+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Расчёт сечения провода. Теория

При монтаже электроустановок различного назначения, в том числе и солнечных электростанций особое внимание следует уделить выбору сечения проводников. Заниженное сечение кабеля приводит к потерям энергии из — за нагрева и зачастую становится причиной возгорания. Завышенное сечение провода влечет необоснованное удорожание системы.

Площадь сечения проводника должна соответствовать величине протекаемого тока

В бытовых сетях переменного тока 220 Вольт сечение проводов очень редко превышает 6 мм², так как ток обычно не больше 50 Ампер. Мощные нагрузки обычно стараются распределить по нескольким фазам. 

В солнечных электростанциях имеется низковольтная часть постоянного тока, которая может быть выполнена проводом  25, 50, или даже 100 мм², в зависимости от мощности и напряжения системы. Самый большой ток протекает в цепи аккумуляторной батареи и преобразователя напряжения (инвертора).

Чтобы рассчитать сечение кабеля, нужно получить ток, разделив мощность на напряжение системы, и подобрать сечение токопроводящей жилы. Поможет Вам в этом таблица, расположенная ниже. 

Приведем пример: Если мощность инвертора 3кВт и напряжение системы 12 Вольт, ток в низковольтной цепи составит 3000/12=250 Ампер, и если провод проложен открыто, то его сечение должно составлять не менее 70 мм2. Если использовать инвертор той же мощности, но уже на 24 Вольт, ток получим в два раза меньше, 125 Ампер и, соответственно, сечение провода 25 мм².

Поэтому преобразователи напряжения высокой мощности, как правило, рассчитаны на входное напряжение 24 или 48 Вольт. Не сложно определить максимальный ток в контуре солнечных панелей. Если фотоэлектрические модули соединены последовательно, то следует взять ток короткого замыкания для одного модуля. Если же

солнечные батареи соединены параллельно, ток короткого замыкания одной панели нужно умножить на количество солнечных модулей. Руководствуясь данным принципом можно рассчитать ток для любой системы солнечных модулей. 

Предельный ток в контуре «контроллеры заряда – аккумуляторы» следует принять равным номиналу контроллера.

Табл.1 Допустимый ток для кабелей с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией и медными жилами

Данные приведены из ПУЭ7, «Правила устройства электроустановок», Издание 7. Все значения приняты для:

  • температуры жил +65 °С;
  • температуры окружающего воздуха +25 °С;
  • температуры земли +15°С.

Их следует применять независимо от количества используемых труб, места их прокладки (в воздухе, в перекрытиях или фундаментах). Допустимые длительные токи для кабелей, проложенных в коробах и в лотках пучками, должны быть рассчитаны как для кабелей, проложенных в трубах.

 

Рекомендации по выбору сечения кабеля для 12В напряжения питания.

Расчет сечения кабеля для 12 В электропитания.

Кабель — это одна или несколько изолированных и скрученных между собой жил из токопроводящего материала (металлы), заключенных в герметичную оболочку, поверх которой могут быть наложены различные защитные покровы.

Кабель между блоком питания (БП) 12 В и его нагрузкой (светодиодные прожекторы, светильники, RGB-светильники).

Чтобы точно определить сечения жил проводов от БП до его нагрузки, нужно знать протекающие по ним токи и расстояние от БП до потребителя.

Как правило, большинство электроприборов (светильников, прожекторов) в своей маркировке имеют значение потребляемой мощности (Вт).  Это значение поможет правильно рассчитать ток. Итак, на примере одного расчета будет показано как считать длину кабеля и его сечение. Тут нужно учесть очень важный момент: при подключении длинного кабеля, напряжение на его конце будет отличаться от напряжения непосредственно на блоке питания. Оно уменьшится на некоторое значение ∆U. Для светодиодного светильника допустимым уменьшением питающего напряжения является 0,8 В. Если напряжение питания будет меньше 11,2 В, то яркость свечения светильника будет значительно меньше и это будет заметно не вооруженным глазом. Именно с этим напряжением (0,8 В) и будут проводиться дальнейшие расчеты.
Пример: БП с напряжением 12В и светодиодный светильник мощностью 100 Вт. Ток, протекающий по кабелю для данной системы будет определяться по формуле

                                                                                                      I=P/U                                          (1)
где I-протекающий ток, Р-мощность светильника, U-напряжение питания (12В).
Рассчитанный по этой формуле ток равен  8,3 A. Используя допустимое уменьшение напряжения для светодиодного светильника 0,8 В, проведем расчет сопротивления провода для длины кабеля L=10 м. Из формулы (2) определим сопротивление кабеля для тока 8,3 А:

                                                                                                     R=∆U/I                                         (2)

где R-сопротивление кабеля, необходимое для данного тока I и допустимого изменения напряжения ∆U, получаем R=0,04 Ом. 2.

В таблице 1 приведен обратный расчет максимально возможной длины кабеля при известном его сечении и протекающем токе. Это намного удобней потому, что производятся кабели только стандартных сечений: 0,35 мм2; 075 мм2; 1мм2; 2,5 мм2; 4 мм2; 6 мм2 и т.д. 

В первом столбце указаны токи А, в первой строке указаны соответствующие сечения кабеля, а в поле таблицы указаны соответствующие длины кабеля в метрах.


        Таблица 1.


Расчет сечения кабеля

Таблицы ПУЭ и ГОСТ 16442-80
Выбор сечения провода по нагреву и потерям напряжения.


