Почему из нового паяльника идет дым

Электропроводка, выключатели и розетки — наиболее частая причина пожаров.

Но чтобы их проверить, достаточно просто вызвать электрика. При этом в доме есть и другие бытовые устройства, которые на первый взгляд могут показаться безопасными. Однако нарушение правил установки и эксплуатации электрооборудования — вторая причина пожаров в России после человеческого фактора. И в жизни удлинители куда чаще становятся причинами пожаров, чем утюги.

Мы собрали самые пожароопасные устройства в доме по данным МЧС. Объясним, в чем именно опасность этих приборов и как можно предотвратить возгорание.

Что чаще всего горит по статистике МЧС

Чаще всего горят провода и кабели, за ними следуют проблемы с розетками и электрощитками.

Много пожаров происходит также с бытовыми приборами: бойлерами, телевизорами, кондиционерами и даже электрическими звонками.

Причины пожаров электрики по данным МЧС

Где начался пожар

Число пожаров в 2021 году

Выключатель, розетка, вилка, удлинитель

Бытовые нагревательные приборы: масляные радиаторы, конвекторы и подобное

Стиральные, швейные машины и подобная техника

Магнитофоны и устройства звукозаписи

Удлинители

Чем опасны. Удлинители могут искрить, нагреваться, плавиться и загораться. Часто это происходит не  неисправности удлинителя, а  неправильного использования.

У каждого удлинителя есть ограничения по нагрузке — его измеряют в киловаттах и, как правило, указывают на корпусе. Если гнезд несколько, то при подключении приборов их суммарная мощность не должна превышать общее ограничение по мощности.

К примеру, ограничение мощности удлинителя с пятью гнездами — 3 кВт. В такой прибор можно включить тостер на 1,5 кВт и кофеварку на 1,5 кВт, а еще три гнезда надо оставить свободными. Ведь тостер и кофеварка при одновременном включении уже дают предельную нагрузку. Если в этот удлинитель подключить еще электрочайник на 2 кВт, кабель удлинителя начнет плавиться — это чревато пожаром.

От таких ситуаций должен защищать автомат в щитке: при перегрузке сети он обесточит розетку, в которую подключен удлинитель. Но автомат не всегда срабатывает предельной силы тока, на которую рассчитаны удлинитель и автомат. Поэтому надежнее самому контролировать мощность приборов, которые подключаете к удлинителю.

Информация о мощности электроприборов обязательно есть в их паспорте. Также мощность производитель указывает на самих приборах — обычно на дне или задней стороне.

У этого простого удлинителя на два гнезда предел мощности указан на обратной стороне: 3600 Вт, то есть 3,6 кВт. В такой удлинитель можно включить стандартный электрический обогреватель, и еще останется запас

Если на корпусе удлинителя нет данных о его мощности, проверьте маркировку кабеля. Здесь кабель с сечением жил 1,5 мм², этому сечению соответствует 4,1 кВт мощности — соотношения можно найти в таблицах или калькуляторах в интернете

Как предотвратить пожар. Чтобы избежать пожара, надо тщательно выбрать удлинитель и грамотно его использовать. Вот несколько правил, которые помогут это сделать:

• Покупайте удлинитель с сечением кабеля не менее 1,5 мм², рассчитанный на мощность не менее 3,6 кВт. Если не хочется разбираться в маркировке, можно сориентироваться на ощупь: тонкий кабель, который легко согнуть, ненадежен.
• Лучше брать удлинитель с предохранителем — обычно внешне предохранитель выглядит как красная кнопка на корпусе и нужен, чтобы автоматически обесточить приборы при перегреве. Эти предохранители не всегда срабатывают, но с ними спокойнее.
• Если покупаете китайский удлинитель, лучше брать без кнопки включения и выключения. Компоненты именно этой кнопки зачастую плохо соединены и приводят к пожару.
• Следите, чтобы мощность подключенных приборов соответствовала ограничению мощности удлинителя. При первом использовании можно провести простой тест: включите одновременно все приборы, которые хотите подсоединить к удлинителю, и потрогайте кабель — он не должен сильно нагреваться. Допустимым считается нагрев до +65 °C, а перегретый кабель будет невозможно держать в руках.
• Контролируйте, чтобы кабель удлинителя не повреждался: не сгибался на излом, не пережимался дверью или ящиком шкафа. Кабели для удлинителей делают из мелких медных жил: если часть их разорвется, удлинитель продолжит работать, но в месте разрыва появится опасная зона — здесь кабель будет нагреваться и, возможно, искрить.
• Если в доме есть приборы с плоскими вилками без заземляющих контактов, втыкайте их всегда в одни и  гнезда удлинителя. Другие гнезда используйте для больших круглых вилок с заземлением: у них больше диаметр контакта и при подключении они навсегда расширят гнездо под свой размер. Если затем в такое гнездо воткнуть плоскую вилку, она будет болтаться и  плохого контакта может стать причиной возгорания.

Конвекторы и радиаторы

Чем опасны. В качестве обогревательных приборов в квартирах обычно используют конвекторы или масляные радиаторы. Ими обогревают жилье, когда не справляется общедомовая система отопления или когда тепло уже выключили, а на улице похолодало.

