Электротехническое оборудование

В большинстве случаев, конструктивно все выпускаемое электротехническое оборудование объединено следующими показателями: оно состоит из корпуса, нагревательного элемента, контактных штифтов, электроизоляционных и теплоизолирующих материалов. Его основной частью является нагревательный элемент, в котором электрическая энергия преобразуется в тепловую. Изготовляют его из проводников, имеющих высокое удельное сопротивление. Принцип действия данных технических средств основан на том, что при прохождении тока через проводник с высоким сальным сопротивлением, по закону Джоуля - Ленца, количество тепла, выделяемого в проводнике, пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени прохождения электроэнергии.

Нагрев путем преобразования электрической энергии в тепловую имеет ряд преимуществ перед другими видами нагрева (на газовых, твердых или жидких топливах), а именно:

1) обеспечивает более равномерный нагрев;

2) позволяет легко регулировать температуру нагрева в широких пределах изменением силы тока;

3) допускает автоматическое включение и выключение в установленное время;

4) обеспечивает лучшие гигиенические условия в быту, так как нет открытого пламени, дыма, вредных газов и копоти;

5) менее опасен в пожарном отношении.
Электротехническое оборудование значительно облегчают труд, сокращают время на различные домашние работы и имеют высокий коэффициент полезного действия, который у них составляет 50-70%, а в отдельных случаях достигает 95%.

Широкое применение различных видов бытовых электроприборов с проволочными или ленточными нагревательными элементами стало возможно после создания специальных сплавов. Из них изготовляют проволоку или ленту, которые должны обладать более высоким удельным сопротивлением, чем медь и другие проводники, что обеспечивает компактность конструкции, и притом весьма мало зависящим от температуры. Кроме того, они должны длительно выдерживать высокие градусы, не расплавляясь и не окисляясь. Больше всего удовлетворяют этим требованиям специальные сплавы - константан, нихром и фехраль.

Во всех нагревательных элементах токопроводящую проволоку и ленту тщательно изолируют от корпуса, от чего зависит качество и надежность технических средств, а также их безопасность в обращении. Электроизоляционные материалы, применяемые для этих целей, должны обладать высокой прочностью, выдерживать частые колебания температуры, не снижая качества изоляции при длительной эксплуатации, иметь малую гигроскопичность, обладать хорошей теплопроводностью и высокой механической прочностью. Для электроприборов с температурой нагрева до 800°С в качестве изолирующих материалов применяют асбестовый картон, фарфор, жароупорный миканит и слюду флагопит. При более высоких температурах нагрева используют электротехническую керамику, шамот, периклаз, кварцевый песок и т.д. Эти материалы допускают максимальную температуру до 14004-1700° С.

В настоящее время при изготовлении электронагревателей, для компактности прибора проволоку диаметром 0,3-0,6 мм свивают в спираль, а ленту наматывают на плоское электроизоляционное основание. При этом тепло может передаваться тремя способами:

1) непосредственным соприкосновением от более нагретого к менее нагретому за счет теплопроводности;

2) передвижением самих нагретых частиц вещества за счет конвекции

3) лучеиспусканием

Принцип передачи тепла нагреваемому телу в данных приборах основан на одном из этих способов либо совмещает два или даже все три способа теплопередачи. В зависимости от назначения электронагреватели выполняются открытыми или закрытыми. Последние из перечисленных установок подразделяются на два основных вида. При этом они могут быть негерметическими и герметическими.