Aide pour faire chauffer un fil résistif

[alfonce17]

Bonjour, je me présente car je suis nouveau sur ce forum :
Je suis étudiant au Cégep en science pure et appliqué, j'appliquerai très bientôt en ingénierie à la Polytechnique de Montréal.

Malheureusement l'électricité n'est pas ma force,

Mon problème est le suivant : je tente de reproduire le circuit électrique d'un atomiseur (cigarette électronique) et pour ce faire, il faut chauffer un fil résistif à une température suffisante pour vaporiser un liquide. Je dispose actuellement de 2 mètres d'un fil résistif de type KANDHAL A1 , 28 AWG et 18.37 ohm/mètre .

Ce que j'ai fait à date n'est qu'un test. Normalement, une batterie de 3.7V Li-ion pouvant supporter un grand courant est utilisée. Avant de m'en procurer une, j'ai utilisé 3 batterie 1.2V Ni-MH de 2000 mAh que j'ai branché en série et un segment d'environ 5.5 cm de Kandhal pour une résistance de 1 ohm.

théoriquement, la puissance dissipé par ce segment devrait être de P= RI² = 1 * 3.6² = 12.96 Watt.

Malheureusement, je n'arrive à noté aucun changement de température du segment de Kandhal et je me demande où est mon erreur. Si vous pouviez m'aider à faire chauffé ce fil à une température suffisante ce serait grandement apprécié !
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[vincent66]

Bonsoir et bienvenue sur futura !
Pouvez vous faire des mesures avec ampèremètre/voltmètre et éventuellement une alim de labo ?

Vincent

[alfonce17]

Malheureusement je ne dispose pas d'alimentation de labo à la maison. Je pourrais utiliser le matériel de l'école, mais je suis en vacance et j'aimerais réaliser ce montage avant la fin

[trebor]

Bonsoir,
Deux causes possibles soit :
Les piles ne sont pas bien chargées.
Faux contact quelque part entre les piles et la résistance, ce qui provoque une chute de tension à l'endroit du faux contact.

Mesure la tension entre les fils de liaisons, s'ils sont trop fin, il y aura une chute de tension dans les câbles, surtout s'ils sont longs.

A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[alfonce17]

DOnc en gros je ne me suis pas trompé et les batteries peuvent supporter cette résistance? Et bien c'est une bonne nouvelle quand même, ne manque plus qu'à trouver la cause d'erreur! merci

[Zenertransil]

Bonsoir,

Tes calculs sont bons, en théorie, mais tes accus Ni-Mh n'accepteront jamais de débiter 3,6A comme tu le leur demandes, c'est de la folie! Imagine, en admettant qu'ils s'y plient, ils auraient 30 min d'autonomie...

Leur résistance interne est trop relevée. Résultat, dès que tu tires du courant, la tension s'écroule et la puissance réellement fournie à la charge est bien plus faible que celle escomptée!

[gienas]

Bonsoir alfonce17 et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

Pour commencer, si la météo chez toi est bien celle que nous donnent les informations, il est possible que cela chauffe mais tune le sens pas.

... j'ai utilisé 3 batterie 1.2V ... et un segment d'environ 5.5 cm de Kandhal pour une résistance de 1 ohm ...

As-tu, au moins, un multimètre pour vérifier les valeurs que tu annonces?

Peux-tu mesurer la tension présente "en chauffe" aux bornes de la résistance?

Je suis comme mes prédécesseurs: si la tension est bien présente aux bornes de la résistance, et que cette dernière est bien ce que tu supposes, ça chauffe. Mais cela risque de chauffer tellement, que cela pourrait aussi vaporiser (griller) ton filament. C'est peut-être d'ailleurs ce qui t'est arrivé. Mais ça, cela devrait se voir.

[DAT44]

Bonjour,
un bon serrage des dominos, vérification avec ohmmètre, voltmètre, éventuellement ampèremètre, ça doit le faire.

[Zenertransil]

En fait je reviens sur ce que j'ai dit: 3,6A me semblent énormes et l'autonomie sera, c'est sûr, très faible, mais on dirait qu'un bon accu Ni-Mh bien chargé les passe sans problème... En court-circuit, je mesure 11A (pointe), ce qui donne une résistance dynamique de 0,12 Ohms, confirmée par deux autres mesures!

Donc le problème ne vient pas de là, j'ai du me tromper...

[alfonce17]

Gienas : j effectuerai des mesures, mais le fil de kandhal fond au alentour de 1300 degré •C et cest une puissance normalement utlisée dans la technologie des cigarettes elctroniques. Du coup je me dis que la fonte du filament est peu probable , mais que je devrais tout de même ressentir une certaine chaleur.