ПУЭ, Таблица 1.3.4. Допустимый длительный ток для проводов и шнуров
с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Токовые нагрузки А проводов, проложенных в одной трубе (коробе, пучке)
открыто
(в лотке)
1 + 1
(два 1ж)
1 + 1 + 1
(три 1ж)
1 + 1 + 1 + 1
(четыре 1ж)
1*2
(один 2ж)
1*3
(один 3ж)
0,5 11
0,75 15
1,00 17 16 15 14 15 14
1,5 23 19 17 16 18 15
2,5 30 27 25 25 25 21
4,0 41 38 35 30 32 27
6,0
50 46 42 40 40 34
10,0 80 70 60 50 55 50
16,0 100 85 80 75 80 70
25,0 140 115 100 90 100 85
35,0 170 135 125 115 125 100
50,0
215 185 170 150 160 135
70,0 270 225 210 185 195 175
95,0 330 275 255 225 245 215
120,0 385 315 290 260 295 250
150,0 440 360 330
185,0 510
240,0 605
300,0 695
400,0 830
Сечение токопроводящей жилы, мм2 открыто
(в лотке)
1 + 1
(два 1ж)
1 + 1 + 1
(три 1ж)
1 + 1 + 1 + 1
(четыре 1ж)
1 * 2
(один 2ж)
1 * 3
(один 3ж)
Токовые нагрузки А проводов, проложенных в одной трубе (коробе, пучке)

ПУЭ, Таблица 1. 3.5. Допустимый длительный ток для проводов
с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Токовые нагрузки А проводов, проложенных в одной трубе (коробе, пучке)
открыто
(в лотке)
1 + 1
(два 1ж)
1 + 1 + 1
(три 1ж)
1 + 1 + 1 + 1
(четыре 1ж)
1*2
(один 2ж)
1*3
(один 3ж)
2 21 19 18 15 17 14
2,5 24 20 19 19 19 16
3 27 24 22 21 22 18
4 32 28 28 23 25 21
5 36 32 30 27 28 24
6 39 36 32 30 31 26
8 46 43 40 37 38 32
10 60 50 47 39 42 38
16 75 60 60 55 60 55
25 105 85 80 70 75 65
35 130 100 95 85 95 75
50 165 140 130 120 125 105
70 210 175 165 140 150 135
95 255 215 200 175 190 165
120 295 245 220 200 230 190
150 340 275 255
185 390
240 465
300 535
400 645
Сечение токопроводящей жилы, мм2 открыто
(в лотке)
1 + 1
(два 1ж)
1 + 1 + 1
(три 1ж)
1 + 1 + 1 + 1
(четыре 1ж)
1 * 2
(один 2ж)
1 * 3
(один 3ж)
Токовые нагрузки А проводов, проложенных в одной трубе (коробе, пучке)

ПУЭ, Таблица 1. 3.6. Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток *, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле
1,5 23 19 33 19 27
2,5 30 27 44 25 38
4 41 38 55 35 49
6 50 50 70 42 60
10 80 70 105 55 90
16 100 90 135 75 115
25 140 115 175 95 150
35 170 140 210 120 180
50 215 175 265 145 225
70 270 215 320 180 275
95 325 260 385 220 330
120 385 300 445 260 385
150 440 350 505 305 435
185 510 405 570 350 500
240 605

ПУЭ, Таблица 1. 3.7. Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток *, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле
2,5 23 21 34 19 29
4 31 29 42 27 38
6 38 38 55 32 46
10 60 55 80 42 70
16 75 70 105 60 90
25 105 90 135 75 115
35 130 105 160 90 140
50 165 135 205 110 175
70 210 165 245 140 210
95 250 200 295 170 255
120 295 230 340 200 295
150 340 270 390 235 335
185 390 310 440 270 385
240 465

ПУЭ, Таблица 1. 3.8. Допустимый длительный ток для переносных шланговых легких и средних шнуров, переносных шланговых тяжелых кабелей, шахтных гибких шланговых, прожекторных кабелей и переносных проводов с медными жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток *, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
0.5 12
0.75 16 14
1 18 16
1.5 23 20
2.5 40 33 28
4 50 43 36
6 65 55 45
10 90 75 60
16 120 95 80
25 160 125 105
35 190 150 130
50 235 185 160
70 290 235 200

ГОСТ 16442-80, Таблица 23. Допустимые токовые нагрузки кабелей до 3КВ включ. с медными жилами с изоляцией из полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката, А*

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток *, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в земле в воздухе в земле в воздухе в земле
1,5 29 32 24 33 21 28
2,5 40 42 33 44 28 37
4 53 54 44 56 37 48
6 67 67 56 71 49 58
10 91 89 76 94 66 77
16 121 116 101 123 87 100
25 160 148 134 157 115 130
35 197 178 166 190 141 158
50 247 217 208 230 177 192
70 318 265 226 237
95 386 314 274 280
120 450 358 321 321
150 521 406 370 363
185 594 455 421 406
240 704 525 499 468

ГОСТ 16442-80, Таблица 24. Допустимые токовые нагрузки кабелей до 3КВ включ. с алюминиевыми жилами с изоляцией из полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката, А*

Сечение токопроводящей жилы, мм2 Ток *, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в земле в воздухе в земле в воздухе в земле
2.5 30 32 25 33 51 28
4 40 41 34 43 29 37
6 51 52 43 54 37 44
10 69 68 58 72 50 59
16 93 83 77 94 67 77
25 122 113 103 120 88 100
35 151 136 127 145 106 121
50 189 166 159 176 136 147
70 233 200 167 178
95 284 237 204 212
120 330 269 236 241
150 380 305 273 278
185 436 343 313 308
240 515 396 369 355

* Токи относятся к проводам и кабелям как с нулевой жилой, так и без нее.

Сечения приняты из расчета нагрева жил до 65°С при температуре окружающей среды +25°С. При определении количества проводов, прокладываемых в одной трубе, нулевой рабочий провод четырехпроводной системы трехфазного тока (или заземляющий провод) в расчет не входит.

Токовые нагрузки для проводов, проложенных в лотках (не в пучках), такие же, как и для проводов, проложенных открыто.

Если количество одновременно нагруженных проводников, проложенных в трубах, коробах, а также в лотках пучками, будет более четырех, то сечение проводников нужно выбирать как для проводников, проложенных открыто, но с введением понижающих коэффициентов для тока: 0,68 при 5 и 6 проводниках, 0,63 — при 7-9, 0,6 — при 10-12.

Расчет сечения кабеля

Сечение кабеля — это площадь среза токоведущей жилы. Если срез жилы круглый (как в большинстве случаев) и состоит из одной проволочки — то площадь/сечение определяется по формуле площади круга. Если в жиле много проволочек, то сечением будет сумма сечений всех проволочек в данной жиле.

Величины сечения во всех странах стандартизированы, причем стандарты бывшего СНГ и Европы в этой части полностью совпадают. В нашей стране документом, которым регулируется этот вопрос, являются «Правила устройства электроустановок» или кратко — ПУЭ.

