니크롬 열선

개요

각종 전열기기에서 사용하는 니크롬선에 대한 내용입니다. 니크롬선의 용도는 가정용 전열기기에서부터 전등기구 그리고 산업용 히터와 스티로폼 절단기 LAPP포장기용의 열선등 산업용에서 가정용까지 다양한 용도로 니크롬 선은 사용되고 있습니다. 니크롬선의 경우 다양한 크기와 종류가 있으며 열선의 굵기와 넓이등의 외형과  합금비율에 따라 발열 온도나 저항 값등의 차이가 있으며 제어기기에서 사용할 경우 절연보조부품 그리고 컨트롤기구와 함께 사용합니다.

내용

0.5mm 내열성 니크롬선은 전기 에너지를 내부 에너지로 바꾸는 전기 부품입니다. 보편적으로 사용되는 전열선은 니크롬(Nichrome) 계와 철크롬(Ironchrome) 계로 구분합니다. 니크롬선은 니켈(Ni) 주성분에 크롬이 함유된 열선을 니크롬선이라고 하며 열선으로 개발된 지 오래되었기 때문에 열선의 대명사가 되어 열선 하면 니크롬선이라고 호칭하는 경우가 많습니다. 니크롬선의 특성은 각종 고로 내의 가스(GAS) 분위기에서 철크롬선 보다 잘 견디지만 최고 사용온도는 철크롬보다 낮으며 철크롬계 제품보다 고가입니다. 철크롬선의 주성분은 철이며 중요 합금은 크롬과 알루미늄이 함유된 열선을 철크롬선이라고 하며 니크롬선보다 가격이 저렴하지만 사용온도는 더 높습니다. 철 크롬선의 유명 상품으로는 칸탈(Kanthal), 파이로막스(Pyromax), 브이디엠(VDM) 등이 있으나 국내는 칸탈이 거의 독점하고 있으며 저가는 중국제도 많이 이용되고 있습니다. 열선에는 크게 전기적으로 두 가지 타입의 합금 금속이 있습니다. 첫 번째는 니크롬선입니다. 니크롬열선으로 합금입니다. 예를 들면 Ni성분이 80%, Cr성분은 20%입니다. 19세기말에 개발된 합금 금속으로 가정용 전열기로 전기주전자 다리미등의 산업용 로에 사용되게 되었습니다. 그리고 두 번째는 20세기 초 1930년경에 니크롬선에 이서 칸탈이라는 합금 금속이 발견되었습니다. 니크롬열선에 비하여 수명이 길고 더 높은 온도에서 사용이 가능한 철과 크롬 그리고 알루미늄금속등으로 새로운 저항 발열합금이 개발되어 현재 많이 사용하고 있습니다.

니크롬 열선

기타

칸탈은 칸탈(KANTHAL)그리고 니크로탈(NIKROTHAL)이라는 이름으로 이 두 가지 열선등이 있습니다. 일반적으로 칸탈(KANTHAL)은 성능과 수명면에서 니크로탈보다 우세하여 근래에 와서는 산업용로의 금속발열체에서 표준 열선이 되었습니다. 보편적으로 사용되는 전열선은 니크롬(Nichrome) 계와 철크롬(Ironchrome) 계로 구분하고 있습니다. 니크롬선은 니켈(Ni) 주성분에 크롬이 함유되어 있는 합금 열선으로 이 열선을 니크롬선이라고 합니다. 니크롬 열선으로 사용한 지 오래되었기 때문에 열선의 일반적인 대명사가 되어 열선 하면 니크롬선이라고 하는 경우가 많습니다. 전열기에는 니크롬선이 사용되고 있는데, 니크롬선은 니켈(77%), 크롬 (20%), 망간(2%), 철(1%)의 합금으로 저항이 크고 고온에서도 잘 산화되지 않는 특징이 있습니다. 같은 굵기와 같은 길이의 니크롬선, 철선, 동선을 직렬로 연결한 다음, 전원에 연결하면 각 선에는 같은 크기의 전류가 흐르지만 각 선의 저항은 니크롬선이 가장 크고 동선이 가장 적으므로 각 선은 모두 온도가 올라가지만 그중에서도 니크롬선이 높은 발열을 하는 금속입니다.

따라서 동일한 용량의 전류가 흘러도 저항이 적은 동선은 거의 온도가 올라가지 않습니다. 전류에 의해 발생하는 열량 Q(칼로리)는 전류 I(A)의 제곱과 저항 R(Ω), 시간 t(초)의 곱에 비례하기 때문입니다. 줄의 법칙으로 계산하는데 줄의 경우 1840여 년에 영국 물리학자인 줄이 발견하였읍니다. 도선의 저항을 R, 전류를 I(A), 전압을 V(V)그리고 전력을 P(W), 시간을 t(s)라 하면 발열량 Q(cal)는 Q=0.24 RI²t 이 됩니다. 이것을 줄의 법칙이라고 합니다. Q = 0.24 I2 Rt(칼로리) 이것을 주울의 법칙에 의한 열량 Q를 주울열이라고 합니다. 니크롬선의 저항률은 일반적으로 동에 비하여 약 50~ 70배입니다. 니크롬선과 동에 같은 크기의 전류가 흐르고 있다고 치면 100미터의 동선이 내는 열량을 니크로선은 약 2미터이면 충분합니다. 전력 P(W)는 전압 V(V)와 전류 I(A)의 곱으로 나타내면 P = VI입니다. 니크롬선의 길이와 전기 저항은 정비례 관계로 커지고, 흐르는 전류는 반비례 관계입니다. 마찬가지로 니크롬선의 굵기가 2배, 3배, 4배로 굵어질수록 전기 저항은 1/2, 1/3, 1/4로 반비례하여 줄어듭니다. 따라서 전류의 세기는 2배, 3배, 4배로 정비례하여 커집니다. 일반적으로 금속의 저항은 온도가 상승함에 따라 증가합니다. 니켈 크롬 와이어는 용접성, 높은 전기 전도성, 적절한 선팽창 계수, 고온에서 우수한 강도, 낮은 저항률의 특징을 가지고 있습니다. 높은 융점, 내식성, 우수한 기계적 성질. 0.5mm 가열 저항 니크롬 와이어의 전력 세트는 전력이 클수록 총저항이 작아진다는 것입니다. 니켈 크롬 가열 와이어 저항률은 저항률이 너무 크거나 너무 작으면 적절한 범위를 갖습니다. 매우 짧거나 매우 길고 매우 가늘거나 매우 두꺼운 니켈 크롬 와이어가 필요하므로 다른 전력의 전기 히터를 제조하고 사용하는 것이 어렵습니다. 니켈 크롬 열선의 중요한 매개변수는 표면 전력입니다. 저항률이 너무 커서 특정 전류를 통해 표면 전력도 큽니다. 그래서 소전력의 전기기기는 소직경의 소전류를 선택하지만 전류의 크기는 저항의 크기에 따라 결정되며 저항전열선의 길이와 직경이 계산됩니다.