Расчет последовательно соединенных резисторов , Для теплого пола

Здравствуйте. Прошу помощи.

Нужно рассчитать последовательное сопротивление двух резисторов.
Напряжение в цепи 220 В
Первый резистор ? Ом и мощность до 50 Вт.
Второй резистор 23 Ом и мощность 1000 Вт

Схему подключения приложил


Расчет нужен для ремонта теплого пола мощностью 1500 Вт 220 В
Его с сопротивление, как резистора 32 Ом
Он выгорел и я отрезал испорченную часть. Её сопротивление было 9 Ом.
Таким образом остался кусок теплого пола 23 Ома.

Я хочу его использовать дальше, т.к. он дорогой, а снимать двери и весь ламинат в трех комнатах, чтобы его заменить очень сложно.

Я хочу добавить резистор на отрезанную часть.
Но если я поставлю резистор на 9 ом, то на него придется мощность тепловыделения ~500 вт.
Это очень много и я не смогу ее отвести. Резистор собираюсь поставить в распред. коробке.
В продаже есть резисторы на 50Вт и 100Вт , могу использовать какой-либо из них.

Теплый пол рассчитан на определенную мощность , поэтому на оставшуюся часть должно приходиться не больше 1000 Вт

Сообщение отредактировал Mirage_2142 - 7.8.2024, 13:22

А в распредкоробке вы сможете отвести полкиловатта тепла?


Посчитали правильно, а на схеме нолик потеряли.

Исходные данные:
P =1500 Вт;
U = 220 В;
R₁ = 23 Ом
——————————
Определить количество, сопротивление и мощность
добавочных резисторов.

Решение:
Определяем силу тока:
I = P/U = 1500 / 220 = 6,818 А;
Определяем сопротивление нагревательного элемента до аварии:
R = U/I = 220/6,818 = 32,27 Ом;
Определяем дополнительное сопротивление, которое требуется добавить к оставшемуся:
R₂ = R – R₁ = 32,27 – 23 = 9,27 Ом
Рассчитываем мощность, рассеиваемую на добавочном сопротивлении:
P₂ = I²R₂ = 6,818²×9,27 = 430,9 Вт;
Определяем количество резисторов мощностью по 100 Вт:
N = 430,9/100 = 4,309 шт., выбираем 5 шт. резисторов мощностью по 100 Вт;
Определяем сопротивление каждого из 5 резисторов:
R₃ = R₂/5 = 9,27/5 = 1,854 Ом
Проверяем суммарное сопротивление 5 резисторов: R₅ = 1,854×5 = 9,27 Ом
Проверяем мощность, рассеиваемую на каждом из 5 резисторов:
P₅ = I²R₃ = 6,818²×1,854 = 86,2 Вт;
Суммарная мощность, рассеиваемая на всех 5 резисторах, соединённых последовательно, составит:
P_5Σ = P₅×5 = 86,2×5 = 431 Вт;
Мощность, выделяемая нагревательным элементом тёплого пола:
P₁ = I²R₁ = 6,818²×23 = 1069,2 Вт;
Суммарная мощность составит:
P_Σ = P₁ + P_5Σ = 1069 + 431 = 1500 Вт

PS: Поскольку расчётное сопротивление добавочных резисторов получилось нестандартное, целесообразно изготовить проволочный резистор из нихрома сопротивлением 9,27 Ом и расчётной мощностью рассеивания не менее 500 Вт, который должен принудительно обдуваться вентилятором и дополнительно обогревать Вашу комнату.

Сообщение отредактировал Ваня Иванов - 7.8.2024, 14:44

Большое спасибо за ответы.

Главная причина , почему я задал этот вопрос , я хотел узнать - можно ли подобрать сопротивление в цепь, сохранив мощность на втором резисторе - оставшейся части пола (23 Ом), но уменьшив мощность на первом - отрезанной части (том, который был 9 Ом).
Меня не устраивает вариант при котором мне придется как-то рассеивать 500 Вт тепла.