Чем сильнее нужно греть комнаты, тем выше опасность пожара. Как правило, он возникает отопительного устройства.

Если обогреватель правильно установлен и ничем не закрыт, горячий поток воздуха рассеивается по помещению. Но если прибор накрыть или уронить на пол, циркуляция воздуха прекратится — тепло будет «заперто» внутри. Детали прибора и проводка накалятся — произойдет воспламенение.

Как предотвратить пожар. Два основных правила, чтобы конвектор или радиатор не загорелся:

• Не накрывайте включенный прибор: сверху нельзя класть одежду, тряпки, коробки или  еще. Особенно опасно класть мокрые вещи, чтобы их посушить. В таком случае пожар может произойти  попадания влаги на электрические детали.
• Расположите прибор свободно — вокруг радиатора должно быть достаточно места для рассеивания тепла. Нельзя прислонять его к кровати или заставлять мебелью со всех сторон.

При покупке нагревателя выбирайте прибор с функцией защиты от перегрева — предохранителем, который отключает подачу тока. Предохранители в таких устройствах обычно работают по примитивной технологии и не всегда срабатывают, но с ними лучше.

Приборы освещения

Чем опасны. В 2014 году ученые из Нижегородского государственного технического университета исследовали пожарную опасность различных видов ламп и выяснили, что наиболее опасны лампы накаливания. От них может воспламениться дерево, акрил, бумага и полиэтилен, а полипропилен начинает плавиться.

Например, если лампа торшера сильно раскалится, она может поджечь тканевый абажур. Когда такой светильник стоит рядом со шторами, последствия будут катастрофичны.

самое касается галогенных ламп, которые тоже излучают большое количество тепла. Именно по этой причине галогенные лампы не рекомендуют ставить в плафоны точечных светильников в натяжных потолках: потолок не загорится, но может расплавиться.

Еще пожароопасными считаются светильники с трубчатыми люминесцентными лампами: такие часто ставят в офисах и школах, но иногда и в квартирах. У таких светильников может загореться стартер — небольшой блок, который обеспечивает включение лампы.

Как предотвратить пожар. Лучше отказаться от ламп накаливания, галогенных и люминесцентных ламп и перейти на светодиодные, к  это экономит электричество.

Если хочется использовать в дизайне лампы накаливания, не стоит вкручивать их в светильники с деревянными, акриловыми, бумажными или полиэтиленовыми элементами.

У этого светильника легкий абажур из пластика и ткани — вкручивать в него лампу накаливания опасно

Холодильник

Чем опасен. В холодильнике может произойти замыкание — компрессор, термостат или лампа освещения загорится, огонь перейдет на пластиковые детали, и начнется пожар. Обычно горят старые холодильники, в которых оборудование изношено. Еще в старых приборах может загореться кабель подключения к розетке или вилка.

Опасность резко возрастает, если электричество в квартиру идет с перебоями: его часто отключают и происходят скачки напряжения.

Как предотвратить пожар. Старому холодильнику лучше обеспечить щадящий режим работы, чтобы прибору было легче поддерживать холод. Вот как это сделать:

• Проверьте уплотнители дверцы. Они изнашиваются, и если дверца неплотно закрывается, компрессор будет работать без остановки, охлаждая камеру. Старый уплотнитель легко заменить самому: его вытаскивают руками и ставят новый.
• Уберите холодильник от источников тепла, например батареи, и проверьте, чтобы на него не светило солнце.
• Не ставьте внутрь теплые и горячие продукты.
• Убедитесь, что холодильник не придвинут задней стенкой вплотную к стене: позади прибора должно оставаться пространство для охлаждения рабочих элементов.
• Проверьте, чтобы на задней стенке холодильника не скапливались залежи пыли, которая мешает теплообмену, а еще может легко загореться. Пыль убирают мягкой щеткой или пылесосом.

Если при открывании дверцы по руке слегка бьет током, как будто щиплет, такой холодильник надо немедленно отключить.

Электроплита

Чем опасна. Поверхность электроплиты может раскаляться до +500 °C, такая температура опасна сама по себе. Но чтобы произошел пожар, должно совпасть два фактора:

• Плита долго включена и накалилась.
• На плите или рядом есть предметы, которые могут воспламениться.

Часто пожар происходит, когда плиту забыли выключить, оставив на ней кастрюлю или сковородку. пригорает пища, плавятся пластиковые части посуды и загорается деревянная ручка. Также может воспламениться пластиковая обшивка мебели поблизости.

Если на плите нет посуды, может, и обойдется: плита просто разогреется и будет работать, пока ее не выключат.

Как предотвратить пожар. Покупайте плиту с системами защиты. Они бывают нескольких типов:

• От перегрева: плита отключится, если она слишком сильно раскалится.
• От забывчивости хозяев: плита отключится, если конфорки включены, но с плитой долго не совершают никаких действий. Защита поймет, что хозяева забыли выключить прибор, и сама это сделает.
• От перегрузки: спасет плиту, если в сети произойдет скачок напряжения. Иногда такие скачки не только портят оборудование, но и становятся причинами пожаров.

В дорогих моделях еще бывают датчик отсутствия посуды и датчик грязной поверхности: чем больше на плите грязи, тем сильнее она раскаляется.

