Hilo nicrom, tungsteno, wolframio

Me preguntaba como se calcula ese alambre de los secadores de pelo, tostadora que se pone rojo cuando circula corriente eléctrica? A fin de seguir reciclando ♻️ y darle vida en otros proyectos ... es necesario profundizar este tema.

Hilo de Nicrom

El nicrom es una aleación de níquel (Ni) y cromo (Cr), compuesta de un 80% de níquel y un 20% de cromo. Es de color gris, resistente a la corrosión y tiene un punto de fusión cercano a los 1400 °C. Se utiliza habitualmente como componente para el calentamiento eléctrico de secadores de pelo, hornos eléctricos, tostadoras e incluso cigarrillos electrónicos. 

 

Algunos cálculos

Para calcular la resistencia de un hilo de nicrom, se multiplica el coeficiente de resistividad (diferente para cada material) por la longitud del hilo y se divide por su área. La unidad para medir la resistencia eléctrica es el OHM (Ώ). 

 

R [Ώ] = φ [Ω mm²/m] * L [m] / S [mm²]

 

Donde

• R = Resistividad del material
• L = Longitud del hilo
• S = Sección del hilo

 

 

Datos Características

• Resistencia del material: 1,2 Ω mm²/m  a 20º C
  
• Temperaturas de referencia:
• Uso como elemento térmico: 1200ºC
• Uso en corte en caliente: 300ºC
• Punto de fusión: 1400ºC.
• Coeficiente de expansión: 12,5 µm/m °C  (20–100°C)

 

Calor disipado por la resistencia: 

Q = 0,24 * R [Ω]* I [A]² * t [seg]

 

Efecto Julio: 

 

Ese Julio no, chiste malo (lo se), la Ley de Joule: Cuando la corriente eléctrica atraviesa un conductor, éste se calienta, emitiendo energía, de forma que el calor desprendido es directamente proporcional a la resistencia del conductor, al tiempo durante el que está circulando la corriente y al cuadrado de la intensidad que lo atraviesa.

 

Tabla de resistividad de hilo de Nicrom

 

Uso práctico

Supongamos que quiero hacer algún calentador de manos con una pila AA 1,5v , que necesito?

1. Resistencia del hilo de nicrom:

La resistencia del nicrom depende de su longitud y grosor. Para el cálculo, voy a usar la ley de Ohm y la fórmula de potencia.

Supongamos que se usa un hilo de nicrom con una resistencia de 4,92 ohm por metro

2. Energía que debe disipar el hilo:

Supongamos que necesitas unos 2 W de potencia para calentar a 30°C en una temperatura ambiente de 5°C. La potencia disipada por el hilo se puede calcular usando:

$$$$P=V*IP = V \cdot I

donde:

• $P$ = potencia disipada, estimado 2W  
• $V$ = 1,5V (voltaje de la pila AA) 
• $I$ = corriente que pasará por el hilo.

 

3. Corriente en el circuito:

La corriente que pasa a través del hilo se calcula con la ley de Ohm:

$$I = \frac{V}{R}$$

donde 

• $R$ = resistencia total del hilo.

Para generar 2 W de potencia:

$$P = V \cdot I \quad \Rightarrow \quad I = \frac{P}{V}$$

Sustituyendo:

$$I = \frac{2W}{1.5V} = 1.33 A$$

 

4. Cálculo de la longitud del hilo:

La resistencia total que necesita el circuito es:

$$R = \frac{V}{I} = \frac{1.5V}{1.33A} \approx 1.13 \, \text{ohmios}$$

 

Si el hilo de nicrom tiene una resistencia de 4,92 ohmios por metro, se necesita:

$$L=\frac{\mathrm{1,13}}{}$$Ω4,92 Ω/m≈ 0,23 m$$L = \frac{1.13 \, \text{ohmios}}{1.5 \, \text{ohmios/pie}} \approx 0.75 \, \text{pies} \, \text{o} \, 23 \, \text{cm}$$

La longitud del hilo de nicrom sería de aproximadamente 23 cm para generar 30°C con una pila AA.

 

Consideraciones adicionales:

• Este cálculo es aproximado y depende de factores como la capacidad real de la batería, la disipación térmica en el entorno y el grosor del hilo.
• Ten en cuenta la corriente que puede entregar una pila AA (generalmente en torno a 1 A como máximo), ya que si la corriente es mayor, la batería podría agotarse rápidamente o sobrecalentarse. 
  

Hilo de Tungsteno / Wolframio

 

 

 

El tungsteno es un elemento natural. Se encuentra en rocas y en minerales combinado con otras sustancias químicas, pero nunca se encuentra en forma del metal puro. El tungsteno elemental es un metal blanco a gris acero (depende de la pureza) que puede ser usado en forma pura o mezclado con otros metales para formar aleaciones. Las aleaciones de tungsteno tienden a ser duras y flexibles, resisten el desgaste y son buenas conductoras de la electricidad. 

 

 

 

El tungsteno se usa en productos como filamentos de lampara incandescentes, partes de tubos de rayos X, herramientas de alta velocidad, electrodos para soldar, hélices de turbinas, palos de golf, dardos, pesos para pescar, agujas de fonógrafos, discos de giroscopios y balas y municiones para penetrar blindaje.

 

temperatura de fusión de 3695 K (3422 °C)

 

 

Se dice Wolframio o Tungsteno ?

La IUPAC denomina al elemento 74, de símbolo W, como Tungsten (en español «Tungsteno»)​ 

El nombre Wolfram fue suprimido en la última edición de su Libro rojo (Nomenclatura de Química Inorgánica. Recomendaciones de la IUPAC de 2005). Sin embargo, dicha eliminación no ha sido aceptada por los miembros españoles de la IUPAC ni por organismos de la lengua española, que siguen considerando como el nombre original Wolfram (en español «Wolframio» o «volframio») como el nombre correcto.​ En Hispanoamérica suele ser conocido como Tungsteno.

En definitiva se puede llamar de las dos formas, solo que no se ponen de acuerdo que etiqueta dejarle 😂

Referencias

• https://en.wikipedia.org/wiki/Incandescent_light_bulb#Filament
  
• https://www.facilelectro.es/hilos-de-nicrom-nickel-chrome/#:~:text=Para%20calcular%20la%20resistencia%20(ohmios,dividido%20entre%20intensidad%20en%20amperios).
• https://es.kindle-tech.com/faqs/which-is-better-nichrome-or-tungsten
• https://ceiv.com.mx/alambre-nicrom-niquel-cromo/#:~:text=El%20alambre%20nicrom%20o%20N%C3%ADquel,calor%20en%20sistemas%20de%20calentamiento.
• https://www.youtube.com/watch?v=zVNMyoFk2_4
• https://depositphotos.com/mx/video/nichrome-heated-red-influence-electric-current-nichrome-thread-form-spiral-645121856.html
• https://es.wikipedia.org/wiki/Wolframio
• https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joule
• https://blog.belilove.com/2018/07/electric-heating-element-design.html 
• https://www.youtube.com/watch?v=ctn-_JrHWxk
• https://www.youtube.com/watch?v=oW8eHP56Uwc 
  
• https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=vhzUhPjPkWE