Dilmet-pro.ru

Стройка и Ремонт
16 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как определить мощность ТЭНа по сопротивлению

Бытовой ремонт №1

Выберите надежных мастеров без посредников и сэкономьте до 40%!

  1. Заполните заявку
  2. Получите предложения с ценами от мастеров
  3. Выберите исполнителей по цене и отзывам

Разместите задание и узнайте цены

  • Мелкий бытовой ремонт
  • Ремонт квартир
  • Статьи
  • Электрика

Трубчатые электронагреватели применяются в бытовой и промышленной сфере. Они необходимы для работы такой привычной техники, как стиральная машинка, утюг или чайник. Однако, иногда необходимо понять, нуждается ли ТЭН в замене или ремонте. Проверить ТЭН в домашних условиях очень просто.

Из чего состоит устройство ТЭНа?

Такое устройство, как ТЭН, выполняет функцию преобразования электрической энергии в тепловую. Благодаря этому, он и выполняет нагрев воды. Данные приборы способны работать в самых разнообразных средах, поэтому они изготавливаются из качественного материала. Прежде чем приступить к ремонту, необходимо понять, из каких деталей состоит электрический нагреватель. Это:

  • спираль;
  • контактный стержень;
  • изолятор;
  • наполнитель;
  • герметик;
  • контактные гайки и шайбы;
  • трубчатая металлическая оболочка.

Внутренняя конструкция ТЭНа достаточно проста и проверить ее можно быстро, если придерживаться определенного алгоритма действий и использовать качественное оборудование.

Почему могут возникнуть неисправности в трубчатом электронагревателе?

Как правило, при поломке ТЭНа электроприбор перестает нагревать воду. Причин для поломки данного элемента может быть множество, от неисправности выключателя до выхождения из строя системы. Однако, существует несколько наиболее распространенных причин поломки нагревателя:

  • нить хромовой спирали оборвалась;
  • перегрев нити, который способствует ее расплавлению;
  • возникновение большого слоя накипи внутри системы;
  • использование ТЭНа не в жидкой среде;
  • плохое качество устанавливаемого ТЭНа;
  • возникновение короткого замыкания спирали на оболочку из металла.

Можно отметить всего два вида наиболее распространенных проблем, которые возможно проверить тестером в домашних условиях. Этими неисправностями является обрыв спирали и пробой изоляции.

Данные проблемы можно обнаружить, только если проверять трубчатый нагреватель различными способами. Проблемы имеют начало в разных элементах конструкции ТЭНа. Гарантией изоляции служит трубка, находящаяся внутри нагревателя и заполненная песком. Обрыв спирали же образуется уже внутри этой изоляционной трубки и мало с ней связан.

Как проверить ТЭН своими руками?

Проверить состояние трубчатого электронагревателя можно только после определения мощности прибора. Мощность ТЭНа обычно указывается на самом корпусе электронагревателя.

Конечно, прежде чем приступить к проверке, необходимо отсоединить все провода от электроприбора. Проверка ТЭНа служит промежуточным и неотъемлемым шагом между возникновением проблемы и ее непосредственным устранением. Проверка может быть выполнена несколькими способами:

  • стрелочным тестером — необходимо коснуться щупами прибора к выводам электронагревателя при этом минимизировав сопротивление, оптимальный уровень сопротивления для спирали узнается при помощи онлайн-калькулятора или рассчитывается по специальным формулам;
  • мультимером — он используется в том случае, если спираль не обрывалась, одним концом щупа нужно коснуться к выводу ТЭНа, а другим к трубке, устройство должно показывать значение «1», при других показаниях вероятно короткое замыкание;
  • светодиодом и батарейкой (или источником питания) – при подключении светодиода к ТЭНу нужно соблюдать полярность, светящийся светодиод означает то, что спираль не повреждена;
  • индикатором фазы — данный вид проверки лучше не осуществлять самостоятельно, поскольку если процедура будет проведена неправильно, то это может нанести серьезный вред здоровью, есть главное условие осуществления данной проверки — не прикасаться к ТЭНу после того, как он был подключен к розетке;
  • контролькой электрика — данный вариант проверки основывается на включении лампочки со спиралью в определенной последовательности, после этого происходит подключение схемы к обычной электропроводке мощностью в 220 вольт, а результатом последовательного подключения вилки со шнуром, лампочки, патрона и ТЭНа должно быть яркое свечение лампочки.

Выбор способа проверки зависит от ваших навыков и знаний. Наиболее безопасным и удобным вариантом в домашних условиях считается использование мультимера.

Нужно отметить, что трубчатый электронагреватель считается неисправным в том случае, если в ходе его проверки приборы не показали сопротивления. Узнать, есть ли повреждения в конструкции ТЭНа, можно даже визуально. Например, если вы видите, что на внешних поверхностях прибора есть темные пятна, это значит, что присутствует пробой на корпусе ТЭНа, а, следовательно, его нужно менять.

Как проверить ТЭН на пробой

Вне зависимости от того, каково предназначение прибора, ТЭН используется в них в целях нагрева воды. ТЭН относится к трубчатым электронагревателям и выглядит как трубка особой формы из металла. Для ее изготовления могут использовать железо, нержавеющую сталь, медь.

Внутри трубки, по ее центру, проходит специальная спираль в виде пружины, изготовленная из нихрома с высоким удельным электрическим сопротивлением. Когда по спирали проходит электрический ток, она постепенно нагревается.

Еще один важный фактор, которым отличается конструкция ТЭНа, – это наличие внутри него специального электроизоляционного наполнителя. Он обладает высокой теплопроводностью, хорошо проводит тепло и располагается между металлическим корпусом ТЭНа и спиралью.