Sinon j'essaierai avec un autre type de batterie

[alainav1]

bonjour,
pour avoir "bricolé "un montage avec ce type de produit (fil 0.2) j'ai du fournit 1 A pour faire chauffer le fil et j'ai realisé un petit generateur de fumé
( attention avec 1,5 A le fil rougit )
essai realisé avec longueur du fil 1cm generateur d'intensité reglée sur 1 A liquide fumigene pour modele reduit et ça fume !
le generateur d'intensité permet de s'affranchir de la longueur du fil , la tension s'ajuste .(l'echauffement n'est fonction que de l'intensité )

cordialement
Alain

[minic]

Bonjour,
Je ne suis pas un habitué des forums donc je ne sais pas si c'est déontologiquement la bonne méthode de répondre, ou plutôt de poser ma question parmi la discussion en cours mais vous me direz la meilleure façon de faire.

Voilà ma question:

Je veux faire une pyroscie pour couper du polystyrène, j'ai un transfo de récup. avec les caractéristiques suivantes: input 220 V 50Hz; secondaire 13.6V DC 6amp constant , 8amp surge; short circuit protection.
C'est un ancien transfo qui alimentait une CB à partir du secteur.
Je dois acheter un fil résistif , en fait je veux si possible faire un archet pyroscie de 1m de long.
Que dois-je choisir comme fils pour couper du polystyrène sur cette largeur?
Dans l'attente de vos réponse
Dom

[Yvan_Delaserge]

Achète ça:
http://www.ebay.com/itm/Nichrome-res...item4adc329167

Du fil Nichrome, 5 Ohms par mètre. Ton transfo 12 V va fournir 2,4 A. Donc 28 W, de quoi faire fondre facilement du Polystyrène.

[gabuzo]

28W ça peut même faire fondre le fil. C'est un peu loucho-pifométrique comme démarche.

[minic]

Re,
Par contre je n'ai pas de potentiomètre sur le boitier du transfo , c'est grave?!

[alainav1]

Bonjour,
tu mesures la resistance de ton fil il faut environ 1 A pour echaufffer le fil tu aura donc la tension necessaire (U=RI) il faut donc ajuster la tension en fonction de la resistance du fil et de l'intensité souhaitée
mais le plus simple c'est de realiser un generateur d'intensité (avec un lm350 )la tension va s'ajuster en fonction de l'intensité souhaité cependant pour ne pas faire surchauffer ce composant il faut que la tension utiliser ne soit pas trop eloignée de la tension theorique et l'équiper d'un radiateur sinon le lm350 va surchauffer
exemple
soit un fil de 5 ohms et une intensité necessaire de 1 A il te faut une alimentation de 9V environs (si tu utilise 12v ton lm350 devra evacuer 3 w de plus )
en resumé il te faut une alim de 9V 15W et un lm350 cablé en generateur d'intensite ,le schemas est le même qu'un lm 317 qui un peu trop "leger" pour ton application( y a plein de schemas sur google )
(un potentiometre en serie avec ton transfo ne peut pas marcher il faudrait qu'il supporte une puissance trop importante )


cordialement
Alain

[Yvan_Delaserge]

Non, si ça chauffe trop tu peux mettre du fil plus fin, ou si tu veux que ça chauffe plus, du fil plus épais. Il y en a de différentes épaisseurs à vendre.

[gabuzo]

Non, si ça chauffe trop tu peux mettre du fil plus fin, ou si tu veux que ça chauffe plus, du fil plus épais. Il y en a de différentes épaisseurs à vendre.

C'est sûr, à 6US$ la bobinette autant se payer toute la collection

[Antoane]

Bonsoir,

Non, si ça chauffe trop tu peux mettre du fil plus fin, ou si tu veux que ça chauffe plus, du fil plus épais. Il y en a de différentes épaisseurs à vendre.

C'est à dire : tu achètes une demi-douzaine de bobines de fil de sections différentes et tu gardes celle qui te convient le mieux (edit : grillé)


La solution proposée par Alain semble plus raisonnable, à un détail près : le courant nécessaire (et donc la tension à appliquer, c'est à dire le réglage du montage à régulateur) est fonction de la résistivité du fil utilisé. Donc 1A pour quelle résistivité de fil, Alain ?
De cette valeur on peut déduire la puissance linéique nécessaire pour porter le fil à la bonne température et alors choisir la section permettant d'utiliser au mieux le générateur de tension à disposition.

