Hilo calefactor

Cuando fluye corriente eléctrica, un conductor calefactor se convierte en un emisor de calor como consecuencia de su resistencia eléctrica, que genera calor en el interior.

El calor generado es proporcional al cuadrado de la corriente y proporcional al cuadrado de la tensión eléctrica aplicada a un elemento calefactor dado.

Las resistencias calefactoras son conductores enrollados en forma de hélice que se utilizan en elementos calefactores (fogas, calentadores, calderas). Los conductores calefactores a menudo se insertan o incrustan en molduras cerámicas protectoras o tubos de cuarzo. La micanita también sirve como soporte.

Los materiales empleados como conductores calefactores son principalmente aleaciones..Sin embargo, para temperaturas especialmente elevadas, se utiliza carburo de silicio, disiliuro de molibdeno, platino y -en ausencia de oxígeno – se utilizan grafito y tungsteno .[1] También se utiliza hilo de tungsteno puro para calentar los cátodos de los tubos electrónicos .

El material no debe fundirse cuando se calienta y debe ser resistente a la corrosión incluso después de calentamientos y enfriamientos repetidos. El objetivo es también obtener una alta resistencia a la temperatura de funcionamiento y una baja tendencia a la recristalización.

Para poder utilizar conductores de calentamiento cortos y gruesos, es ventajosa una alta resistencia específica .

Las siguientes tablas enumeran algunos parámetros de metales, aleaciones y otros materiales conductores calefactores utilizados como conductores calefactores bajo sus nombres comerciales.

material	Resistencia específica ρ (20 °C), en ${\displaystyle \mathrm {\frac {\Omega \cdot mm^{2}}{m}} }$	Conductividad eléctrica ϰ, en ${\displaystyle \mathrm {\frac {m}{\Omega \cdot mm^{2}}} }$
Cobre puro (para comparación)	0,0172 0	.00
c.níquelado		14,6 0
c. cromado		0 6,7 0
Nickelina	0,4 / 000 0,33 000	0 3,0 / 0 2,5 0
Manganina	0,43000
Constantán	000	0 2.04
30Mn 70Cu	1,0 0000	0 1,0 0
Nicromo (80 % Ni, 20 % Cr )	1,1 000	0,9 0000
Ferrocronina (NiCr15Fe)	1,03 [2] 0000
Sicromal (X10CrAlSi13)	0,75 [3] 000
Kanthal® A-1 [4] (aleación FeCrAl)	1,45 000	0 0,69
manganeso	1.44	0 0,69
grafito [5]	13,8 [6] …40 [7]	0 0,025…0,073

El análisis de la tabla muestra que al aliar níquel y zinc, la resistencia eléctrica específica aumenta 28 veces en comparación con el cobre puro y níquel. Si aumenta el contenido de zinc aumentando el níquel y sólo se sustituye el 1% de manganeso ( constantán) la resistencia específica aumenta 30 veces en comparación con el cobre.

La lista también muestra que la presencia de hierro, cromo y aluminio en las aleaciones ("Kanthal") aumenta significativamente la resistencia en comparación con los basados en cobre-níquel.

La Niquelina con 0,4 ${\displaystyle \mathrm {\frac {\Omega \cdot mm^{2}}{m}} }$

La aleación Kanthal® A-1 (FeCr22Al6) con 1,45 ${\displaystyle \mathrm {\frac {\Omega \cdot mm^{2}}{m}} }$ .

El desarrollo de aleaciones aptas como conductores calefactores se remonta a principios del siglo XX. e incluso más atrás. Después de que Thomas Alva Edison inventara la bombilla, se buscaron materiales que fueran más duraderos que un filamento de carbono y pudieran soportar temperaturas muy elevadas. Las aleaciones de osmio e iridio, más tarde de osmio y tungsteno (marca Osram), ofrecieron una solución. El Tungsteno, disponible en abundancia (wolframita), con un punto de fusión F = 3380 °C sustituyó al osmio y al iridio (marca Tungsram).

Para generar calor a partir de la corriente eléctrica, los conductores calefactores suelen mantenerse aislados y con frecuencia protegidos adicionalmente por un tubo metálico.

Electrodomésticos como fogones eléctricos de cocina, fogones, lavadoras y lavavajillas, hervidores, secadores de pelo, calentadores de agua, calderas de agua caliente, calentadores de ventilación, soldadores o calentadores de inmersión, etc. contienen conductores calefactores de aleación.

En la metal·lúrgia, els motlles de nucli escalfables (procés de caixa calenta per endurir la sorra de nucli lligada a resina sintètica) s'escalfen amb conductors calefactors; altres exemples inclouen forns de fusió de gresol escalfats per resistència o forns per a la fusió elèctrica que es fan servir per amantenir les masses foses calentes i temperar lingots premsats i laminats per processar-los. en productes semielaborats .

• Paul Krais: Werkstoffe . Band 2, Verlag J. Barth, Leipzig 1921, DNB 368670562.
• Giesserei Lexikon. 17. Auflage. Verlag Schiele & Schön, Berlín 1997, ISBN 3-7949-0606-3 .
• Lexikon der Metalltechnik. Verlag A. Hartleben, Wien/ Pest/ Leipzig, ohne Jahr.
• Kupfer-Nickellegierungen, Eigenschaften, Bearbeitung, Anwendung. (= DKI Informationsdruck. Nr. 014). Herausgeber DKI, Berlín 1992.
• Der Neue Brockhaus. Verlag FA Brockhaus, Wiesbaden 1974, ISBN 3-7653-0025-X .
• Sandvik AB, Internetseite "materiales technology" (Seite zu Kanthal).