Сечение кабеля выбирается исходя из нагрузок с помощью специальных таблиц, называемых «Допустимые токовые нагрузки на кабель.» Если нет никакого желания разбираться в этих таблицах — то Вам вполне достаточно знать, что на розетки желательно брать медный кабель сечением 1,5-2,5мм², а на освещение — 1,0-1,5мм². Для ввода одной фазы в рядовую 2-3 комнатную квартиру вполне хватит 6,0мм². Все равно на Ваших 40-80 м² большего оборудования не поместиться, даже с учетом электроплиты.

Многие электрики для «прикидки» нужного сечения считают, что 1мм² медного провода может пропустить через себя 10А электрического тока: соответственно 2,5 мм² меди способны пропустить 25А, а 4,0 мм² — 40А и т. д. Если Вы немного проанализируете таблицу выбора сечения кабеля, то увидите, что такой метод годится только для прикидки и только для кабелей сечением не выше 6,0мм².

Ниже дана сокращенная таблица выбора сечения кабеля до 35 мм² в зависимости от токовых нагрузок. Там же для Вашего удобства приведена суммарная мощность электрооборудования при 1-фазном (220В) и 3-фазном (380В) потреблении. Обратите внимание, что при прокладке кабеля в трубе (т.е. в любых закрытых пространствах, как например, в стене) возможные токовые нагрузки на кабель должны быть меньше, чем при прокладке открыто. Это связано с тем, что кабель в процессе эксплуатации нагревается, а теплоотдача в стене или в земле значительно ниже, чем на открытом пространстве.

Важно Когда нагрузка называется в кВт — то речь идет о совокупной нагрузке. Т.е. для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного — совокупно по всем трем. Когда величина нагрузки названа в амперах (А) — речь всегда идет о нагрузке на одну жилу (или фазу).

Сечение кабеля, мм² Проложенные открыто Проложенные в трубе
медь алюминий медь алюминий
ток, А кВт ток, А кВт ток, А кВт ток, А кВт
220В 380В 220В 380В 220В 380В 220В 380В
0,5 11 2,4                    
0,75 15 3,3                    
1,0 17 3,7 6,4       14 3,0 5,3      
1,5 23 5,0 8,7       15 3,3 5,7      
2,5 30 6,6 11,0 24 5,2 9,1 21 4,6 7,9 16,0 3,5 6,0
4,0 41 9,0 15,0 32 7,0 12,0 27 5,9 10,0 21,0 4,6 7,9
6,0 50 11,0 19,0 39 8,5 14,0 34 7,4 12,0 26,0 5,7 9,8
10,0 80 17,0 30,0 60 13,0 22,0 50 11,0 19,0 38,0 8,3 14,0
16,0 100 22,0 38,0 75 16,0 28,0 80 17,0 30,0 55,0 12,0 20,0
25,0 140 30,0 53,0 105 23,0 39,0 100 22,0 38,0 65,0 14,0 24,0
35,0 170 37,0 64,0 130 28,0 49,0 135 29,0 51,0 75,0 16,0 28,0

Если Вы внимательно изучили приведенную таблицу и таки желаете самостоятельно определить необходимое Вам сечение кабеля, например, для ввода в дом, то Вам также необходимо знать следующее. Настоящая таблица касается кабелей и проводов в резиновой и пластмассовой изоляции. Это такие широко распространенные марки как: ПВС, ВВП, ВПП, ППВ, АППВ, ВВГ. АВВГ и ряд других. На кабеля в бумажной изоляции есть своя таблица, на не изолированные провода и шины — своя. При расчетах сечения кабеля специалист должен также учитывать методы прокладки кабеля: в лотках, пучками и т.п. Кроме того, величины из таблиц о допустимых токовых нагрузках должны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:

  • поправочный коэффициент, соответствующий сечению кабеля и расположению его в блоке;

  • поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;

  • поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в земле;

  • поправочный коэффициент на различное число работающих кабелей, проложенных рядом.

Если и это Вас не останавливает — то открывайте справочник под ред. Белоруссова на стр.503, а мы снимаем шляпу.

Если деньги для Вас не проблема, тогда смело увеличивайте справочное сечение жилы на 50%, и спите спокойно: так как даже все поправочные коэффициенты в сумме не дадут больше.

При расчете необходимого сечения кабеля основной критерий — это количество тепла, выделяемого кабелем при прохождении через него электрического тока и температура окружающей среды. Вообще-то, любой электропроводник может пропустить через себя очень много тока, вплоть до температуры своего плавления, а это в десятки раз больше, чем указано в справочниках. Обратите внимание, что в справочниках приведены величины для длительных токовых нагрузок на кабель. А кратковременные нагрузки могут быть гораздо выше. Т.е. запас всегда есть. Но при условии, что Вы приобрели кабель, произведенный по ГОСТу. Если же Вам вместо медного кабеля продали нечто, сделанное из какого-то сплава и покрытое пластиком из вторичного полиэтилена (из использованных кульков и ПЭТ-бутылок), то зачем Вам все эти таблицы: см. статью «Как выбрать кабель»

Токовые нагрузки в сетях с постоянным током

В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по другому. Сопротивление проводника постоянному напряжению гораздо выше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще пренебрегают). Кроме этого, для потребителей постоянного тока как правило очень важно, чтобы напряжение на концах было не ниже 0,5В (для потребителей переменного тока, как известно колебания напряжения в пределах 10% в любую строону допустимы). Есть формула, определяющая насколько упадет напряжение на концах по сравнению с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления и силы тока в цепи:
U = ((p l) / S) I, где
U — напряжение постоянного тока, В
p — удельное сопротивление провода, Ом*мм2
l — длина провода, м
S — площадь поперечного сечения, мм2
I — сила тока, А
Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подставновки, или с помощью простйеших арифметических действий над данным уравнением.

Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то для для выбора сечения можно пользоваться таблицей для переменного тока, но при этом корректировать величины тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при постоянном токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем указано в таблице. Подобное правило также работает для выбора автоматических выключателей для сетей с постоянным током, например: для цепей с нагрузкой в 25А, нужно брать автомат на 15% меньшего номинала, в нашем случае подходит предыдущий типоразмер автомата — 20А.