Опыт показывает, что причиной отказа электронагревательных приборов и прекращения нагрева воды чаще всего становится именно неработающий ТЭН. Попробуем разобраться, какими могут быть причины отказа и как проверить ТЭН на пробой.

Что такое ТЭН

Как уже сказано, ТЭН представляет собой электронагревательный элемент в бытовой и иной технике в виде трубки из металла, которая может иметь самую произвольную форму. Нихромовая или фехромовая проволока помещена внутрь трубки и закручена в форме спирали. На концах она имеет выводы. Поскольку полярность у ТЭНа отсутствует, не имеет значения, к какому из выводов подключать фазу и ноль.

Помимо спирали, внутри находится также и кварцевый песок, который плотно занимает весь оставшийся объем. Его задача – изолировать спираль и максимально эффективно отводить от нее тепловую энергию.

К концам спирали при помощи сварки присоединяют контактные стержни. А те, в свою очередь, внутри трубки крепятся при помощи керамических изоляторов. Чтобы подать напряжение на концы контактных стержней, на них при помощи резьбы или сварки крепят контактные пластины. Металлические трубки могут быть самой разной формы (например, спиралеобразной у обычного электрокипятильника) и самого разного диаметра.

ВАЖНО! ТЭН придумали и запатентовали более полутора веков назад. Это сделал американец Джордж Симпсон еще в 1859 году. Сейчас современные аналоги таких ТЭНов используются практически во всех видах бытовой и другой техники.

Причиной сбоев в работе подобных электроприборов и оборудования могут быть неисправности самых разных элементов – терморегуляторов, выключателей и т.д. Однако эксперты рекомендуют в первую очередь проверять именно ТЭНы. Даже если отсутствует опыт по прозвонке и замене ТЭНа, выполнить это в домашних условиях не так уж сложно.

Возможные неисправности ТЭНов

Проблемы могут быть связаны и с наполнителем трубки. По центру ТЭНа спираль удерживается за счет того, что трубка плотно забита кварцевым песком. Однако при плохом уплотнении наполнителя или его недостаточности спираль смещается в сторону и может прикасаться к поверхности трубки.

Однако ТЭН не потеряет работоспособности, и любой нагревательный прибор продолжит работать, если прикосновение спирали будет лишь в одной точке, а в квартирной электропроводке нет подключения заземляющего провода и УЗО. Правда, нельзя не учитывать при этом, что при наличии у оборудования металлического корпуса есть вероятность попадания на него фазы. Соответственно, возникает вероятность поражения током человека, если он прикоснется к данному корпусу.

Но ТЭН полностью выйдет из строя, если техника заземлена, но не сработает автомат защиты. Ведь спираль будет при этом укорочена, а выделяемая мощность в результате значительно возрастет. Это приведет к тому, что металлическая нить просто расплавится.

Также спираль мгновенно перегорит, если есть прикосновение к поверхности трубки более чем в двух местах, заземление и УЗО отсутствуют, а автоматический выключатель не успеет сработать.

Если обобщить все сказанное выше, то неисправности ТЭНов могут быть двух типов:

— обрыв (расплавление) нихромовой спирали,
— ее короткое замыкание на трубчатую оболочку из металла.

ВАЖНО! Часто в современной бытовой технике неисправности устранить невозможно, так как ТЭН приварен или припаян к корпусу устройства. Единственный выход – приобретать новый электроприбор.

Итак, как проверить ТЭН?

Затем уже на основании установленной мощности рассчитывают силу ток, который проходит через ТЭН. Она измеряется в Амперах и представляет собой отношение мощности к напряжению электросети (стандартная в РФ – 220 В). А данные по сопротивлению, которое определяется в Омах, можно установить путем деления напряжения на силу тока. К примеру, при мощности ТЭНа в 2000 Вт (2 кВт) и напряжении питающей сети в 220 В сопротивление составит примерно 24,2 Ом.

Вооружившись этими знаниями, приступим непосредственно к проверке ТЭНа на пробой. Воспользуемся для этого мультиметром (тестером). Чтобы обезопасить себя при проведении измерений, электроприбор должен быть отключен от сети, а от разъемов ТЭНа необходимо отсоединить провода.

Далее действуем следующим образом:

— Мультиметр переводится в режим измерения сопротивления (диапазон 200 Ом).

— К клеммам ТЭНа прикасаемся щупами мультиметра. При исправности ТЭНа показания сопротивления на приборе будут близки к расчетным. При замыкании внутри ТЭНа показатель будет равен нулю. Если же прибор показывает единицу, то это означает обрыв ТЭНа.

— Идет проверка пробоя ТЭНа на корпус. Мультиметр переводится в режим «зуммер» (прозвонки). Один его щуп подключается к выводу ТЭНа, а второй – к его корпусу либо к клемме заземления.

ВАЖНО! Зуммер мультиметра не будет пищать при отсутствии пробоя на корпус. Появление писка зуммера говорит о том, что имеется пробой на корпус, а следовательно, ТЭН требует замены. Это один из наиболее простых и доступных способов проверки исправности трубчатого электронагревателя.

В том случае, если из-за длительного пользования начала портиться изоляция ТЭНа, тоже возможна утечка тока на корпус. Здесь уже следует измерять сопротивление изоляции, и понадобится мегаомметр. Поскольку отсутствует короткое замыкание на корпус, мультиметр этого не покажет.

Читать еще:  Как крепятся балясины, перила, столбы из дерева к деревянной лестнице

Проверка ТЭНа с помощью контрольки электрика

Как это сделать? Взять шнур с вилкой. Один его конец подсоединить к выбранному вами контактному выводу ТЭНа, а второй – к обычному электрическому патрону. Затем ко второму выводу патрона следует подсоединить любой фрагмент дополнительного провода. Лампочка, соответствующая напряжению 220 В, вкручивается в патрон.

Следующие действия – подключить к свободному концу ТЭНа свободный провод от патрона. Только после этого в розетку вставляется вилка. Если спираль в ТЭНе работоспособная и исправная, то лампа ярко горит. При отсутствии света от лампочки будет очевидным, что в спирали есть обрыв. ТЭН неисправен и не подлежит дальнейшей эксплуатации.

Если на первом этапе проверки горящая лампочка показала исправность ТЭНа, можно продолжить проверку. Вынув вилку из розетки, подсоедините к трубке ТЭНа вывод из патрона. Если лампочка не горит при подключении вилки к розетке – значит, имеется значительное сопротивление изоляции между спиралью и трубкой. ТЭН работоспособен. А вот горящая лампа говорит о пробое изоляции. Данный ТЭН использовать нельзя.

Проверка ТЭНа с помощью индикатора фазы

Чтобы выполнить такую проверку, прежде всего, следует определить в розетке, где находится фаза. По общепринятым правилам она должна находиться справа. Затем следует соединить проводком один из контактных стержней ТЭНа с фазным выводом.

После этого дотрагиваемся до противоположного контактного стрежня ТЭНа непосредственно жалом индикатора фазы. При этом должна засветиться лампочка индикатора. Затем жалом индикатора фазы следует прикоснуться непосредственно к трубке ТЭНа. В этом случае лампочка уже не должна засветиться. Если все происходит наоборот, это означает:

— обрыв спирали (отсутствие света при прикосновении к противоположному выводу ТЭНа),
— пробой изоляции (т.е. касание трубки спиралью), если индикатор светится при прикосновении к трубке.

ВАЖНО! Этот способ проверки требует предельной осторожности от пользователя. Если прикоснуться оголенной кожей к тем деталям или цепям, которые имеют соединение с проводом фазы, то можно причинить серьезный вред здоровью (включая даже остановку сердца). Проще говоря, при проверках при помощи фазы и контрольки электрика после подключения к розетке нельзя прикасаться к корпусу ТЭНа.

Нестандартные способы проверки ТЭНов

Например, подключить шнур с вилкой непосредственно к выводам ТЭНа и после этого буквально на несколько мгновений вставить вилку в розетку. Нагревание ТЭНа, которое при этом будет происходить, покажет, что он исправен. Но действовать следует осторожно, чтобы не обжечься.

Так же просто можно проверить сопротивление изоляции. Нужно отсоединить один из концов данного шнура (отключенного от розетки) от вывода ТЭНа и подсоединить к трубке. Делать это надо через предохранитель, рассчитанный на ток защиты не выше 5 А.

Теперь можно подключать вилку к розетке и подождать некоторое время. Тут уж счет не идет на секунды. Постепенно нагревание говорит о том, что ТЭН исправен, короткое замыкание спирали с корпусом не наблюдается.

На самом деле существует огромное количество различных способов проверки ТЭНа. Их можно выполнить, например, при помощи стационарного телефонного аппарата. ТЭН просто подключают к разрыву одного из телефонных проводов, которые подключают аппарат к сети. Если после этого позвонить на норме, и будет сигнал, то это означает, что ТЭН нормально работает.

Расчет ТЭНа

Допустимая удельная поверхностная мощность PF=P⁄F,

где Р – мощность проволочного нагревателя, Вт;

F=π∙d∙l – площадь поверхности нагревателя, м2; l – длина провода, м.

Согласно первому методу

где ρд – удельное электрическое сопротивление материала провода при действительной температуре, Ом•м; U – напряжение проволочного нагревателя, В; PF – допустимые значения удельной поверхностной мощности для различных нагревателей:

Во втором методе используют таблицу токовых нагрузок (см. таблицу 1), составленную по экспериментальным данным. Для того чтобы воспользоваться указанной таблицей, необходимо определить расчетную температуру нагрева Tр, связанную с действительной (или допустимой) температурой провода Tд соотношением:

где Kм – коэффициент монтажа, учитывающий ухудшение условий охлаждения нагревателя из-за его конструктивного исполнения; Kс – коэффициент среды, учитывающий улучшение условий охлаждения нагревателя по сравнению с неподвижной воздушной средой.

Для нагревательного элемента из провода, свитого в спираль, Kм=0,8…0,9; то же, с керамическим основанием Kм=0,6…0,7; для провода нагревательных плиток и некоторых ТЭНов Kм=0,5…0,6; для провода электронагревателей пола, почвы и ТЭНов Kм=0,3…0,4. Меньшее значение Kм соответствует нагревателю меньшего диаметра, большее – большего диаметра.

При работе в условиях, отличающихся от свободной конвекции, для нагревательных элементов в воздушном потоке принимают Kс=1,3…2,0; для элементов в неподвижной воде Kс=2,5; в потоке воды – Kс=3,0…3,5.

Если заданы напряжение Uф и мощность Pф будущего (проектируемого) нагревателя, то его ток (на одну фазу)

По расчетному значению тока нагревателя для требуемой расчетной температуры его нагрева по таблице 1 находят необходимый диаметр нихромового провода d и рассчитывают необходимую длину провода, м, для изготовления нагревателя:

где d – выбранный диаметр провода, м; ρд – удельное электрическое сопротивление провода при действительной температуре нагрева, Ом•м,

Для того чтобы определить параметры спирали из нихрома, принимают средний диаметр витков D=(6…10)∙d, шаг спирали h=(2…4)∙d,

длину спирали lсп=h∙n.

При расчете ТЭНов следует помнить, что сопротивление провода спирали после опрессовки ТЭНа

где k(у.с) – коэффициент, учитывающий уменьшение сопротивления спирали; по опытным данным k(у.с)=1,25. Следует также учитывать, что удельная поверхностная мощность провода спирали больше в 3,5. 5 раз удельной поверхностной мощности на трубке ТЭНа.

В практических расчетах ТЭНа сначала определяют температуру на его поверхности Tп=Tо+P∙Rт1,

где Tо – температура окружающей среды, °С; P – мощность ТЭНа, Вт; Rт1 – термическое сопротивление на границе трубка – среда, о С/Вт.

Затем определяют температуру спирали: Tсп=Tо+P∙(Rт1+Rт2+Rт3 ),

где Rт2 – термическое сопротивление стенки трубки, о С/Вт; Rт3 – термическое сопротивление наполнителя, о С/Вт; Rт1=1⁄(α∙F), где α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м^2• о С); F – площадь поверхности нагревателя, м2; Rт2=δ⁄(λ∙F), где δ – толщина стенки, м; λ – теплопроводность стенки, Вт/(м• о С).

Таблица 1. Таблица токовых нагрузок

Пример 1. Рассчитать электрический нагреватель в виде проволочной спирали по допустимой удельной поверхностной мощности PF.

Условие. Мощность нагревателя P=3,5 кВт; напряжение питания U=220 В; материал провода – нихром Х20Н80 (сплав из 20 % хрома и 80 % никеля), поэтому удельное электрическое сопротивление провода ρ20=1,1∙10^(-6) Ом•м; температурный коэффициент сопротивления αр=16∙10^(-6) 1/ о С; спираль открытая, находится в металлической пресс-форме, рабочая температура спирали Tсп=400 о С, PF=12∙10^4 Вт/м2. Определить d, lп, D, h, n, lсп.

Решение. Сопротивление проволочной спирали: R=U^2⁄P=220^2⁄3500=13,8 Ом.

Удельное электрическое сопротивление при Tсп=400 о С

Находим диаметр провода:

Из выражения R=(ρ∙l)⁄S получаем l⁄d^2 =(π∙R)⁄(4∙ρ), откуда длина провода

Средний диаметр витка спирали D=10∙d=10∙0,001=0,01 м=10 мм. Шаг спирали h=3∙d=3∙1=3 мм.

Число витков спирали

Длина спирали lсп=h∙n=0,003∙311=0,933 м=93,3 см.

Пример 2. Конструктивно рассчитать проволочный нагреватель сопротивления при определении диаметра провода d с помощью таблицы токовых нагрузок (см. табл. 1).

Условие. Мощность проволочного нагревателя P=3146 Вт; напряжение питания U=220 В; материал провода – нихром Х20Н80 ρ20=1,1∙10^(-6) Ом•м; αр=16∙10^(-6) 1/℃; спираль открытая, расположенная в потоке воздуха (Kм=0,85, Kс=2,0); допустимая рабочая температура провода Tд=470 о С.

Определить диаметр d и длину провода lп.

Tр=Kм∙Kс∙Tд=0,85∙2∙470 о С=800 о С.

Ток проектируемого нагревателя I=P⁄U=3146⁄220=14,3 А.

По таблице токовых нагрузок (см. табл. 1) при Tр=800 о С и I=14,3 А находим диаметр и сечение провода d=1,0 мм и S=0,785 мм2.

Длина провода lп=(R∙S)⁄ρ800,

где R=U^2⁄P=220^2⁄3146=15,3 Ом, ρ800=1,1∙10^(-6)∙[1+16∙10^(-6)∙(800-20)]=1,11∙10^(-6) Ом•м, lп=15,3∙0,785∙10^(-6)⁄(1,11∙10^(-6) )=10,9 м.

Далее при необходимости аналогично первому примеру могут быть определены D, h, n, lсп.

Пример 3. Определить допустимое напряжение на трубчатом электрическом нагревателе (ТЭНе).

Условие . Спираль ТЭНа выполнена из нихромовой проволоки диаметром d=0,28 мм и длиной l=4,7 м. ТЭН находится в спокойном воздухе, имеющем температуру 20 о С. Характеристика нихрома: ρ20=1,1∙10^(-6) Ом•м; αр=16∙10^(-6) 1/°С. Длина активной части оболочки ТЭНа Lа=40 см.

ТЭН гладкий, наружный диаметр dоб=16 мм. Коэффициент теплоотдачи α=40 Вт/(м^2∙°С). Термические сопротивления: наполнителя Rт3=0,3 о С/Вт, стенки оболочки Rт2=0,002 о С/Вт.

Определить, какое максимальное напряжение можно приложить к ТЭНу, чтобы температура его спирали Tсп не превышала 1000 ℃.

Решение. Температура спирали ТЭНа

где Tо – температура окружающего воздуха; P – мощность ТЭНа, Вт; Rт1 – контактное термическое сопротивление на границе трубка – среда.

Мощность ТЭНа P=U^2⁄R,

где R – сопротивление спирали нагревателя. Следовательно, можем записать Tсп-Tо=U^2/R∙(Rт1+Rт2+Rт3), откуда напряжение на ТЭНе

где ρ1000=ρ20∙[1+αр∙(T-20)]=1,1∙10^(-6)∙[1+16∙10^(-6)∙(1000-20)]=1,12∙10^(-6) Ом•м.

Тогда R=1,12∙10^(-6)∙(4∙4,7) ⁄ (3,14∙(0,28∙10^(-3) )^2)=85,5 Ом.

Контактное термическое сопротивление Rт1=1⁄(α∙F),

где F – площадь активной части оболочки ТЭНа; F=π∙dоб∙Lа=3,14∙0,016∙0,4=0,02 м2.

Находим Rт1=1⁄(40∙0,02=1,25) о С/Вт.

Определяем напряжение на ТЭНе U=√((85,5∙(1000-20)) / (1,25+0,002+0,3))=232,4 В.

Если номинальное напряжение, указанное на ТЭНе, равно 220 В, то перенапряжение при Tсп=1000 о С составит 5,6%∙Uн.