Le LM350 convient comme régulateur, mais n'importe quelle référence capable de sortir le courant nécessaire conviendra. Si on veut maximiser le rendement, on peut opter pour un régulateur low-dropout ; le LM1084 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm1084.pdf par exemple est à peine plus cher qu'un 317 et a un drop-out moitié de celui du LM350. A coup sûr il existe d'autre références pas plus chères, plus performantes et plus modernes.
Un petit potentiomètre permettra d'ajuster la tension de sortie et par là la puissance dissipée par le fil.

C'est moins versatile mais tu peux aussi modifier la puissance dissipée en jouant sur la longueur de fil.

[Yvan_Delaserge]

Mon cher Antoane,

Perds-tu de vue que tu es en train de répondre à quelqu'un qui vient de t'écrire qu'il "n'a pas de potentiomètre sur son transformateur" (sic) et qui te demande "si c'est grave" (re-sic)?

Dès lors, ne crains-tu pas que ta réponse - bluffante de technicité , comme d'habitude - ne passe quelques pouillièmes de mm au-dessus de la tête de ton public-cible?



Pour enfoncer le clou, voyons aussi le problème sous l'angle du "bill of materials" (BOM)

Prix de ma solution: 6 bobines de fil nichrome de divers diamètres à 3 $ pièce, frais de port compris: 18 $ = 14 euros.

Prix de ta solution (Je te laisse remplir les divers postes et de faire le total, sachant que le temps c'est de l'argent):
1) Dessin d'un schéma
2) dessin et réalisation d'un circuit imprimé
3) Prix d'achat des composants
4) Montage et essais
5) Modifications et mise au point. Achat de nouveaux composants.
6) Temps nécessaire pour acquérir les diverses connaissances et compétences (années?)

Total: ?


Par ailleurs, on peut aussi indiquer à notre découpeur de polystyrène que contrairement à ce qu'indique alainav1, il existe des potentiomètres de puissance, qui ont cet aspect:
:

Et que l'on peut acheter ici:
http://www.ebay.com/itm/200W-20-OHM-...item1e6e28bb03

Bon, 25 euros, c'est pas donné, mais je pense que c'est toujours moins cher que la réalisation d'un circuit électronique. Et beaucoup plus robuste et facile et rapide à réaliser.

[gabuzo]

Et 32$ de plus pour une solution impolie !

[Antoane]

Bonsoir, et merci Yvan/.

A vrai dire, seules 2 lignes étaient vraiment destinées à minic :
- celle disant qu'acheter une collection de fil est une étrange idée ;
- celle disant qu'il existe une solution des plus simpliste, mais pas vraiment versatile.

Le reste, c'est pour partie à destination d'Alain, de toi et d'un possible futur lecteur. Par ailleurs, ça a pour buts :
- de pousser minic à attendre, à ne pas passer commande dans l'immédiat, sans avoir davantage de précisions ;
- de montrer qu'il existe de nombreuses solutions.

Tu notes que je m'adapte au "public-cible" en ne proposant pas de circuit régulant la température du fil en se basant sur sa résistance électrique

Et plus accessoirement à faire le malin, car rien ne m’excite davantage le lundi soir quand il est 15h30 et qu'il fait nuit noire.

[Boumako]

Bonjour

Générer une intensité n'est pas l'idéal non plus, car il faut une faible puissance au repos, et une grande à la découpe.
D'ailleurs générer une intensité n'apporte rien étant donné que la résistance du fil varie très peu ; un générateur de tension donnera donc exactement le même résultat.

La meilleure solution consiste à asservir l'intensité (ou la tension) à partir de la résistance du fil afin de garder une température constante.

[Yvan_Delaserge]

On peut faire encore plus simple:
Tu achètes ton fil Nichrome à 5 ohms par mètre.
Tu en coupes un morceau de 2 mètres.
Tu en utilises 1 mètre pour faire ton fil à couper le polystyrène et le mètre restant, tu l'enroules autour d'un support isolant, mais résistant bien à la chaleur (brique, carreau de céramique, etc).
Tu connectes une borne de ton transfo à l'extrémité libre du fil à couper le polystyrène.
Tu connectes l'autre borne du transfo à un fil de cuivre muni d'une pince crocodile.
Tu connectes la pince crocodile à un point de ton choix sur l'enroulement que tu as réalisé autour de la brique.
Si tu veux que le fil à couper le polystyrène chauffe plus, tu connectes la pince crocodile plus à gauche (cf dessin).
Et inversement.



De cette manière, tu peux sélectionner au Watt près, entre 7 Watts et 29 Watts, la chaleur dégagée par le fil à couper le polystyrène.

