключение трех потребителей с равными сопротивлениями и подаче на каждый из них напряжения 380В. Схема "звезда" с нулевым проводом позволяет подавать на каждый потребитель напряжение в 220В, кроме того, наличие нулевого провода позволяет подключать потребителей с различными электрическими сопротивлениями.

Схемы подключения блок-ТЭНов: