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Überblick – Gestaltung und Berechnung des Heizelements

Überblick – Gestaltung und Berechnung des Heizelements

Für den Einsatz als Heizelement muss das Band oder der Draht dem Stromfluss standhalten können. Der Widerstand wandelt die elektrische Energie in Wärme um, was mit der elektrischen Widerstandsfähigkeit des Metalls zusammenhängt und als Widerstand der Längeneinheit einer Querschnittsfläche definiert ist. Der lineare Widerstand einer Band- oder Drahtlänge kann aus dem elektrischen Widerstand berechnet warden.

Where:

ρ der elektrische Widerstand (Mikroohm.cm)
R der Elementwiderstand bei 20 °C (Ohm)
d der Drahtdurchmesser (mm)
t die Banddicke (mm)
b die Bandbreite (mm)
l die Band- oder Drahtlänge (m)
a die Querschnittsfläche des Bands oder Drahts (mm2)

Für Runddraht

For Round Wire

Für Band

For Tape

For Tape

Als Heizelement bieten Bänder eine große Oberfläche und daher eine stärkere effektive Wärmestrahlung in eine bevorzugte Richtung, wodurch sie sich hervorragend für viele industrielle Anwendungen, wie spritzgegossene Heizbänder, eignen.

Eine wichtige Eigenschaft dieser Widerstandslegierungen ist ihre Beständigkeit gegenüber Wärme und Korrosion, die auf die Bildung von Oxidschichten auf der Oberfläche zurückzuführen ist, die weitere Reaktionen mit dem Sauerstoff in der Luft verzögern. Bei der Auswahl der Legierung müssen die Betriebstemperatur sowie der Werkstoff und die Umgebung, mit der sie in Berührung kommt, berücksichtigt werden. Da es so viele verschiedene Anwendungsarten, Variablen bei der Elementgestaltung und Betriebsbedingungen gibt, werden die folgenden Formeln zur Elementgestaltung lediglich als Orientierungshilfe angegeben.

Elektrischer Widerstand bei Betriebstemperatur

Mit wenigen Ausnahmen ändert sich der Widerstand eines Metalls mit der Temperatur, was bei der Auslegung eines Heizelements ebenfalls bedacht werden muss. Für die Berechnung des Widerstands eines Elements bei Betriebstemperatur muss der Widerstand des Elements bei Raumtemperatur ermittelt werden. Um den Widerstand des Elements bei Raumtemperatur zu erhalten, muss der Widerstand bei Betriebstemperatur durch den unten aufgeführten Temperaturbeständigkeitsfaktor dividiert warden.

Dabei ist :

F = der Temperaturbeständigkeitsfaktor
Rt = der Elementwiderstand bei Betriebstemperatur (Ohm)
R = der Elementwiderstand bei 20 °C (Ohm)

Temperaturene-Resistance Factor

Legierung Temperaturbeständigkeitsfaktor (F):
20°C 100°C 200°C 300°C 400°C 500°C 600°C 700°C 800°C 900°C 1000°C 1100°C 1200°C
RW80 1.00 1.006 1.015 1.028 1.045 1.065 1.068 1.057 1.051 1.052 1.062 1.071 1.080

 

Der Widerstand von RW45 ändert sich mit steigender Temperatur nur leicht und hat im Bereich von 20 °C bis 100 °C einen Temperaturbeständigkeitsfaktor von +0,00003/°C.

Gestaltungsrichtlinien herunterladen

 Klicken Sie hier, um eine Tabelle für schnelle Berechnungen herunterzuladen.

Alloy Wire
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