Применение закона Ома в ремонте стиральных машин

Для ремонта бытовой техники, которая работает на электричестве, просто необходимо знать элементарные правила безопасности и иметь представления о физических процессах протекающих в этой техники. И один из важнейших законов это конечно же Закон Ома, который мы так сильно не хотели учить в школе.

Прошу не придираться если что, я не писатель, только учусь.

На форуме возникло некоторое подобие спора о потребляемом токе ТЭНа при изменении сетевого напряжения. Не буду вдаваться далеко в теорию, постараюсь ближе к жизни.

Давайте разберемся применительно к нашей практической деятельности

Формула мощности Р = U*I вольты умножить на амперы,

Формула сопротивления R = U/I напряжение делить на ток.

Р – мощность (ватт), U – напряжение (вольт), I – ток (ампер), R – сопротивление (ом).

Для мастеров занимающихся ремонтом разнообразной бытовой техники постоянно приходится проверять исправность различных нагрузок. (В дальнейшем любую активную нагрузку буду называть ТЭН)

Встречая впервые или редко, подзабыли «склероз», духовку, стеклокерамику, стиралку и т.д.

Нужно определить целостность ТЭНов т.е. его сопротивление, для этого всегда можно найти шильдики с указанием мощности в ваттах и номинальное напряжение, вычисляем сопротивление и проверяем тестером исправность ТЭНа (обязательно проверять и утечку на корпус — риск неконтролируемого нагрева или электротравмы)

Читать еще:  Работа транзистора

Определение сопротивления ТЭНа

Формула для вычислений сопротивления при U сети = 220 вольт простая: 50 разделить на мощность в киловаттах

Прим. Тэн 2квт сопротивление будет 50 / 2 = 25 ом, Это итог формулы R = U?/ P

Погрешность такого расчета менее 5%, годится для быстрого расчета без применения калькулятора.

Или классический школьный вариант из закона Ома следует:

I = Р / U и соответственно R = U / I

Для U сети = 220 вольт. Расчетное сопротивление будет 24,2ом плюс допуск на изготовление тэна, погрешность мультиметра, переходное сопротивление щупов, температуру, и т.д. те же 5%.

[b]Изменение тока при изменении напряжения[/b]

Рассмотрим этот вопрос через потребляемую мощность, можно это все рассмотреть и через ток, но мне кажется, что так нагляднее.

P = U?/ R сопротивление ТЭНа (нагрузки) не меняется!

При уменьшении напряжения сети вдвое мощность упадет в 4 раза (так как U?)

Прим. Потребляемая мощность Р1 = 2 квт при U1=220 v, при снижении напряжения до U2 = 110v потребляемая мощность уменьшится до Р2 = 500 вт.

Поэтому при снижении напряжения сети менее 200 вольт из-за падения мощности возникают проблемы запуска компрессоров холодильников, насосов стиральных и иных машин, работа трансформаторных блоков питания…

Соответственно при увеличении напряжения сети вдвое мощность увеличится в 4 раза, т.е.

Применение

Потребляемая мощность Р=2 квт при 220 v, при повышении напряжения до 380v (межфазное напряжение) потребляемая мощность возрастет до 6 квт.

В жизни такое происходит при обрыве нулевого провода, как результат из за межфазного напряжения выгорает все, что было включено в розетки.

Для нас вывод, чтобы избежать этой проблемы, желательно устанавливать автоматы защиты от превышения и понижения напряжения сети. Стоят от 400 рублей, копейки по сравнению с последствиями.

При перекосе фаз особенно в частном секторе возможна длительная работа техники с повышенным напряжение сети. В стиралках при повышенном напряжении часто выходят из строя симисторы термоэлектрических блокировок люка, варистор 275 v еще не открылся, а симистор УБЛ уже перегрелся из-за повышенного тока через термистор и происходит тепловой пробой переходов, как известно у полупроводников с повышением температуры круто понижается максимально допустимый ток. Отсюда следует при ремонте модулей симистор по току ставить не менее заменяемого, если ставится более мощный симистор, то нужно учитывать, что симисторы управляются током, смотреть по даташитам, чтобы не перегрузить цепь управления, не завышать мощность неисправных сопротивлений, заменяемых в цепях управления симистором, они часто работают как предохранитель при катаклизмах с УБЛ.

Эту проблему проще всего решить переключившись на другую фазу (при низком напряжении это же лекарство от перекоса фаз), это святая обязанность электросетей – равномерно распределять нагрузку по фазам, и есть вариант за деньги покупать сетевой стабилизатор (и при пониженном напряжении тоже). Лучше рекомендовать так называемый электронный стабилизатор, в котором переключение обмоток трансформатора твердотельнымы реле, в момент перехода синусоиды через ноль, т.е. быстро и с минимальными помехами по сети, что критично для техники с электронными модулями.

Способы проверок ТЭНа на водонагревателях

Среди всех элементов внутреннего устройства бойлера трубчатый электронагреватель наиболее подвержен неисправностям и поломкам. Перед тем как проверять функционирование этого компонента, нужно рассчитать сопротивление. Оно вычисляется как частное квадрата сетевого напряжения и обозначенной на корпусе мощности прибора. После этого можно измерять сопротивление ТЭНа бойлера с помощью измерительного оборудования.

Возможные неисправности ТЭНа

Устройство включает в себя одну или несколько нитей нагревательного элемента, смонтированных в трубке из металла, заполненной изоляционным материалом, хорошо проводящим тепло. Исправность ТЭНов нарушается по той причине, что на них ложится наибольшая нагрузка. К тому же на элементе оседает много накипи, что негативно сказывается на качестве работы.

К основным проблемам относятся:

  • перегорание нити накаливания;
  • скопления накипи;
  • сгорание проводки на корпусе.