Я пытался решить вот такую систему , но возможно ошибся.
Система составлена с учетом, что в цепи ток один

u1*I=p1 - мощность и падение напряжения на искомом резисторе
u2*I=p2 - мощность и падение напряжения на оставшейся части (23 Ома)
I*r1=u1 - напряжение на искомом резисторе
I*r2=u2 - напряжение на оставшемся резисторе
u1+u2=220 - сумма падений напряжений равна напряжению сети
r2=23 - значение резистора оставшейся части
p1=25 - требуемая мощность искомого резистора
p2=1100 - мощность оставшейся части

отсюда из системы 8ми уравнений получаем:
I=6.9 А - ток в цепи
r1=0.5 Ом - значение искомого резистора, на котором будет мощность 25 Вт при сохранении мощности 1100 Вт на оставшейся части

Но у меня есть сомнения к результату ...
Был бы признателен , если меня поправят

Сообщение отредактировал Mirage_2142 - 7.8.2024, 17:00

Решение есть, но не с резистором, а с регулятором мощности.

Останется только выставить вольтметром, желательно стрелочным, напряжение на нагревателе в пределах 150 - 160 Вольт и не превышать его при дальнейшей эксплуатации. При этом мощность рассеивания регулятором не превысит нескольких Ватт.

Вы очень сильно ошибаетесь, желая обмануть все законы физики и электротехники! У Вас был нагреватель тёплого пола мощностью 1500 Вт, но Вы отрезали от него кусок нагревательного элемента, который рассеивал 500 Вт электрической мощности, превращая её в тепло! Теперь Вы хотите сделать то же самое с резистором мощностью 25 Вт? Нет, уважаемый Mirage_2142, так дело не пойдёт!
Выше я уже сделал для Вас все необходимые расчёты и предлагаю в качестве добавочного сопротивления величиной 9,27 Ом использовать нихромовую проволоку, скрученную в спираль. Чтобы мощность 500 Вт не рассеивалась впустую, предлагаю сделать принудительный обдув этой спирали. В результате у Вас получится настоящий электрокалорифер, который будет обогревать Вашу комнату и заодно играть роль добавочного сопротивления к оставшейся части электронагревателя тёплого пола, чтобы тот не сгорел от перегрева.
Например, нихромовая проволока длиной L = 6,62 м, диаметром d = 1,0 мм и сечением S = 0,785 мм² имеет активное сопротивление:
R = ρ·L/S = 1,1×6,62 / 0,785 = 9,276 Ом
где ρ = 1,0...1,2 Ом·мм²/м – удельное сопротивление нихрома.

PS: Применение регулятора мощности тоже имеет право на существование, однако при его выходе из строя (зависании во включенном состоянии) может произойти небольшой пожар, и тогда уже ничего не будет нужно...
Поэтому лучше применить самодельный калорифер с тепловым реле и прочими защитами от перегрева, или полностью переделать тёплый пол и сделать всё по уму, а не так как у Вас было сляпано кое-как - поэтому нагревательный элемент у Вас и сгорел.

Подсказка, как можно сделать дополнительный внутрипольный калорифер (перейти по ссылке)

Сообщение отредактировал Ваня Иванов - 7.8.2024, 18:03

Спасибо. Понял свою ошибку.

При желаемой мощности 25 Вт падение напряжения составит только 3.6 В на этом доп. резисторе
При общем 220 В останется еще ~72 B = 220 - (u1+u2)
Мое решение было не верно.

Вариант с калорифером и регулятором мощности не рассматриваю, т.к. все в квартире и лишний шум и усложнение конструкции не устраивает. Буду думать про замену всего пола, когда руки дойдут

Сообщение отредактировал Mirage_2142 - 7.8.2024, 20:42

Если нет возможности найти трансф 230/158 (158 - это напряжение, приходившееся на участок 23 ом до появления неисправности) или соответствующего регулятора мощности, то можно попробовать последовательно не греющийся балласт из конденсатора 150мкф 400в (такие есть в продаже), сопротивление которого при 50Гц составит 21 ом, а полное сопр цепи будет 31 ом (геометрическая сумма) и полный ток 7,4 А, а кос фи 0,95, т.е активная часть тока будет прежней 7А.

Нет. Лучше посчитай.

Огромное спасибо за подсказку. У меня пробел в знаниях.
Прочитал на Википедии про виды балласта и там написано о резисторе, конденсаторе и индуктивности.