Удельное электрическое сопротивление некоторых металлов, применяемых в электротехнике

Металл Сопротивление, Ом·мм2
Серебро 0,015…0,0162
Медь 0,01724…0,018
Золото 0,023
Алюминий 0,0262. ..0,0295
Вольфрам 0,053…0,055
Цинк 0,059
Никель 0,087
Железо 0,098
Платина 0,107
Олово 0,12
Свинец 0,217…0,227

Внимание: это авторская статья, поэтому при использовании материала просьба делать ссылку на первоисточник.

author: Оleg Stolyarov

Как выбрать сечение кабеля — Кабел-провод.ру

При проведении монтажных работ часто возникает вопрос, кабель какого типа и сечения выбрать и не ошибиться?

Во-первых, нужно отметить, что многие путают кабель и провод, или думают, что это одно и то же. Провода чаще всего используются для расключения электрических шкафов, либо для заземления. Для питания электрооборудования они не подходят, т. к. на провода действуют более жесткие требования к способам прокладки, чем на кабели.

Какие бывают сечения кабелей и проводов

Существует список стандартных сечений на ряд кабелей и проводов:

1,5 мм2

2,5 мм2

4 мм2

6 мм2

10 мм2

16 мм2

25 мм2

35 мм2

50 мм2

70 мм2

95 мм2

120 мм2

150 мм2

185 мм2

240 мм2

Вы также можете встретить другие сечения, но они являются нестандартными, поэтому производятся кабельными заводами только на заказ.

Кабели бывают с медными и алюминиевыми жилами. Для внутренней прокладки в зданиях обычно применяются медные, несмотря на то, что алюминиевые намного дешевле первых. Важно знать, что использование алюминиевых кабелей для проводки розеточных сетей и освещения запрещено.

Правила расчета сечения кабеля

Чтобы рассчитать сечение кабеля, прежде всего нужно узнать, однофазным (220 В) или трехфазным (380 В) является подключаемый прибор. Таблица выбора количества жил кабеля и их значение по цвету в зависимости от фазы представлена ниже:

Фаза

Количество жил кабеля

Значение каждой жилы

Однофазная — 220 В

3

  • Синяя, голубая или белая с голубой полоской — рабочий ноль.
  • Желто-зеленая — защитный ноль.
  • Жила любого другого цвета, например, красного, черного, белого и т.д. называется фазной.

Трехфазная — 380 В

5

Внутри помещений обычно используют кабели следующих марок:

1. ВВГнг(А)-LS, с твердыми жилами, он лучше подходит при строительстве и ремонте.

2. NYM, который является более дорогим аналогом ВВГ.

Наиболее выгодным решением является взять кабель с многопроволочной структурой, например, для межблочной связи между блоками сплит-системы, чтобы создать удлинитель или сделать шнур для какого-либо электроприбора. Для этого лучше всего подойдет провод, или как его еще называют гибкий кабель, ПВС.  

В промышленном строительстве, а также при риске возгорания могут понадобиться негорючие кабели ВВГнг-FRLS благодаря их огнестойкости.

После того, как вы определились с типом кабеля и количеством жил, осталось разобраться с сечением. 

Существуют стандарты применения кабелей с сечением, так для освещения используется сечение 1,5 мм2, а для розеток 2,5 мм2.

Расчет сечения кабеля по мощности

Определяющим фактором для выбора сечения является мощность (P — Ватт) электроприбора, в который планируется подключать кабель, а также потребляемый им ток (I — Ампер).

Формула для расчета тока при известной мощности:

1. P = U*I*cosA, где 0<cosA<1 – коэффициент мощности, определяется нагрузкой. U – напряжение (Вольт).

2. I = P/(U*cosA)

Расчет сечения кабеля по току

Также узнать ток можно, посчитав, что 1кВт, при однофазной нагрузке 220В, примерно равен 4,5А. А при трехфазной (380В) — примерно 1,5А.

1кВт(220) = 4,5А

1кВт(380) = 1,5А

Подробная формула расчета для обеих фаз:

1. I(220) = P/(U*cosA) = 1000 Вт/ (220В*0,99) = 4,59А,

2. I(380) = P/(3U*cosA) = 1000Вт/(660В*0,99) = 1,53А, cosA для нагревательного прибора.

Приведем примеры, чтобы было понятнее.

Допустим, у нас есть однофазный чайник с мощностью 2600 Вт, тогда формула расчета будет:

I = 2600Вт/(220В*0,99) = 11,9А

Получается, такой чайник будет потреблять около 12 Ампер тока.

При выборе сечения необходимо учитывать допустимый длительный ток кабеля(I доп). У каждого сечения жилы есть свой предел или пропускная способность, больше которой пропускать нельзя.

Выбирать сечение кабеля нужно, учитывая расчетный ток нагрузки (Iр), который должен быть меньше I доп.  Несоблюдение данных условий приведет к возгоранию кабеля из-за короткого замыкания.

Таблица сечений кабеля и допустимого длительного тока:


Используя таблицу, помните, что выбирать значение «впритык» лучше не нужно, поэтому выбирайте сечение «с запасом».

После того, как вы определитесь с типом и сечением кабеля, вы можете найти в различных компаниях, занимающихся продажей кабельной-продукции, кабели с одинаковым названием, но разные по стоимости.

Почему стоимость одинаковых кабелей различается?

Цены на одни и те же кабели может различаться в зависимости от качества производимого кабеля. Так, кабель качества ГОСТ и ТУ будут сильно отличаться.

Для защиты кабеля от токовой перегрузки или замыкания не забывайте купить гофрированную трубу.

Заказать кабели различных типов для любых условий вы можете на сайте кабельной компании «Стинкабель». Вас порадуют приятные цены и качественный сервис с быстрой отгрузкой и бесплатной доставкой во многие регионы.

Выбор проводов и способа прокладки

При протекании тока по кабелю существуют потери энергии. Эти потери выражаются в виде нагрева самих проводов и вызваны сопротивлением электронов протеканию тока в проводах. Чем меньше внутреннее сопротивление кабеля, чем больше мощности по нему можно передать. Наименьшим сопротивлением обладает сверхпроводник, но на сегодняшний день по техническим условиям он не подходит. Следующим среди металлов с маленьким сопротивлением идет серебро, но оно дорогое, поэтому наиболее приемлемыми являются медь и алюминий.

Алюминий — легкий металл, дешевле меди, но ломкий и с более высоким внутренним сопротивлением. В советском союзе большинство внутридомовых сетей были протянуты алюминием, логика проектантов была понятна – дешево и раз все штукатурили и прятали в стены, то никаких проблем с дальнейшей эксплуатацией не было, о заземлении бытовых приборов вообще не задумывались.