Последнее явление встречается реже, чем первые два, но является наиболее опасным: если нагреватель не оборудован устройством защитного отключения, пользователя может ударить током. При установленной системе безопасности прибор будет просто отключаться.

Чтобы ТЭН прослужил дольше, его нужно регулярно очищать от накипи и загрязнений, а также прозванивать с помощью тестера при возникновении неполадок.

Модели мультиметров

Узнавать сопротивление ТЭНа принято посредством мультиметров. Можно встретить цифровые и аналоговые приборы. Они используются для схожих целей, но принцип функционирования различается. Независимо от варианта, выбранного для проверки нагревателя, перед его использованием нужно убедиться в отсутствии нарушения целостности (в том числе, повреждений изоляционного покрытия) проводов, ведущих от щупов к проверяемому аппарату.

Цифровые

При приобретении нового измерительного прибора предпочтительно выбирать модели этой группы. Конструкция включает контроллер, интегральную схему и экран, на котором отображается результат измерения. По точности показаний эти изделия превосходят аналоговые. Она не определяется настройкой нулевого значения или уровнем разряда аккумулятора – пользователь просто получает численные данные. Некоторые изделия оборудованы дополнительным функционалом – с их помощью можно узнать, где спрятана проводка в толще стены, протестировать радиодетали. Если тестирование ТЭНов является частью профессиональной деятельности, рекомендуется приобрести прибор, снабженный сигнализатором. Целостность электроцепи при работе с ним детектируется посредством аудиосигнала.

Стрелочные

Такие устройства напрямую подключаются к объекту тестирования. Радиоэлементы превращают сигнал в электроток, перемещающий помещенную в магнитное поле указательную стрелку. Работа с прибором требует строгого соблюдения полярности. При ошибке указатель движется в противоположную сторону до встречи с ограничителем, и при значительном по модулю значении сигнала мультиметр может выйти из строя. Если такую ошибку допустить при обращении с цифровым прибором, он уведомит об этом пользователя знаком «минус» на дисплее перед численным значением измеряемого параметра.

Методы прозвона водонагревателя

Есть методики, позволяющие оценить исправность прибора, если при обнаружении неполадок под рукой нет мультиметра. Они дают менее точный результат, чем работа с цифровым измерителем, но оценить необходимость в замене детали с их помощью вполне возможно.

Простейший метод проверить ТЭН на водонагревателе не требует задействования каких-либо инструментов. Однако потребуется демонтаж элемента из нагревательного прибора. ТЭН нужно тщательно осмотреть. Если оценке состояния мешает наросшая накипь, ее растворяют, замачивая деталь в воде с уксусом или лимонной кислотой. Выдерживать ее в подкисленной жидкости нужно около 6 часов.

Отложения накипи становятся причиной ряда распространенных проблем с техникой – из-за них увеличивается время нагрева воды, а сама деталь при отсутствии своевременной очистки вскоре перегорает.

Если на ТЭНе обнаружились царапины, любые деформации или темные пятна, его однозначно надлежит заменить.

Применение индикаторной отвертки на батарее также допускается для проверки. Перед тестированием обязательно отключают оборудование от тока и отсоединяют от ТЭНа все проводники. Первый клеммный зажим трогают пальцем, а ко второму питающему подносят кончик инструмента, коснувшись торцевого контакта. Если индикатор подсвечивается, нагреватель не вышел из строя.

Тестируют ТЭНы специальными контрольными лампочками. Этот вариант подойдет профессиональным электрикам или людям, имеющим достаточный опыт обращения с цепями. Схему можно собрать самостоятельно, задействовав лампочку накаливания на 220 В. Ее вкручивают в патрон, к которому присоединены медные одножильные провода с прикрученными к ним щупами. Лампу подключают в сеть между проверяемым прибором и источником питания. Если она загорается, узел функционирует нормально. Для проверки нагревательного устройства на один из контактов подают сетевой нуль, на другой – фазовый провод с подключенной лампой.

Технология проверки

При неполадках с бойлером следует проверить ТЭН на водонагревателе мультиметром – это самый надежный и точный способ оценки состояния детали. Перед тем как начать тестирование, нужно отделить от элемента токопроводящие проводники.

Последовательность проверочных работ:

  1. Переключатель устройства ставится на спектр значений, куда должен попадать показатель ТЭНа. Его можно вычислить, зная потребляемую мощность прибора и его рабочее напряжение. Чем больше первый параметр, тем меньше значение сопротивления.
  2. Щупы измерительного устройства ставятся к контактам прозваниваемого ТЭНа.
  3. Если деталь не пришла в негодность, на дисплее вскоре обозначится цифровой показатель, близкий к полученному при расчетах. Цифра «0» на экране сигнализирует о ситуации короткого замыкания. Если на дисплее с левой стороны показалась единица, скорее всего, спираль элемента оборвалась. Использование аналогового измерителя в такой ситуации показывает бесконечность.
  4. Затем ТЭН тестируется на электропробой. Переключатель устанавливают в положение типа «зуммер». Работают одним щупом. Им последовательно прикасаются к выводам нагревателя. Если мультиметр не издает никаких звуков, результаты проверки удовлетворительны. Если имел место высокий писк, произошло замыкание нагревателя на корпус.

Показатель терморегулятора замеряется способом, аналогичным описанному в пунктах 1-3. При столкновении с единицей, указывающей на обрыв, нажимают на кнопку блока предохранения. Когда термостат снова сможет работать, замеры продолжают.

Если у пользователя нет уверенности в том, в какой диапазон ставить сопротивление мультиметра при тестировании нагревателя или другого элемента, можно провести испытания в нескольких разных зонах. После окончания каждой проверки позицию переключателя меняют. Щупы в это время не должны прикасаться к выводам. Нельзя трогать их руками – в этом случае на табло высветится сопротивление плоти человека. Чем больше цифра, тем чувствительнее реакция устройства.