Как идея, из подсказанного варианта про трансформатор - взять советский трансформатор 220/127 и получить ток 5.5А при 127 В и около 700 Вт мощности на оставшемся куске пола.
Но они большие и рассчитаны до 650ВА , так что это не очень

В калькуляторе ЧИП и ДИП расчета электрического сопротивления ёмкости получается:
для 150 мкФ, 50 Гц => 21 Ом
для 300 мкФ, 50 Гц => 10 Ом
Правильно ли я понял, что можно заменить резистор 9 Ом на конденcатор 300 мкФ ?
Вот такой, например, https://market.yandex.ru/product--cd60-300u...ovoi/1456003461

Получается индуктивная катушка тоже может быть, как балласт?
30мГн, 50 Гц => дает 9 Ом по калькулятору расчета индуктивного сопротивления
Но мне не удалось найти подходящую в каталоге, возможно, она должна быть очень большая для 7А тока

Сообщение отредактировал Mirage_2142 - 8.8.2024, 9:31

Не уверен, что данный конденсатор предназначен для длительного режима. Пусковой-то для кратковременного.
Косинусные конденсаторы - таки да, только на нолик дороже.

При пуске - кратковременные перегрузки, которые кондюк выдержит. Об ограничении времени использования впервые слышу.

На малых мощностях (ватты) с баластом (емкость, индуктивность, сопротивление или жидкостное регулирование) еще можно мириться. На киловатах уже нет. Там потери и нагрев уже не допустимые. Поэтому, экономичнее всего работать только регулятором мощности в виде повторно-кратковременных циклов.

Хотелось бы узнать более подробно, чем обогревался Ваш пол и возможную причину "выгорания" нагревательного элемента, чтобы повторно не наступать на те же грабли.

Назначение конденсаторов разное. Почему он позиционируется как "пусковой" и имеет малые габариты. А "косинусный" - здоровенный. Не зря, наверное.
И еще. Конденсаторы, сделанные из скрученных в рулон лент фольги и пластика, обладают еще значительной индуктивностью и в длительном режиме греются. А при наличии в цепи гармоник (например, от тиристорного регулятора) - греются многократно сильнее.
Это те подводные камни, к которыми можно столкнуться.

Это немного не по теме вопроса, но приложил фото сгоревшего пола.
Пол на фольге, марка Золотое сечение
Витки пола перекручиваются в каждой петле и при нагреве просто замкнулись. Изоляция провода похожа на как у советских телефонных проводов.

Возможно причина замыкания - рядом с местом замыкания пола стоял угол кровати.
Также рядом был термодатчик и мне кажется, это не из-за перегрева, а от давления веса замкнулись провода
Тем кто думает брать пол на фольге, мой совет - лучше делать из провода в стяжку.

Сообщение отредактировал Mirage_2142 - 8.8.2024, 16:15

Укладка греющего провода явно порочная, и беречь остатки, пока уцелевшего такого же, смысла нет.

Что именно значит "порочная" и в чем порочность укладки на фото или нарушение тех.требований для этого типа пола?
это утверждение без обоснования.

Этот теплый пол на фольге поставляется в виде матов с уже вшитым греющим проводом.
Затем он раскатывается под ламинатом и крепится по краям металлич скотчем.
Этот пол производится не кустарно, он далеко не дешевый и явно они смогли провести все необх. испытания перед началом производства

Лично меня смущает перехлест провода в петле при выходе из мата , именно там и произошло замыкание.
Сам пол дорогой , но еще дороже будет перекладка всего ламината со снятием дверных коробок и штробление стяжки пола под тип пола - провод в стяжке.
Эти маты лежат еще в одной комнате , там пока все норм.
Я решил пока запустить оставшийся кусок длиной почти 13 метров и понаблюдать . Потом буду думать

Сообщение отредактировал Mirage_2142 - 8.8.2024, 16:20

Хорошо..., очень хорошо..., просто замечательно..., что у меня такого нет!
Дорогой - ещё не показатель, что товар качественный! Применение полиэтиленовой изоляции для нагревательных элементов - это полнейший идиотизм! За такую продукцию руки надо отрубать по самые уши! Какой урод выдал сертификат на данную продукцию, да за это сажать мало!

Удивительно, как Ваша квартира ещё полностью не сгорела.
Выбрасывайте эту гадость на помойку, и чем скорее – тем лучше! Потом думать будет уже поздно!
Я предполагал, что изоляция сделана из кремнийорганической резины, дополнительно защищённой трубками из стекловолокна, или что-то в этом роде... Но такой порнографии ещё не встречал!

Сообщение отредактировал Ваня Иванов - 8.8.2024, 17:05

Там фторопластовая изоляция на греющих проводах.

То что тут есть вопросы к производителю - это точно.
Буду с ними решать вопрос, может удастся что-то выяснить

Сообщение отредактировал Mirage_2142 - 8.8.2024, 17:21