С развитием электроники в дальнем зарубежье и до нас стали доходить приборы и аппараты, нуждающиеся в большой электрической мощности. При этом стали меняться нормы и правила прокладки сетей электроснабжения. Теперь мало кто выполняет электроснабжение дома алюминиевыми проводами. Все стремятся проложить толстый медный кабель, заштробить все в стены или упаковать всю электрику в стальные трубы. Вариантов много.

Суть выбора проводов в том, чтобы не переплатить и не потерять в благах, которые сулит удобство электроснабжения дома. Провода и кабели покрыты слоями изоляции. В проводах вокруг жилы металла идет пластиковое покрытие, а в кабелях вокруг нескольких сплетенных проводов идет слой защитной оболочки.

Ток, протекая по проводу, нагревает его. Температура плавления алюминия и меди большая. Например, медная проволока диаметром 1,16 мм плавится, если по ней пропустить ток 100 ампер, а вот провод диаметром 1,13 мм — только 15 ампер. Это объясняется тем, что пластиковая изоляция провода плавится при нагреве провода свыше 65°C. Следовательно, выбор сечения проводов и кабеля необходимо производить, исходя из температуры нагрева провода длительным током.

При выборе провода проще перейти от диаметра провода к величине квадратного сечения провода. Провод в своем сечении не обязательно является кругом, так же он может быть и квадратом и прямоугольником и даже треугольником. При треугольном сечении провода тяжело определить диаметр, поэтому принято считать провода как площадь поперечного сечения.

Площадь круглой жилы: S=п*r2=пd2/4

Площадь треугольной жилы при трех проводах в кабеле: S=п*r2/3

Площадь треугольной жилы при четырех проводах в кабеле: S=п*r2/4

Площадь квадратной жилы: S=a*а

Площадь прямоугольной жилы: S=a*b

где S — площадь;

п=3,14;

r — радиус круглой жилы;

d — диаметр круглой жилы;

а — длина сечения жилы;

b — ширина сечения жилы;

Провода, проложенные вместе, греются и подогревают друг друга, поэтому для выбора провода или кабеля по таблице «Допустимые длительные токи для проводов и кабелей» выбираем тип провода или кабеля, находим соответствующую мощность (первая цифра) и ток (вторая цифра), находим сечение жилы провода или кабеля.

Ток не зависит от напряжения, а только от мощности потребителя. Поэтому, не имеет значения напряжение, которым питается потребитель. Только ток.

Не нужно учитывать провод, по которому при нормальном режиме работы оборудования ток не течет — провод заземления. Если в таблице значится ток при прокладке трех ПВ-1, то третий провод не провод заземления, а еще одна фаза или нуль. В таблицах приведены предельно допустимые мощность и токи. Мощность рассчитана для приборов работающих от 220 В (фаза и ноль). Нельзя превышать эти значения. Желательно оставлять небольшой запас по мощности — на всякий случай. Каждое соединение в щитке, в коробке является потребителем энергии, правда очень маленьким, но под него необходимо оставить запас.

В продаже встречаются кабели с маркировкой ГОСТ и ТУ. Обычно ГОСТ — нормальные сечения, т.е сечение соответствует площади, а вот ТУ — заниженного сечения, к примеру кабель ВВГ 3*6 ТУ имеет сечение жилы соответствующей кабелю ВВГ 3*4. Именно поэтому покупать провода лучше со штангенциркулем в руках.

Допустимые длительные токи для проводов и кабелей с медными жилами в зависимости от их количества при прокладке вместе

Сечение, кв.мм Диаметр жилы, мм Мощность / ток
Один провод ПВ-1 или ПВ-3, кВт / А Два провода ПВ-1 или ПВ-3 при прокладке вместе, кВт / А Три провода ПВ-1 или ПВ-3 при прокладке вместе, кВт / А Четыре провода ПВ-1 или ПВ-3 при прокладке вместе, кВт / А Один двухжильный кабель ВВГ, ПВС или ПУНГП, кВт / А Один трехжильный кабель ВВГ, ПВС или ПУНГП, кВт / А
0,5 0,79 2,2 / 10 1,98 / 9 1,76 / 8 1,54 / 7 1,76 / 8 1,54 / 7
0,75 0,97 2,86 / 13 2,64 / 12 2,42 / 11 2,2 / 10 2,42 / 11 2,2 / 10
1 1,13 3,3 / 15 3,08 / 14 2,86 / 13 2,64 / 12 2,86 / 13 2,64 / 12
1,5 1,38 4,4 / 20 3,74 / 17 3,3 / 15 3,08 / 14 3,52 / 16 2,86 / 13
2,5 1,78 5,94 / 27 5,28 / 24 4,84 / 22 4,84 / 22 4,84 / 22 4,18 / 19
4 2,25 7,92 / 36 7,48 / 34 6,82 / 31 5,94 / 27 6,16 / 28 5,28 / 24
6 2,76 10,12 / 46 9,02 / 41 8,14 / 37 7,7 / 35 7,7 / 35 6,6 / 30
10 3,57 15,4 / 70 13,2 / 60 12,1 / 55 9,9 / 45 11 / 50 9,9 / 45
16 4,51 19,8 / 90 16,5 / 75 15,4 / 70 14,3 / 65 15,4 / 70 13,2 / 60
25 5,64 27,5 / 125 22 / 100 19,8 / 90 17,6 / 80 19,8 / 90 16,5 / (75
35 6,67 33 / 150 26,4 / 120 24,2 / 110 22 / 100 24,2 / 110 19,8 / (90
50 7,98 41,8 / 190 36,3 / 165 33 / 150 29,7 / 135 30,8 / 140 26,4 / 120
70 9,44 52,8 / 240 44 / 200 40,7 / 185 36,3 / 165 38,5 / 175 34,1 / 155
95 11 63,8 / 290 53,9 / 245 49,5 / 225 44 / 200 47,3 / 215 41,8 / 190
120 12,36 74,8 / 340 61,6 / 280 56,1 / 255 50,6 / 230 57,2 / 260 48,4 / 220


Допустимые длительные токи для проводов и кабелей с алюминиевыми жилами в зависимости от их количества при прокладке вместе