Так как электрическая плита — мощный энергопотребитель, важно убедиться, что она подключена к силовой розетке, которая запитана кабелем с более толстым сечением, нежели обычные розетки: не менее 4 мм². Мощность бытовых электроплит при одновременном использовании четырех конфорок может достигать

Бойлер

Чем опасен. Пожар может произойти ошибок подключения. Например, если старая модель бойлера не оснащена собственным кабелем с вилкой и кабель к бойлеру присоединили вручную, места соединения могут легко воспламениться.

Практически все новые водонагреватели снабжены устройством защитного отключения, которое обесточит прибор при коротком замыкании: например, попадания влаги на электрические части. Так бывает, когда бак начинает подтекать.

Кроме возгораний бойлеры иногда взрываются. Так происходит, когда внутри бака появляется повышенное давление, которое разрывает бак на куски. Это редкая ситуация, так как в любом бойлере есть две ступени защиты:

• Термостат, который отключает нагрев, когда вода нагреется до нужной температуры.
• Предохранительный клапан, который в случае предельного давления выпустит излишек воды и пара из бойлера.

Таким образом, чтобы произошел взрыв, должен отказать термостат и не сработать предохранительный клапан. Бывает, что клапан просто забыли установить, — тогда достаточно отказа термостата.

В многоквартирном доме давление воды в трубах обычно Стандартный предохранительный клапан рассчитан на давление в 6 атмосфер: как только в баке бойлера появится такое давление, клапан откроется и начнет стравливать воду. На этом фото видно носик, через который польется вода

Как предотвратить пожар или взрыв. Следить за состоянием бойлера и температурой горячей воды, которая из него выходит. Вот верные признаки поломки:

• вода в кране становится все горячее и горячее, постепенно превращается в кипяток — за исключением случаев, когда в системе ГВС есть узел подмеса, который поддерживает в трубах заданную температуру;
• на бойлере «зависают» индикаторы: например, лампа нагрева то горит, то нет;
• манометр и термометр, если они установлены на бойлере или трубах, зашкаливают;
• бойлер не слушается регулировок: хозяева устанавливают самую меньшую температуру нагрева, но ничего не меняется;
• бойлер издает посторонние звуки, например шипит или хрипит, а предохранительный клапан стравливает воду.

Мастера по бытовой технике также рекомендуют примерно раз в три года чистить трубчатый нагреватель внутри бойлера и менять магниевый анод, который защищает стенки бойлера и сам нагревательный элемент от коррозии. Чем грязнее вода в квартире, тем чаще надо чистить. Бойлер, на нагревательных элементах которого накопились горы накипи, работает хуже — и он опаснее.

Стиральная машина

Чем опасна. Стиральные машинки загораются не так часто, и, как правило, это результат поломки в старых моделях. Вот что может случиться:

• потекла вода, и она попала на электрические части;
• заклинило сливной насос, он перегрелся и начал плавиться;
• стал проскальзывать ремень привода барабана и  трения пошел дым: это не пожар, но выглядит страшно;
• перенапряжения в электросети воспламенился блок управления: это может произойти даже когда машина не работает, поэтому рекомендуют отключать аппарат из розетки, если не стираете;
• неверно подобран стиральный порошок, излишнего вспенивания он попал на электрические компоненты и произошло замыкание.

Как предотвратить пожар. Пожару часто предшествуют явные сигналы поломки: запах гари, дым, потрескивания, щелчки, вода под машинкой, иногда даже видны искры. Это нельзя оставлять просто так — вызовите мастера, чтобы он разобрался.

Также имеет значение, как подключена стиральная машина. В идеале у нее должна быть отдельная влагозащищенная розетка с заземлением, а в щитке — устройство защитного отключения или дифавтомат, который обесточит машинку при проблемах с электрикой.

Телевизор

Чем опасен. Чаще горят старые советские телевизоры с электронно-лучевой трубкой: они большие и тяжелые, а еще греются при работе. Такие устройства могут воспламениться ветхости электрических компонентов или  перегрева. Поэтому старые телевизоры нельзя ставить в ниши и близко к стене: телевизор должен хорошо вентилироваться.

Новый телевизор или плазменная панель загорятся сами по себе, основная опасность здесь — перенапряжение в розетке. Как и в случае со стиральной машиной, неважно, работает телевизор или нет: если произойдет скачок напряжения, он может загореться.

Как предотвратить пожар. Старый телевизор лучше заменить на новый, а новый — подключить через реле защиты от перенапряжения. Такие реле можно ставить в щитке, и тогда они будут защищать всю квартиру, но для этой работы придется вызвать электрика.

Есть и более простой вариант — реле, которое включается прямо в розетку. Оно защищает все устройства, которые будут в нее подключены. Такое реле стоит , а чтобы разобраться с ним, не нужны специальные знания.

Реле дешевле и значительно меньше по размерам, чем стабилизатор напряжения, но и принцип действия у него другой: при скачке напряжения реле не будет «выпрямлять» ток, а просто обесточит все приборы.

Утюг

Чем опасен. Подошва утюга при работе разогревается до +200 °C, и такой источник тепла может легко поджечь ткань или, например, дерево.