[Antoane]

Bonjour,

Générer une intensité n'est pas l'idéal non plus, car il faut une faible puissance au repos, et une grande à la découpe.
D'ailleurs générer une intensité n'apporte rien étant donné que la résistance du fil varie très peu ; un générateur de tension donnera donc exactement le même résultat.
La meilleure solution consiste à asservir l'intensité (ou la tension) à partir de la résistance du fil afin de garder une température constante

Asservir la résistance du fil est a priori la meilleure solution mais la résistivité du nichrome varie très peu avec la température : de l'ordre de 100ppm/K ²entre 0 et 300°C (http://en.wikipedia.org/wiki/Nichrome). Fixer une température à 10°C près, c'est donc générer une consigne précise à 0,1%... Pas trivial.
Un asservissement de résistance demande, à mon avis, d'utiliser un autre type de fil chauffant.


Nota :
Alimenter le fil par un générateur de courante est généralement une bonne solution lorsque la longueur du fil peut varier en fonction de l'usage.
Lorsque la longueur du fil est fixe, une alimentation en tension associé à un relativement fort coefficient de température du fil (la résistance croit fortement lorsque la température augmente) est la meilleur solution. En effet, lorsque le fil est froid, sa résistance est faible, donc la puissance dissipée est grande -- le fil chauffe vite. Lorsque le fil chauffe, la puissance dissipée diminue -- le fil chauffe plus lentement. C'est donc un petit asservissement "gratuit" qui est réalisé ici. Pas très précis cependant puisque la température dépend quand même du milieu : à l'air (fil en attente) ou dans du plastique (fil entrain de faire une coupe). C'est ce qui se passe dans une lampe à filament ; mais là, le coefficient de température du filament est grand (surtout à haute température).

[Boumako]

Bonjour,


Asservir la résistance du fil est a priori la meilleure solution mais la résistivité du nichrome varie très peu avec la température : de l'ordre de 100ppm/K ²entre 0 et 300°C (http://en.wikipedia.org/wiki/Nichrome). Fixer une température à 10°C près, c'est donc générer une consigne précise à 0,1%... Pas trivial.
Un asservissement de résistance demande, à mon avis, d'utiliser un autre type de fil chauffant.


Nota :
Alimenter le fil par un générateur de courante est généralement une bonne solution lorsque la longueur du fil peut varier en fonction de l'usage.
Lorsque la longueur du fil est fixe, une alimentation en tension associé à un relativement fort coefficient de température du fil (la résistance croit fortement lorsque la température augmente) est la meilleur solution. En effet, lorsque le fil est froid, sa résistance est faible, donc la puissance dissipée est grande -- le fil chauffe vite. Lorsque le fil chauffe, la puissance dissipée diminue -- le fil chauffe plus lentement. C'est donc un petit asservissement "gratuit" qui est réalisé ici. Pas très précis cependant puisque la température dépend quand même du milieu : à l'air (fil en attente) ou dans du plastique (fil entrain de faire une coupe). C'est ce qui se passe dans une lampe à filament ; mais là, le coefficient de température du filament est grand (surtout à haute température).

Oui la résistance varie très peu, mais ça reste du domaine du réalisable. Il n'y a pas besoin d'asservir à 10°C près, la température du fil doit se situer environ entre 250 et 400°C.
Il ne faudra pas oublier de mettre un ressort d'un coté.

[Yvan_Delaserge]

la température dépend quand même du milieu : à l'air (fil en attente) ou dans du plastique (fil entrain de faire une coupe). C'est ce qui se passe dans une lampe à filament ; mais là, le coefficient de température du filament est grand (surtout à haute température).

Lorsque l'on coupe du polystyrène expansé, on peut se demander si la température du fil augmente ou diminue lors de la coupe.
En effet, avec le fil à l'air libre, on a un refroidissement par convection.
Lors de la coupe, une partie de la chaleur du fil est certes transmise au polystyrène, mais le fil se trouve alors entouré de polystyrène expansé, un excellent isolant thermique.

[Boumako]

Lors de la découpe la déperdition est beaucoup plus grande car on a un échange par contact et par la fusion de polystyrène. Les propriétés isolantes de celui ci n'existent plus dans ces conditions.

[Antoane]

Ça dépend de la vitesse de coupe.

[Boumako]

Quelle que soit la vitesse de coupe l’énergie échangée est beaucoup plus grande qu'à l'air libre, sauf si tu laisses le fil immobile suffisamment longtemps au milieu d'un bloc de PS (il finira par s'entourer d'une cavité isolée), mais il ne s'agit pas vraiment d'une situation normale.