Сечение, кв. мм Диаметр жилы, мм Мощность / ток
Один провод АПВ, кВт / А Два провода АПВ при прокладке вместе, кВт / А Три провода АПВ при прокладке вместе, кВт / А Четыре провода АПВ при прокладке вместе, кВт / А Один двухжильный кабель АВВГ, кВт / А Один трехжильный кабель АВВГ, кВт / А
2,5 1,78 4,62 / 21 3,96 / 18 3,74 / 17 3,74 / 17 3,74 / 17 3,74 / 17
4 2,25 6,16 / 28 5,5 / 25 5,5 / 25 4,4 / 20 5,5 / 25 4,4 / 20
6 2,76 7,7 / 35 7,04 / 32 6,16 / 28 5,94 / 27 6,16 / 28
5,94 / 27
10 3,57 11 / 50 9,9 / 45 9,24 / 42 7,7 / 35 9,24 / 42
7,7 / 35
16 4,51 15,4 / 70 12,1 / 55 12,1 / 55 11 / 50 12,1 / 55 11 / 50
25 5,64 20,9 / 95 16,5 / 75 15,4 / 70 13,2 / 60 15,4 / 70 13,2 / 60
35 6,67 25,3 / 115 19,8 / 90 18,7 / 85 16,5 / 75 18,7 / 85
16,5 / 75
50 7,98 31,9 / 145 27,5 / 125 25,3 / 115 23,1 / 105 25,3 / 115 23,1 / 105
70 9,44 40,7 / 185 34,1 / 155 31,9 / 145 27,5 / 125 31,9 / 145 27,5 / 125
95 11 49,5 / 225 41,8 / 190 38,5 / 175 34,1 / 155 38,5 / 175 34,1 / 155
120 12,36 57,2 / 260 47,3 / 215 42,9 / 195 38,5 / 175 42,9 / 195 38,5 / 175
150 13,82 66 / 300 53,9 / 245 49,7 / 226 44 / 200 49,7 / 226
44 / 200


Например, нужно подключить стиральную машину к сети через удлинитель. Стиральная машина потребляет 3,5 кВт. По таблице находим, что при однофазной нагрузке бОльшая ближайшая мощность для «Два провода ПВ-1 или ПВ-3 при прокладке вместе, кВт / А» 3,52 кВт, стиральная машина подключается к трехпроводной сети с заземлением, поэтому в таблице ток для двух одножильных проводов 16 ампер и сечение каждой жилы получается 1,5 кв. мм. Итого получаем кабель ПВС 3X1,5. Нужно учитывать, что мощность, передаваемая кабелем, выбрана впритык, поэтому при самом загруженном режиме работы (кипячение) кабель будет немного теплым. Чтобы обеспечить запас по мощности, можно взять кабель ПВС 3X2,5. Такой кабель позволяет передавать 4,84 кВт с током 22 ампера. В подтверждение сказанному замечу, что в домах со старой проводкой стиральные машины работают нормально. Алюминий 2,5 кв.мм выдерживает ток 18 ампер и передает мощность 3,96 кВт. К слову, в инструкции к стиральной машине сказано, что стиральную машину подключать через удлинитель нельзя. Это связано с тем, что по правилам провод заземления не должен коммутироваться на штепсельных вилках и розетках. Тогда, сама стиральная машина не должна иметь разъем, но разъем есть и непонятно предписание не включать стиральную машину через удлинитель.

Необходимо подключить пару бра с креплением на стену к распределительной проводке с заштроблеванием провода в стену. Каждое бра на две лампочки потребляет примерно 120 Вт. Итого потребление 2X120=240 Вт. По таблице находим, что при однофазной нагрузке бОльшая ближайшая мощность 1,98 кВт при токе 9 ампер. Бра подключается к двухпроводной сети, каждой жилы получается 0,5 кв. мм. Прокладку выполняем проводом ПВ-3 сечением 0,5 кв.мм

Промышленность выпускает большое количество проводов и кабелей. Доступно в магазинах сравнительно небольшое количество, которого вполне хватает для электроснабжения дома. Пробивное напряжение изоляции – напряжение, при котором может разрушиться изоляция провода или кабеля, поэтому чем выше этот показатель, тем надежнее и долговечнее кабель.

ВВГнг – кабель, каждая жила из меди в винилхлоридной изоляции и оболочка кабеля из винилхлорида, кабель не распространяет горения, пробивное напряжение 0,66 кВ. Жилы все однопроволочные, т.е. цельные. Кабель ориентирован на промышленное использование.

АВВГнг – кабель, каждая жила из алюминия в винилхлоридной изоляции и оболочка кабеля из винилхлорида, кабель не распространяет горения, пробивное напряжение 0,66 кВ. Жилы все однопроволочные, т.е. цельные. Кабель ориентирован на промышленное использование.

ПВС – кабель, каждая жила из меди в полиэтиленовой изоляции и оболочка кабеля из винилхлорида, пробивное напряжение 0,4 кВ. Жилы все многопроволочные, т.е. состоят из нескольких проволочек. Кабель ориентирован на бытовое использование.

ПУНП — кабель, каждая жила из меди в полиэтиленовой изоляции и оболочка кабеля из полиэтилена, пробивное напряжение 0,25 кВ. Жилы все многопроволочные, т.е. состоят из нескольких проволочек. Кабель ориентирован на бытовое использование.

ПВ-1 – провод, жила из меди в поливинилхлоридной изоляции, пробивное напряжение 0,66 кВ. Жила однопроволочная, провод ориентирован на разводку электросхемы в щитке.

ПВ-3 – провод, жила из меди в поливинилхлоридной изоляции, пробивное напряжение 0,66 кВ. Жила многопроволочная, провод ориентирован на протяжку в трубы, короба, кабель-каналы, металлорукава и т.п.

Провода и кабели по нагреву выбирают с небольшим запасом. Сами провода выбирают по условиям прокладки в зависимости от материала стен.

При выборе способа прокладки кабелей руководствуются прежде всего логикой. В советское время допустимо было прокладывать провода в штробах. Теперь прокладка проводов без защитной оболочки недопустима. Это можно объяснить тем, что нужно увеличить продажи промышленного кабеля, либо тем, что после прокладки забивают гвоздь прямо в провод и двойная изоляция кабеля сохранит жизнь.

Способ прокладки кабелей и проводов в зависимости от материала стен сведены в таблицу.

