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怎样制作电热切割器(转载)

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楼主
发表于 2009-12-29 22:17 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
下面的叙述有点长,但我想这是有必要的。 做电热切割器至少先具备两样东西——电源和电热丝。但是应该怎样的电源和电热丝呢?凡是用到电的都应该考虑用电安全问题,首先确定电源的输出电压不高于安全电压36v,其次是电源必须是安全的隔离电源,最后是电源的输出功率至少能满足切割要求。 1、《电工学》课本告诉我们,不高于36v的电压叫做安全电压。实际中,由于环境因素和人体健康因素的变化,36v以下的电压也有可能使人触电。因此,制作热切割器的电源输出电压应该控制在36v以下,一般不要选择高于12v的。 2、即使电源输出电压不高于36v,但没有电气隔离的电源对人体也是有危险的,比如自耦变压器。所以,选用输入端和输出端无电气联系的安全电源。 3、电热切割器是利用电流的热效应是导体产生高温,从而融化KT板起到切割作用。电源应该满足一定的功率要求。小了切不动,或者切割工作效率低;太大了切得凹凸不平,同时产生大量有害气体,影响人体健康。所以电源输出功率应大于或等于切割所需功率。 如果你拥有的电源能满足以上3点要求,那么,你可以考虑切割器的结构、尺寸和制作支架了。但做好了支架,又该做些什么呢?应该给你做好的支架安装上电热丝了,但用哪种材质、规格的电热丝呢?只要在网络上搜索一下,就会得到大量的信息,有很多人推荐使用钢质的琴弦。在这里我要说,这不是一个很好的选择,除非你拥有一个功率强大的电源,如电脑用的那种。下面我们来讨论这个问题。 中学《物理》教材中告诉我们,电流经过导体时产生的热量可以由焦耳定律确定,即电流通过导体产生的热量等于电流的二次方、导体的电阻和通电时间三者的乘积。电流的二次方和电阻的乘积,就是导体消耗的热功率。所以,选择电热丝时,既要考虑通过电热丝的电流大小,也要考虑电热丝的电阻,即电流要大,电阻也要大,这样电热丝的热功率大,同样时间里产生的热量多,温度才高。但时电流和电阻又是矛盾的,在电源不变时,电阻越大,电流越小,怎样解决好这个矛盾,是制作一个好用的热切割器的关键,所以电阻丝应该选择电阻率大的材料。钢质吉他弦和镍铬合金电炉丝相比较,就电阻率而言,镍铬合金的电阻率大,更适合用来做电热器具;如果通过的电流和导体电阻、粗细相同,两者总发热量是相同的,但吉他弦的长度比较长,单位长度的热功率比电炉丝的小,切割的效率较低,所以只有通过减小长度(减小电阻)增大电流,才能提高单位长度的热功率,这样要求电源的内阻要小,输出能力要大,使得很多已有的电源都不能使用。因此,有的人一提到做热切割器就建议用电脑电源,认为普通小功率变压器不行,甚至建议电流要达到多少安倍以上,其实都是因为选错了电热丝。 上面的分析已经说明了,电阻率大的合金丝最适合做热切割器,电热丝越细,切割的口越小。但有的人会认为,市面上买到的电炉丝直径比吉他弦粗, 相比之下,要漂亮的切割还是选吉他弦好。其实电热丝不一定要用电炉丝,只要是电阻率较大的线材都可以使用。为此,我特意做了一个小型的热切割器来试验。电源选用功率只有的变压器,选用其中一组6伏的输出串联一个可连续调压电路供电,电热丝用线绕电阻拆的电阻丝,直径约0.3毫米,长30厘米。用万用表测得电热丝电阻3欧,通电后把电热丝两端电压调整到2伏,此时刚好能将KT板很缓慢地一分为二。因为镍铜合金的电阻率很稳定,所以忽略温度对电阻的影响,计算出电阻丝单位长度的热功率约为0.044瓦/厘米。将电压调整到3伏,切割速度大大提高,切割面上有拉丝现象,此时为0.1瓦/厘米。电压调整到4伏,切割质量和速度都很好,切面光滑,此时为0.17瓦/厘米。由于串联了调压电路,电压只能调到4伏,再也提不上去了,但心中已经有数了。在电压小于或等于4伏时,都没有闻到气味。去掉调压电路后,电压上升到4.5伏,结果切割时听到了吱吱声,还闻到了气味,此时为0.225瓦/厘米,功率6.75瓦,电流1.5安。测量变压器空载电压有7.4v,说明变压器内部消耗太大,应该增加电热丝电阻,由于手头上没有更细的电阻丝了,怎么办呢?“自己动手,丰衣足食”这句话记不得是谁说的了。细砂纸磨,小刀子刮,硬是在长度不变的情况下,做出了4欧的电阻丝,接上电源再试,此时电压5伏,功率6.25瓦,0.208瓦/厘米,电流1.25安,切割时无声无味,平整光滑,速度也很合适。如果不改变粗细,将电阻丝长度增加到40厘米,仍保持0.208瓦/厘米,则有效切割的宽度净增10厘米。 以上实验说明,要做一个热切割器,不仅又有可用的安全电源,在选择电热丝时也要恰当,否则,制作当中就会遇到困难,比如,电源发烫,但电热丝发热量小,不能切割;或者,已有的电源用不上,需另外在电源上投入资金等等。

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沙发
发表于 2009-12-29 22:50 | 只看该作者
好贴!顶!
3
发表于 2009-12-29 22:58 | 只看该作者
字能大点吗?
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