Демонтаж и установка нагревательного элемента

Если нагреватель стоит заменить, нужно купить новую деталь и установить ее на место старой. Новый элемент должен быть идентичен прежнему по форме и мощностному показателю, желательно той же фирмы. Перед установкой его тестируют на пробой на корпус. Место крепежа должно быть герметично запаковано – нельзя допускать попадания жидкости на зажимы и контакты.

Описанные способы актуальны для тестирования ТЭНов в самых разных бытовых приборах – бойлерах, электрических чайниках, стиральных агрегатах, утюгах.

Как прозванивать тэн мультиметром

Если ваша стиральная машина, водонагреватель или электрический чайник перестали нагревать воду – в первую очередь необходимо проверить Трубчатый ЭлектроНагреватель – ТЭН, встроенный в них. Проще всего диагностировать неисправность можно прозвонив его и замерив фактическое сопротивление.
После этих несложных действий, вы будете точно знать, является ли он причиной поломки или виноват, например, термостат, проводка или что-то другое.

Читать еще:  Демонтаж выключателей света: снятие рамки и клавиш

Весь цикл проверки трубчатого нагревателя должен включать:

Проверка утечки тока ТЭН

В первую очередь поиск причины неисправности необходимо начинать с проверки на утечку тока. Обычно, если такое происходит, сразу при включении в сеть срабатывает УЗО или дифференциальный выключатель и линия обесточивается.

Поиск утечки выполняется в следующим образом:

1. Отключаем проверяемый электроприбор из розетки;

2. Разбираем его, чтобы получить доступ к клеммам электронагревателя;

3. Включаем на мультиметре режим прозвонки и вставляем щупы в разъемы «COM» и «VMa»;

4. Прозваниваем сперва один контакт на корпус устройства, затем другой;

5. Возможные результаты:

Есть сигнал, на дисплее показатель близкий к «0» – ТЭН неисправен;

— Нет сигнала, на дисплее «1» – утечки нет;

К сожалению, прозвонив таким образом, вы не всегда сможете обнаружить пробой. Довольно часто, выявляет это только специализированный тестер – мегаомметр, который проверяет цепи высоким напряжением. Мелкие повреждения изоляции выявляются только так. Мультиметр поймает лишь явные дефекты, например, когда фазный проводник касается нулевого.

Нередко, утечку поможет выявить замер на включённом ТЭНе. Но я не советую этого делать, если вы не уверены в своих навыках работы с электрооборудованием на все 100%.

Если вы обнаружили утечку, связь между одним из контактов и корпусом – нужно искать место пробоя. Я советую отсоединить питающие провода от электронагревателя и сделать замер без них. Тогда вы поймёте, виноват нагревательный элемент или другие элементы цепи питания.

Если же проблема не обнаружена, продолжаем диагностику:

Как прозвонить ТЭН на обрыв или короткое замыкание

Следующим важным этапом испытания работоспособности ТЭНа, является его прозвонка, для выявления двух основных неисправностей:

1. Обрыв нагревателя – токопроводящей нити, стержня или спирали внутри корпуса;

Пошаговая инструкция, которая поможет вам прозвонить ТЭН включает следующие действия:

1. Электроприбор отключается от сети;

2. Разбирается для доступа к контактам ТЭНа;

3. Отключаются питающие провода от нагревателя;

4. На мультиметре выбирается режим прозвонки, щупы устанавливаются в соответствующие разъемы «COM» и «VMa»;

5. Касаемся щупами выходных шпилек электронагревателя, каждый своей шпильки;

6. Возможные результаты:

Нет сигнала – внутренний токопроводящий нагревающийся стержень, спираль или нить повреждены;

Есть сигнал – ТЭН не поврежден, но всё еще возможно КЗ между его контактами, об этом обычно говорят близкие к нулю показатели на экране, в любом случае рекомендуется проверить сопротивление;

Если при прозвонке на дисплее будет «1» и звука зуеммера не последует – устройство повреждено, разрушен, разорван токопроводящий элемент. Именно он нагревается при включении. Чинить его нецелесообразно, обычно он просто меняется на новый.

Если же цепь прозванивается, сигнал идёт, а на дисплей отражает показатели отличные от «1» значит она целая.

Но радоваться рано, всё еще есть вероятность, что трубчатый электронагреватель неисправен, необходимо определить один из основных его показателей – внутреннее электрическое сопротивление.

Как определить сопротивление ТЭН мультиметром

Последним этапом проверки мультиметром трубчатых электронагревателей бытовой техники, будь то утюг, чайник, водонагреватель или стиральная машина, является измерение сопротивления. Только после этого вы наверняка решите является ли ТЭН причиной неисправности бытовой техники или нет.

1. Обесточиваем электроприбор — выключаем из розетки

2. Разбираем, чтобы добраться до контактов

3. Отключаем от его контактов провода (обязательно необходимо прозвонить на утечку – описано выше)

4. Выставляем на мультиметре режим проверки сопротивления (для бытового оборудования достаточно диапазона до 100 Ом)

5. Подсоединяем щупы мультиметра к контактным стержням или клеммам ТЭНа, каждый к своему

6. Возможные результаты:

«1», ТЭН неисправен, обрыв внутреннего токопроводящего стержня, пружины или нити.

«0» или близкое к этому значение, говорит о коротком замыкании внутри ТЭНа. Электрический ток не проходит через весь нагреватель как положено, а протекает напрямую между контактами, например, через проводник с малым сопротивлением (через материал трубки, наполнитель, воду и т.д.)

— Показывает какую-то величину отличную от «0» и «1». Это и есть значение внутреннего электрического сопротивления ТЭН, значит он исправен. Осталось определить его мощность, достаточно ли её для нагрева.