Материал поверхности Вид провода Способ прокладки
Кирпич, бетон, штукатурка ПВ-1, ПВ-3 Скрыто под штукатуркой, в коробах, в гофре, в металлорукаве, в стальных трубах
ВВГ, ПВС, ПУГНП Открыто, скрыто под штукатуркой, в коробах, в гофре, в металлорукаве, в стальных трубах
Металл ПВ-1, ПВ-3 В коробах, в гофре, в металлорукаве, в стальных трубах
ВВГ, ПВС, ПУГНП Открыто, в коробах, в гофре, в металлорукаве, в стальных трубах
Дерево ПВ-1, ПВ-3 В металлорукаве, в стальных трубах
ВВГ, ПВС, ПУГНП В металлорукаве, в стальных трубах
Гипсокартон ПВ-1, ПВ-3 В коробах, в гофре, в металлорукаве, в стальных трубах
ВВГ, ПВС, ПУГНП Открыто, скрыто под гипсокартоном, в коробах, в гофре, в металлорукаве, в стальных трубах
Пластик ПВ-1, ПВ-3 В коробах, в гофре, в металлорукаве, в стальных трубах
ВВГ, ПВС, ПУГНП Открыто, скрыто под штукатуркой, в коробах, в гофре, в металлорукаве, в стальных трубах

Бывает, что необходимо поставить «жучок» вместо перегоревшего предохранителя. Можно воспользоваться гвоздем, но это неправильно. Данная таблица демонстрирует зависимость диаметра проволоки от выдерживаемого тока.

Ток плавления Диаметр проволочки, мм
медь олово сталь
1 0,05 0,19 0,12
2 0,09 0,29 0,19
3 0,11 0,36 0,25
4 0,14 0,46 0,3
5 0,16 0,56 0,42
10 0,25 0,85 0,55
15 0,33 1,11 0,72
25 0,46 1,59 1,01
35 0,57 1,95 1,28
50 0,73 2,48 1,61
60 0,83 3,05 1,81
70 0,92 3,1 2,01
80 1 3,39 2,2
90 1,08 3,67 2,38
100 1,16 3,93 2,55
120 1,31 4,44 2,88
140 1,45 4,92 3,19
160 1,59 5,38 3,49
180 1,72 5,82 3,77
250 2,14 7,24 4,7

Толщина провода в зависимости от мощности таблица

Как рассчитать сечение провода по мощности нагрузки

Электросети являются потенциальным источником пожарной опасности. Чтобы свести к минимуму возможность аварии, монтаж внутридомовой проводки осуществляется в строгом соответствии с установленными техническими нормативами. Рассмотрим правила правильного выбора необходимого материала, таблицу сечения кабелей по мощности, нюансы расчета нагрузки на электросети.

Для чего нужен расчёт сечения кабеля

Основное требование, предъявляемое к линиям электропередач – безопасность их эксплуатации. Поэтому, с особой внимательностью следует подходить к выбору сечения кабеля по току. Если оно окажется чересчур маленьким, проводка будет греться из-за большой нагрузки. Это, в свою очередь, способно привести к расплавлению изоляционной оплётки, короткому замыканию с последующим пожаром.

Использование проводов слишком большого сечения обезопасит дом от возгорания, но приведёт к неоправданному перерасходу денежных средств. Самый рациональный вариант при прокладке проводки – подобрать кабеля с оптимальным сечением жилы. Точные рекомендации по правильному подбору проводки даны в гл. №1.3 «Правил установки электрооборудования».

Выбор площади поперечного сечения проводника производится в соответствии со следующими параметрами:

  • Сила тока (А).
  • Мощность тока (кВт).
  • Материал изготовления проводки (медь или алюминий).
  • Количество фаз (1 или 3).

Выбираем сечение по мощности

Выбор сечения провода в зависимости от мощности тока начинается с проведения небольших расчётов. Для этого следует сложить общую мощность электрических устройств, которые будут одновременно включаться в квартире. На каждом приборе обычно указывается его мощность в ваттах или киловаттах. В будущем возможно приобретение новых бытовых электроприборов, поэтому к полученной суммарной мощности нужно прибавить ещё 1-2 киловатта.

Для устройства внутридомовой электропроводки рекомендуется использовать медные кабели. Они, хотя и стоят дороже алюминиевых, но обладают большей гибкостью, долговечностью и лучшей электропроводностью. Ниже представлены таблицы выбора сечения кабеля по мощности и силе тока для медной проводки.

Таблица 1. Вычисление мощности медной однофазной проводки напряжением в 220 вольт:

Мощность тока (кВт)Сила тока (амперы)Сечение провода (кв. мм)
4,1191,5
5,9272,5
8,3384
10,1466
15,47010
18,78516
25,311525
29,713535
38,517550
47,321570
57,226095
66300120

Таблица 2. Подбор сечения кабеля для медной трёхфазной проводки напряжением в 380 вольт.

Мощность тока (кВт)Сила тока (амперы)Сечение провода (кв. мм)
10,5161,5
16,5252,5
19,8304
26,4406
335010
49,57516
59,49025
75,911535
95,714550
118,818070
145,222095
171,6260120

Таблица сечения проводки в зависимости от силы и мощности тока для алюминиевых проводов выглядит иначе. В представленных выше таблицах приведены показатели соотношения сечение – ток, в зависимости от его мощности и силы. Сила тока, проходящего по проводнику, не является постоянной величиной, и может изменяться в зависимости от следующих показателей:

  • Длина провода.
  • Размера сечения.
  • Показатель удельного сопротивления материала, из которого он сделан.
  • Температура проводника. С нагревом проводки сила тока падает.

Ниже показаны соотношения «сила тока – сечение провода» для различных вариантов прокладки. Основные цифры отдельно указаны для медных и алюминиевых проводов.

Таблица 3. Подбор сечения кабеля по мощности для алюминиевой однофазной проводки напряжением в 220 вольт.

Мощность тока (кВт)Сила тока (амперы)Сечение провода (кв. мм)
4,4202,5
6,1284
7,9366
115010
13,26016
18,78525
2210035
29,713550
36,316570
4420095
50,6230120

Таблица 4. Подбор сечения кабеля для алюминиевой трёхфазной проводки напряжением 380 вольт.