Все современные утюги автоматически прекращают нагреваться, когда температура подошвы достигла заданной. Поэтому если просто оставить утюг в вертикальном положении, скорее всего, ничего не произойдет: он будет включаться и выключаться хоть весь день, но не загорится.

Другое дело, если утюг оставили включенным, когда он лежит подошвой на поверхности. Температуры нагрева может хватить, чтобы поверхность воспламенилась. Особенно опасны гладильные доски, так как сверху они покрыты тканью.

Как предотвратить пожар. Покупать новые модели утюгов, которые оснащены защитой от пожара. Они автоматически отключаются, если находятся без движения: через в стоячем положении и через в лежачем. Эти функции могут называться «защита от пожара», «защита от опрокидывания» или «автоотключение».

Что в итоге

• Проверьте проводку в квартире: если шатаются розетки, искрят выключатели и постоянно выбивает «пробки», то начать нужно с этого — и только потом думать о безопасности бытовых приборов.
• При выборе любой бытовой техники обращайте внимание на системы защиты. Люди бывают забывчивыми, и лучше, если электроплита или утюг отключатся сами, когда хозяева уехали в спешке.
• Безопаснее выключать приборы из розеток, когда ими не пользуетесь. Особенно это важно в квартирах, где есть проблемы с электричеством: лампочки часто мигают, светят слишком ярко, тускло или периодически гаснут. В таких квартирах бытовую технику лучше подключить через стабилизатор или реле напряжения.

Производство тепла из электроэнергии

В школе мы узнаем, что одни материалы хороши для электричества, а другие плохи. Хорошие векторы тока называются проводниками, а плохие векторы тока называются изоляторами. Проводники и изоляторы часто лучше всего описываются тем, какое сопротивление они оказывают, когда через них протекает электрический ток. Таким образом, проводники имеют низкое сопротивление (ток легко проходит через них), в то время как изоляторы имеют гораздо более высокое сопротивление (пропустить ток сложно). В электрической или электронной цепи мы можем использовать устройства, называемые резисторами, для управления потоком тока; Используйте циферблат, чтобы увеличить сопротивление и уменьшить ток. Например, в схеме динамика это один из способов уменьшить громкость.

Резисторы преобразуют электрическую энергию в тепло; другими словами, они нагреваются, когда через них протекает ток. Но это делает не только сопротивление. Даже тонкий кусок провода нагреется, если через него пропустить достаточный ток. Это идея ламп накаливания (старомодные лампы в форме лампочек). Внутри стеклянной колбы находится очень тонкая катушка проволоки, называемая нитью. Когда через него протекает достаточный ток, он становится очень ярким, так что он действительно излучает свет и излучает тепло. Около 95 процентов энергии, поглощаемой такой лампой, преобразуется в тепло и расходуется целиком (гораздо эффективнее при использовании энергосберегающей люминесцентной лампы, так как большая часть потребляемой лампой электроэнергии преобразуется в свет без потерь тепла) .
Забудьте сейчас о свете — что, если мы действительно заботимся о тепле? Внезапно мы обнаруживаем, что наша расточительная лампочка на самом деле очень эффективна, потому что она преобразует 95 процентов энергии, которую мы в нее вкладываем, в тепло. вымысел! Только вот проблема. Если вы когда-либо приближались к лампочке, вы знаете, что если вы дотронетесь до нее, она станет достаточно горячей, чтобы обжечь вас (не пытайтесь). Но если вы подниметесь хотя бы на метр или около того, тепло от 100-ваттной лампочки будет слишком слабым, чтобы до вас добраться. Что, если бы мы захотели сделать электрическую плиту так же, как электрическую лампу? Нам нужно что-то вроде увеличенной нити накала лампы, возможно, в 20-30 раз сильнее, чтобы мы действительно могли чувствовать тепло. Нам нужен довольно прочный материал (тот, который не расплавится и долго не прослужит при многократном нагревании и охлаждении), и нам нужно, чтобы он выделял много тепла при разумной температуре. Здесь речь идет о сущности нагревательного элемента: прочного электрического компонента, предназначенного для рассеивания тепла при прохождении через него большого электрического тока.

Что такое нагревательный элемент?

Нагревательный элемент к которому мы привыкли, обычно представляет собой катушку, ленту (прямую или волнистую) или полоску проволоки, которая излучает тепло подобно нити накала лампы. Когда через него проходит электрический ток, он раскаляется докрасна и преобразует электрическую энергию, проходящую через него, в тепло, которое излучается во всех направлениях.
Нагревательные элементы обычно изготавливаются на основе никеля или железа. Сплавы на основе никеля обычно представляют собой нихром, сплав, состоящий примерно из 80 процентов никеля и 20 процентов хрома (доступны другие составы нихрома, но предпочтительнее смесь 80-20). Нихром является наиболее популярным материалом для нагревательных элементов по нескольким причинам:

• имеет высокую температуру плавления (около 1400 °С),
• не окисляется (даже при высоких температурах),
• не слишком расширяется при нагревании,
• имеет удовлетворительную (не слишком низкую, не слишком высокую и достаточно постоянную) стойкость (увеличивается только примерно на 10 процентов между температурой окружающей среды и максимальной рабочей температурой).

Сплав на основе железа называется фехраль. Это железо-хром-алюминиевый сплав с небольшим содержанием никеля (около 0,6%). Он также часто используется в нагревательных элементах, поскольку имеет ряд преимуществ перед нихромом:

• Низкая стоимость (во много раз ниже, чем у нихрома)
• Высокая температура плавления (около 1500°С)
• Высокая термостойкость

Однако есть у фехраля и недостатки:

• Низкая прочность, повышенная хрупкость
• Подверженность окислению
• Сокращенный срок службы ТЭНов из этого материала

Типы ТЭНов

Существует несколько типов нагревательных элементов. Иногда в качестве таковых применяют нихромовые или фехралевые катушки; В других случаях змеевики утоплены в керамический материал, чтобы сделать его более стойким и долговечным (керамика отлично выдерживает высокие температуры и не боится сильного нагрева и охлаждения), или изолированы миканитом и заключены в металлический корпус (кольцевые и плоские нагреватели для экструдера).
Размер и форма нагревательного элемента во многом определяются размером прибора, в котором он должен быть размещен, и площадью, над которой он должен генерировать тепло. У бигуди короткие спирали, потому что они должны генерировать тепло через тонкую трубку, вокруг которой можно обернуть волосы. Электрические радиаторы имеют длинные стержни, потому что им приходится рассеивать тепло по большой площади помещения. Электрические плиты имеют спиральные нагревательные элементы, достаточно большие для нагрева кастрюль и сковородок (часто элементы плиты покрывают металлическими, стеклянными или керамическими пластинами для облегчения очистки). Масляные нагреватели для больших емкостей или резервуаров представляют собой огромные металлические трубы с керамическими нагревательными элементами, поскольку они должны генерировать мягкий нагрев на большой площади контакта с горючими жидкостями.

Конструкция нагревательных элементов

Все это делает нагревательные элементы очень простыми и понятными, но на самом деле есть много разных факторов, которые инженеры-электрики должны учитывать при проектировании. В своей превосходной книге на эту тему Тор Хегбом перечисляет от 20 до 30 различных факторов, влияющих на работу типичного нагревательного элемента, включая очевидные элементы, такие как напряжение и сила тока, длина и диаметр элемента, тип материала и рабочая температура. Есть также некоторые факторы, которые следует учитывать для каждого типа статьи. Например, в намотанном круглом проволочном элементе диаметр проволоки и форма витков (диаметр, длина, шаг, удлинение и т. д.) входят в число факторов, существенно влияющих на рабочие характеристики. С толщиной элемента ленты и шириной ленты. И это только часть истории, почему нагревательный элемент не работает изолированно: вы должны учитывать, как он вписывается в более крупное устройство и как он ведет себя во время использования (используется ли он по-разному или злоупотребляет). Например, как ваш элемент поддерживается изоляторами внутри устройства? Насколько большими и толстыми они должны быть, и влияет ли это на размер приспособления, которое вы делаете? Например, подумайте о различных типах нагревательных элементов, которые вам нужны в паяльнике, в форме ручки и в большом конвекторе. Если между опорными изоляторами есть «задрапированный» элемент, что произойдет с нагревательным элементом, если он перегреется? Не будет ли он провисать слишком низко и вызывать проблемы? Вам нужно больше изоляторов, чтобы избежать этого, или вам нужно изменить материал или элемент? Размер?
Что происходит при проектировании чего-то вроде электрического камина с несколькими близко расположенными нагревательными элементами, когда они используются по отдельности или в комбинации? Если вы проектируете нагревательный элемент, через который проходит воздух (например, конвектор или фен), то можно ли создать достаточный поток воздуха, чтобы предотвратить перегрев и значительно увеличить срок его службы? Все эти факторы должны быть сбалансированы, чтобы продукт был эффективным, экономичным, долговечным и безопасным.

Требует ли нагревательный элемент высокого или низкого сопротивления?

Можно подумать, что нагревательный элемент должен иметь действительно высокое сопротивление — ведь именно сопротивление позволяет материалу выделять тепло. Но на самом деле это не так. Тепло создает ток, протекающий через элемент, а не сопротивление, которому он подвергается. Гораздо важнее получить максимальный ток через нагревательный элемент, чем пропускать этот ток через большой резистор. Это может показаться запутанным и нелогичным, но достаточно легко понять, почему это верно (и должно быть) как интуитивно, так и математически.

Допустим, вы сделали сопротивление вашего нагревательного элемента как можно более высоким, причем бесконечно большим. Итак, закон Ома (напряжение = ток ∙ сопротивление или V = I ∙ R) говорит нам, что ток, протекающий через ваш элемент, должен быть бесконечно малым (когда I = V / R, I стремится к нулю, когда R v становится «бесконечным»). У них огромное сопротивление, нет тока и, следовательно, нет тепла. Что, если мы впадем в другую крайность и сделаем сопротивление бесконечно малым? Тогда у нас будет другая проблема. Хотя ток I может быть огромным, R практически равен нулю, поэтому ток протекает через элемент как скоростной поезд, даже не останавливаясь, и вообще не выделяет тепла.
Таким образом, в нагревательном элементе нам нужен баланс между двумя крайностями: достаточное сопротивление для выделения тепла, но не настолько сильное, чтобы это слишком сильно уменьшало ток. Нихром и фехраль — отличный выбор. Сопротивление нихромовой проволоки (примерно) в 100 раз больше, чем у медной проволоки того же диаметра (очень хороший проводник), но только на четверть меньше, чем у графитового стержня того же размера (достаточно хороший изолятор). и, возможно, лишь на миллионную часть триллиона меньше, чем у такого отличного изолятора, как стекло. Цифры говорят сами за себя: Нихром — средний проводник с умеренным сопротивлением и ни в коем случае не изолятор!

Используя математику, мы можем прийти к точно такому же заключению. Мощность, генерируемая или рассеиваемая током, равна напряжению, умноженному на силу тока (ватты = вольты ∙ ампер или P = V ∙ I). Из закона Ома мы также знаем, что V = IR. Исключите V из этих уравнений, и мы обнаружим, что мощность, рассеиваемая в нашем элементе, равна I2R. Другими словами, теплота пропорциональна сопротивлению, но также пропорциональна квадрату силы тока. Следовательно, ток оказывает гораздо большее влияние на выделяемое тепло, чем сопротивление. Удвойте сопротивление и удвойте мощность (отлично!), но удвойте ток и увеличьте мощность в четыре раза (отлично!). Так что это зависит от текущих событий.
Несложно подсчитать, что сопротивление нити накала типичной лампы накаливания составляет несколько сотен Ом.

Нагреватели сопротивления?

Мы часто называем электрический нагрев — который делают нагревательные элементы — «джоулевым нагревом» или «резистивным нагревом», как будто сопротивление было единственным важным фактором. Но на самом деле, как я объяснял выше, существует множество взаимосвязанных факторов, которые необходимо учитывать при разработке нагревательного элемента, который эффективно работает в данном приборе. Сопротивление — это не всегда то, что вы контролируете и определяете — оно часто определяется для вас выбором материалов, размером нагревательного элемента и т. д.

Многие читатели Хабра работают с электроникой не только как пользователи или администраторы, но и в качестве разработчиков и/или ремонтников. У кого-то это основная работа, кто-то занимается ремонтом ноутбуков/смартфонов в качестве хобби, ну а кто-то разрабатывает и собирает полноценные системы.

И, конечно, для всего этого нужны инструменты — чаще всего много разных приспособлений. Есть must have инструменты, без которых просто не обойтись. Ну а есть и вещи, которые желательны, но не обязательны. Что касается must have — то здесь, конечно, нужно упомянуть паяльники и паяльные станции, плюс паяльные фены (термовоздушные паяльные станции). О них сегодня и поговорим. Кстати, список из статьи — субъективный, понятно, что у каждого свои предпочтения. Здесь собраны те паяльники и станции, которые нравятся нашей команде. Если у вас собственные инструменты, которых нет в списке — расскажите о них в комментариях, пожалуйста, с указанием их достоинств и недостатков.

Pinecil от Pine 64

Речь идет о первом умном паяльнике компании Pine 64. Есть уже и второй, но он почти не отличается от первой модели, так что особого смысла апгредиться, если у вас есть V1, нет.

Первая версия вышла еще в 2020 году, по цене в $35 долларов США (изначально цена была ниже, но потом несколько повысилась). Он поставляется с комплектом паяльных жал как для крупной, так и для тонкой пайки, они совместимы с моделью TS100.

Базируется девайс на 32-битном RISC-V микроконтроллере GigaDevice GD32VF103TB. У него есть небольшой дисплей, где отображаются пункты меню, текущая температура, режим работы и т.п. Плюс есть кнопки, всего их две, при помощи которых можно как входить в меню, так и выполнять настройку устройства. Удобство паяльника в том, что он может работать как от USB-C, так и от обычной зарядки с напряжением от 12 до 24 В. Потребляет он около 2А (замеры проводили при помощи лабораторного источника питания) в режиме разогрева. Потом потребление падает до 600-900 мА.

Вот характеристики устройства:

• Дисплей – 0.69-дюймовый монохромный OLED-дисплей с разрешением 96×16
• Тип жала – длина 106 мм, тип B2
• Диапазон температур – от 100°C до 400°C; достигает рабочей температуры за 12 секунд
• Расширение – коммутационная плата GPIO & JTAG подключается через порт USB-C
• Разное – 2x кнопки; функции автоматического перехода в режим ожидания
• Питание
• 12В — 20 В / 3 A через порт USB Type-C с поддержкой USB PD и QC 3.0
• 12 В — 24 В / 3 A через разъем типа баррель 5.5 мм / 2.5 мм
• Размеры – 170 мм грамм с жалом / 98 мм без жала x 12.8 мм x 16.2 мм (сердечник из нержавеющей стали SAE 304 расположен внутри поликарбонатной оболочки)
• Вес – 30 грамм с жалом; 20 грамм без жала
• Сертификаты – FCC, CE RED, ROHS

До нужной температуры он нагревается примерно за 12 секунд, в зависимости от выбранного источника питания. Есть возможность сменить прошивку, если, конечно, возникнет такая необходимость.

Этот паяльник подойдет и новичкам, и профессионалам — устройство неплохое, кроме того его можно носить с собой в пенальчике (купленном или распечатанном на 3D-принтере). Это, можно сказать, миниатюрная паяльная станция.

Паяльник SH72

Это еще более недорогое решение, которое, впрочем, подходит для решения большого количества задач электронщика, тем более, начинающего. У девайса нет экрана, есть регулировка температуры и сменное жало. Заданной температуры достигает очень быстро — всего за 10-15 секунд, причем подходит девайс как для пайки массивных элементов, так и микрокомпонентов. Можно использовать 7 типов жал SH.

В целом, этот паяльник является недорогой альтернативой для TS100, о котором многие на Хабре слышали и/или используют в работе. Правда, нет снижения температуры в режиме ожидания, автоматического отключения, микропроцессорного управления, смены прошивки и т.п. Но за свою цену это просто отличное устройство.

• Мощность: 65 Вт
• Интерфейс питания: 5,5 х 2,5
• Рабочее напряжение: DC12-24V, (положительный внутри, внешний – отрицательный)
• Рабочий ток: ≥ 1.5A
• Диапазон температур: 220-400 ℃
• Тип жал: SH-B2 / SH-BC2 / SH-C4 / SH-D24 / SH-I / SH-K / SH-KU
• Размеры ручки: 110 х 16 х 15 мм
• Размеры жала: 115 х 5,5 мм
• Вес: 28 г
• Размеры упаковки: 165 х 85 х 22 мм
• Вес упаковки: 60 г

Стоимость паяльника на Aliexpress — всего около $10. Правда, жала не очень дешевые, но все же это один из самых недорогих и универсальных вариантов.

Sugon T36

А это уже профессиональное оборудование, которое стоит дороже практически любых паяльников. Это паяльная станция с нагревом до нужной температуры всего за 1-2 секунды и мощностью в 120 Вт. Идеальный инструмент для микропайки, где требуется высокая точность, поскольку здесь и жала миниатюрные, и ручка паяльника весьма небольшая.

• Мощность станции 300 Вт
• Мощность паяльника 85 Вт
• Входное напряжение переменный ток 220 В, 50 Гц
• Температурный диапазон 200°C — 500°C
• Стабильность температуры ± 1°C
• Сопротивление между заземлителем и наконечником < 1 Ом
• Потенциал между заземлителем и наконечником < 25 мВ
• Единица измерения температуры °C и °F
• Сохранение температуры
• до 3-х вариантов
• Режим ожидания есть
• Антистатическая защита есть
• Звуковое предупреждение есть
• Блокировка температуры есть

У одного из членов нашей команды эта станция появилась совсем недавно. Пока что общее впечатление — весьма положительное. Для крупных точек пропайки эта станция не подходит, но для микропайки — реально идеальный инструмент. Ну или близкий к идеальному.

Стоимость — $200-300, в зависимости от места покупки. Кроме того, микрожала стоят тоже много. Правда, те, что есть в комплекте, подходят для большей части работ. Но есть и дополнительные жала, которые стоит приобрести.

Yihua 995D+

Это станция для пайки горячим воздухом, скажем так, среднего уровня. С ней поставляется и паяльник, который подключается к разъему на станции. Он неплох, но внимания заслуживает именно возможность пайки горячим воздухом.

Достоинство станции — ее миниатюрность. Она небольшая, в отличие от более габаритных профессиональных станций. Девайс неплохой, подходит как для новичков, так и для профи. Стоимость — от $150 до $200, в зависимости от места покупки.

• Термофен:
• Мощность: 650 Вт;
• Воздушный поток: 120 л/мин;
• Температурный режим: 100° — 480°С;
• Тип дисплея: LCD;
• Паяльник:
• Мощность: 75 Вт;
• Температурный режим: 200° — 480°С;
• Общие:
• Потребляемая мощность: 720 Вт;
• Размеры: 26 х 16.5 х 14.8 см;
• Вес: 2.6 кг;
• Рабочие температурные условия: 0° — 50°С;
• Температурные условия хранения: — 20° — 80 °С;

Сила воздушного потока регулируется бесщеточным вентилятором, разгоняющим воздух до 120 л/мин. Станция YIHUA 995D+ имеет три канала памяти для часто используемых настроек.

В целом, надежная станция, которая работает именно так, как заявляет производитель. Нареканий на нее нет, один из наших сотрудников использует девайс пару лет.

AOYUE 968

Одна из наиболее популярных моделей среди термовоздушных паяльных станций. Ее официальное наименование — монтажно-демонтажная паяльная станция с микропроцессорным управлением. Корпус девайса — металлический, станция прочная, хотя, соответственно, и тяжелая. У нее есть как термовоздушный фен, так и паяльник. Кроме того, есть дымопоглотитель с фильтром — все это встроено в корпус. Ручка паяльника собрана в паре с дымопоглотителем, который всасывает едкий дым, образующийся в процессе пайки.

Фен и паяльник очень точно поддерживают выставленную температуру, что важно для плат, которые чувствительны к нагреву высокой температурой.

• Тип паяльная станция
• Тип нагрева периодический
• Система нагрева электрическая
• Напряжения питания 220 В
• Потребляемая мощность 35 Вт
• Минимальная рабочая температура 200 °С
• Максимальная рабочая температура 480 °С
• Нагревательный элемент паяльника керамика
• Габариты 188х126х250 мм
• Вес 5 300 г

Для защиты нагревательного элемента термофена предусмотрено автоматическое охлаждение после выключения станции. Фен и паяльник снабжены термодатчиками.