Как видите, замер внутреннего удельного сопротивления трубчатого электронагревателя практически точь в точь соответствует режиму прозвонки. А почему это так и какая между ними разница, обязательно прочитайте в нашей статье – «Как прозванивать мультиметром».

Как рассчитать электрическую мощность ТЭНа, зная его сопротивление

Измерив сопротивления, можно определить реальную мощность трубчатого электронагревателя и понять, соответствует ли она заявленной для прибора и достаточна ли для нагрева.

Для определения мощности, мы воспользуемся законом Ома, следующей формулой:

P=U 2 /R, Вт, где P – Мощность, Ватт; U – напряжение питающей сети, Вольт; R – Внутреннее электрическое сопротивление, Ом;

Пример расчета

Так, например, при измерении вы получили результат 20 Ом. Подставив в формулу, вычисляем:

P, ВтМощность ТЭНа = 220 2 В напряжение бытовой сети в квадрате / 20 Омсопротивление ТЭНа = 2 420 Вт

Соответственно, мощность ТЭН, который мы испытывали, 2420 Вт, что полностью соответствует заявленному показателю в паспорте. А учитывая то, что все остальные тесты он прошёл успешно, значит проблема не в нём и нужно искать дальше, например прозвонить электрические цепи или замерить напряжение в розетке.

Если же мультиметр покажет результат 100 Ом, то мощность будет всего порядка 500Вт. Этого естественно недостаточно для штатной работы и полноценного нагрева воды.

Увеличение сопротивления может быть вызвано разными процессами: уменьшением сечения проводника, окислением или загрязнением контактов и т.д. В любом случае, такой замер даст вам нужную информацию для дальнейшего поиска причин.

Как видите, проверить работу ТЭНа достаточно просто, для этого вам нужен лишь мультиметр и немого свободного времени. Многие проблемы выявит простая прозвонка, а если она не помогла, то замеры параметров сопротивления нагревательного устройства.

А Если вы столкнулись с какой-то проблемой, не описанной здесь, хотите что-то добавить или нашли ошибку – пишите в комментариях, это будет полезно многим.

Как проверить тэн водонагревателя за 5 минут

Сейчас многие люди устанавливают себе дополнительно водонагревательные бойлеры, не зависимо от фирмы производителя и их конструкции все они имеют объединяющий их элемент, это тэн.

Который в свою очередь со временем, по тем или иным причинам начинает работать на половину своей мощности или совсем выходит из строя. Происходить это может по нескольким причинам:

1) Не качественная вода. Со временем вокруг тэна образуется толстый слой кальция, налёт в таком случае просто следует аккуратно удалить.

2) Прогорание корпуса тэна и замыкание нагревательной спирали. Наиболее опасный вариант. Если у вас нет заземления в розетке , то при контакте с водой человека может ударить током. Вот как раз для таких случаев и нужно устанавливать УЗО.

3) И последнее — обрыв нагревательной спирали внутри тэна.

Для проверки работоспособности тэна вам понадобится прибор — мультиметр. Он продаётся в любом магазине инструментов и стоит не дорого.

Теперь немного теории и цифр.

Нужно узнать какое рабочее сопротивление имеет тэн, измеряется в омах (Ом. Ω). Для этого смотрим в паспорт водонагревателя или этикетку на самом бойлере и ищем его мощность, она выражается в ваттах (W.) Допустим что у нас водонагреватель потребляет — 2000W.

Далее смотрим на какое напряжение электрической сети рассчитан бойлер, значение выражается в вольтах (V.). В нашем случае это — 220V. Имея эти два параметра начинаем считать по формуле:

R=U 2 :P

R — сопротивление (Ом.)

U — напряжение (V.)

P — Мощность (W.)

Нужно квадрат напряжения разделить на мощность, получим сопротивление.

Проще говоря это выглядит так — 220V. * 220V. = 48.400 (это и есть квадрат напряжения).

Затем полученные — 48.400 : 2000W. = 24.2 Ома.

Вот вы и узнали какое сопротивление должен иметь ваш тэн в нормальном , рабочем режиме.

Переходим к практике.

Берём мультиметр, устанавливаем два щупа в гнёзда (идут в комплекте). Чёрный в гнездо с надписью «COM«, красный с обозначением «V« или «Ω». Переводим мультиметр в режим измерения сопротивления, с значением — 200 Ом. (если такая шкала градации имеется, если нет, то просто на знак «Ω» омега).

ВАЖНО!

ПЕРЕД ИЗМЕРЕНИЕМ , ОТКЛЮЧИТЕ ТЭН ОТ ЭЛЕКРИЧЕСКОЙ СЕТИ.

Для точности измерения отсоедините провода от клемм тэна.

Касаемся щупами клемм и смотрим на показания прибора.

Если на экране значение близкое к работоспособным, а в нашем случае это — 24.2 Ома, то тэн исправен.

Если показывает — 0 (ноль), значит произошло короткое замыкание внутри тэна и его необходимо заменить.

Если прибор показывает — 1 (единицу) либо (бесконечность), значит у тэна обрыв и его так же нужно менять.

В конце замеряем ещё один параметр, так называемый — пробой на корпус. Мультиметр переводим в режим прозвонки .

Один щуп оставляем на любой клемме, а вторым касаемся открытой железной части тэна и смотрим. Если ничего не происходит, пробоя нет. Если мультиметр подаёт звуковой сигнал, тэн не исправен и подлежит замене.

Долго объяснял, но на практике это занимает не более пяти минут.

Такой способ проверки тена на работоспособность с помощью мультиметра подходит не только к водонагревателям, а к любым аналогичным приборам: стиральные машины, чайники и тому подобное.

Благодарю вас если дочитали статью до конца.

Удачи, с уважением А.Е.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты