Для визначення діаметру нікелінового дроту можна скористатися формулою для електричного опору проводника:

R = (ρ * L) / S,

де R - електричний опір проводника, ρ - специфічний опір матеріалу, L - довжина проводника, S - поперечне переріз проводника.

Потужність P, що розвивається на нагрівальному елементі, може бути виражена через електричний струм I та напругу U за допомогою формули:

P = U * I

Оскільки I = U / R, то

P = U^2 / R

Або ж

R = U^2 / P

За умовою задачі, потужність P = 2.2 кВт = 2200 Вт, довжина проводу L = 11 м, а напруга в мережі U = 220 В.

Знайдемо специфічний опір матеріалу провідника, якщо він зроблений з нікелінового дроту. Специфічний опір можна знайти в таблицях фізичних констант: для ніхрому при кімнатній температурі він становить приблизно 1.1 * 10^-6 Ом*м.

Розрахуємо електричний опір проводника:

R = U^2 / P = (220 В)^2 / 2200 Вт = 22 Ом

Для нікелінового дроту, який має специфічний опір близько до ніхрому, можна використовувати значення 1.1 * 10^-6 Ом*м для розрахунку поперечного перерізу провідника:

S = (ρ * L) / R = (1.1 * 10^-6 Ом*м * 11 м) / 22 Ом ≈ 5.5 * 10^-7 м²

Діаметр дроту можна знайти за формулою для площі поперечного перерізу кола:

S = π * d^2 / 4

або ж

d = √(4 * S / π)

Підставивши отримане значення S, знаходимо:

d = √(4 * 5.5 * 10^-7 м² / π) ≈ 0.0003 м = 0.3 мм

Таким чином, діаметр нікелінового дроту, з якого виготовлена спіраль нагрівального елемента, становить приблизно 0.3 мм.