Так, ну а на сегодня все. Было бы интересно услышать, какими инструментами пользуетесь именно вы для пайки. Возможно, есть и более интересные решения? Давайте обсудим в комментариях.

В последнее время частенько приходится переделывать аккумуляторные сборки для друзей, больше всего проблем доставляла очистка контактных площадок от припоя, чтобы можно было вставить в отверстия новые ленты. Оплётка частично помогала, но времени уходило много, да и она имеет свойство заканчиваться, так что сначала решил купить механический оловоотсос, а в процессе поиска наткнулся на модель с подогревом по цене обычной, которую я и заказал в надежде, что она не полыхнёт в руках. Подробности под катом

Характеристики

Рабочее напряжение: 220 В
Мощность: 30 Вт
Всасывание: 40 см/HG (вроде как 0.53 БАР)

Распаковка и внешний вид

Приходит упакованным в блистер

Сзади есть краткое руководство

В комплекте помимо самого оловоотсоса есть спица для чистки

Нагревательный элемент плотно держится на трубке и тянется вместе с соплом

Поршень простенький, всего одно кольцо, слегка смазано, шток короткий, сопло не прочищает при нажатии

Тестирование

В инструкции написано, что прогрев занимает около 10 минут. На самом деле трех было достаточно, чтобы начал плавиться припой-проволока, тепловизор нещадно врёт из-за зеркальной поверхности жала, мощность после прогрева составила 26Вт

Единственное что меня смутило после включения, это дымок из перфораций у основания, через них видна черная изоляция. Питание нагревательного элемента должна проходить через сердцевину, так что фиг знает что это за провода, может термопара. Но через минут 5 всё что должно было прокалиться прокалилось и дым исчез

Начал с самого простого и выпаял несколько двух и трехконтактных элементов платы, никаких проблем нет

Трансформатор отделить с первого дубля не вышло, так что сделал склейку

Виной была перемычка на одной из ножек, остальные либо висят в воздухе, либо едва касаются стенок

Но покупал я его для очистки контактных площадок плат аккумуляторов, чтобы можно было без проблем впаивать свежие ленты на свои места. До этого пользовался оплёткой и зубочисткой, но морока та еще. Сначала собираешь по максимуму оплеткой и продолжая греть поверхность, проходишь щель зубочисткой, надеясь, что остатки олова не заполнят промежутки. Вот такой участок утилизируется после обработки четырех контактов платы и это еще при выпаивании ленты часть на ней остаётся

Взял недочищенную плату, думал соплу хватит температуры расплавить остатки в глубине, но ничего не вышло

Добавил немного олова для улучшения теплообмена и процесс пошел

Вот одним дублем очистка трёх оставшихся площадок

У меня на всё ушло секунд 30, это намного быстрее, чем мучиться с оплёткой и зубочисткой

Но от олова с флюсом сопло быстро покрывается налётом, так что желательно очищать его пока горячее, пройтись спицей и сделать пару «холостых» всасываний

Так же после работы необходимо извлечь поршень и очистить его и корпус от капелек олова

Они легко отлипают от легкого воздействия, так что подойдет кусок ветоши

Кстати, спица короткая, не знаю что мешало сделать её на несколько сантиметров длиннее

Так что пришлось найти проволоку нужного диаметра, чтобы избавиться от всего мусора. Это не критично, поршень не упирается в основание и остатки в трубке расплавит при следующем прогреве, но всё равно остаётся ощущение, что не довёл дело до конца

Тестирование заняло чуть более получаса и ничего не предвещало беды пока я не схватил основание рукоятки. Как оказалось, оно разогревается до 85 градусов, а это довольно горячо, ближе к центру она заметно снижается

Во время работы пальцы находятся в холодной области, но по привычке схватил ниже когда клал на стол

Итоги

Из минусов я бы отметил плохой теплоотвод у основания рукояти, что может привести к ожогу, особенно при первом использовании, когда не ожидаешь такой подставы, а так же короткую комплектную спицу, которая только протолкнет загрязнение вглубь, что может только усугубить ситуацию. Но налёт возникает только при использовании дополнительного флюса, ну или если он был плохо смыт при производстве платы. Еще вилку бы ему европейскую, но с учетом мощности это не так уж критично, можно и переходником воспользоваться.

В остальном со своими задачами инструмент справляется, нагрев относительно быстрый, массивное сопло не успевает остывать при касании с контактами на плате, олово на него не липнет, материал похож на нержавейку(но это не точно), мощности всасывания хватает для работы с крупными контактными площадками, но по студенчеству у меня был более мощный оловоотсос, правда приходилось использовать его совместно с паяльником и нужно было успевать активировать его до того как олово начнет кристаллизоваться, что не всегда получалось на массивных платах, так что местный нагрев облегчает процесс.

Как по мне, свои 7 долларов он стоит, я еще посматривал на вот этот вариант за $8+, но смутил короткий шток, так что вероятно всасывать будет слабее, зато в комплекте есть два сопла с отверстиями 1 и 2мм и нормальная спица для чистки