Мощность тока (кВт)Сила тока (амперы)Сечение провода (кв. мм)
12,5192,5
15,1234
19,8306
25,73910
36,35516
46,27025
56,18535
72,611050
92,414070
112,217095
132,2200120

Как рассчитать по току

В представленных выше таблицах приведены показатели соотношения сечение – ток, в зависимости от его мощности и силы. Сила тока, проходящего по проводнику, не является постоянной величиной, и может изменяться в зависимости от следующих показателей:

  • Длина провода.
  • Размера сечения.
  • Показатель удельного сопротивления материала, из которого он сделан.
  • Температура проводника. С нагревом проводки сила тока падает.

В таблицах ниже приведены соотношения «сила тока – сечение провода» для различных вариантов прокладки. Основные цифры отдельно указаны для медных и алюминиевых проводов.

Таблица 5. Соотношение силы тока и сечение алюминиевой проводки.

Сечение провода (кв. мм)Показатель силы тока для алюминиевых проводов
Открыто проложенныхПроложенных в защитной трубе
Два одножильныхТри одножильныхЧетыре одножильныхОдин двухжильный
22119181517
2,52420191916
32724222122
43228282325
53632302728
63936323031
84643403738
106050473942
167560605560
2510585807075
35130100958595
50165140130120125
70210175165140150
95255215200175190
120295245220200230
150340275255
185390
240465
300535
400645

Таблица 6. Соотношение силы тока и сечение медной проводки.

Сечение провода (кв. мм)Показатель силы тока для медных проводов
Открыто проложенныхПроложенных в защитной трубе
Два одножильныхТри одножильныхЧетыре одножильныхОдин двухжильный
0,521
0,752420191916
32724222122
43228282325
53632302728
63936323031
84643403738
106050473942
167560605560
2510585807075
35130100958595
50165140130120125
70210175165140150
95255215200175190
120295245220200230
150340275255
185390
240465
300535
400645

Расчёт сечения кабеля по мощности и длине

Как рассчитать сечение кабеля по току

Можно подобрать сечение кабеля по току. В этом случае проводим ту же работу — собираем данные о подключаемой нагрузке, но ищем в характеристиках максимальный потребляемый ток. Собрав все значения, суммируем их. Затем пользуемся все той же таблицей. Только ищем ближайшее большее значение в столбике, подписанном «Ток». В той же строке смотрим сечение провода.

Например, надо подключить варочную панель с пиковым потреблением тока 16 А. Будем прокладывать медный кабель, потому смотрим в соответствующей колонке — третья слева. Так как нет значения ровно 16 А, смотрим в строчке 19 А — это ближайшее большее. Подходящее сечение 2,0 мм 2 . Это и будет минимальное значение сечения кабеля для данного случая.

При подключении мощных бытовых электроприборов от щитка тянут отдельную линию электропитания. В этом случае выбор сечения кабеля несколько проще — требуется только одно значение мощности или тока

Обращать внимание не строчку с чуть меньшим значением нельзя. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно греться, что может привести к тому, что расплавится изоляция. Что может быть дальше? Может сработать автомат защиты, если он установлен. Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или начаться пожар. Потому выбор сечения кабеля всегда делайте по большему значению. В этом случае можно будет позже установить оборудование даже немного больше по мощности или потребляемому току без переделки проводки.

Расчет кабеля по мощности и длине

Если линия электропередачи длинная — несколько десятков или даже сотен метров — кроме нагрузки или потребляемого тока необходимо учитывать потери в самом кабеле. Обычно большие расстояния линий электропередачи при вводе электричества от столба в дом. Хоть все данные должны быть указаны в проекте, можно перестраховаться и проверить. Для этого надо знать выделенную мощность на дом и расстояние от столба до дома. Далее по таблице можно подобрать сечение провода с учетом потерь на длине.

Таблица определения сечения кабеля по мощности и длине

Вообще, при прокладке электропроводки, лучше всегда брать некоторый запас по сечению проводов. Во-первых, при большем сечении меньше будет греться проводник, а значит и изоляция. Во-вторых, в нашей жизни появляется все больше устройств, работающих от электричества. И никто не может дать гарантии, что через несколько лет вам не понадобиться поставить еще пару новых устройств в дополнение к старым. Если запас существует, их можно будет просто включить. Если его нет, придется мудрить — или менять проводку (снова) или следить за тем, чтобы не включались одновременно мощные электроприборы.

Открытая и закрытая прокладка проводов

Как все мы знаем, при прохождении тока по проводнику он нагревается. Чем больше ток, тем больше тепла выделяется. Но, при прохождении одного и того же тока, по проводникам, с разным сечением, количество выделяемого тепла изменяется: чем меньше сечение, тем больше выделяется тепла.

В связи с этим, при открытой прокладке проводников его сечение может быть меньше — он быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. При этом проводник быстрее остывает, изоляция не испортится. При закрытой прокладке ситуация хуже — медленнее отводится тепло. Потому для закрытой прокладке — в кабель каналах, трубах, в стене — рекомендуют брать кабель большего сечения.

Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.

Выбор сечения кабеля в зависимости от мощности и типа прокладки

И напоследок несколько практических советов. Отправляясь на рынок за кабелем, возьмите с собой штангенциркуль . Слишком часто заявленное сечение не совпадает с реальностью. Разница может быть в 30-40%, а это очень много. Чем вам это грозит? Выгоранием проводки со всеми вытекающими последствиями. Потому лучше прямо на месте проверять действительно ли у данного кабеля требуемое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля есть в таблице выше). А подробнее про определение сечения кабеля по его диаметру можно прочесть тут.

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

При ремонте и проектировании электрооборудования появляется необходимость правильно выбирать провода. Можно воспользоваться специальным калькулятором или справочником. Но для этого необходимо знать параметры нагрузки и особенности прокладки кабеля.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.

Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода — это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.

Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: “Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны”.

Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( “Правила устройства электроустановок“). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:

  1. Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
  2. Материал проводника.
  3. Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность — в киловаттах (кВт).
  4. Месторасположение кабеля.

В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину — 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.

В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно “Правилам устройства электроустановок“, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на порядок больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт. Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.

Например, для алюминиевого провода и напряжения 220 В ближайшая большая мощность будет 13 кВт, соответствующее сечение — 10 мм²; для 380 В мощность составит 12 кВт, а сечение — 4 мм².

Выбираем по мощности

Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.

Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.

Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм²Для кабеля с медными жилами
Напряжение 220 ВНапряжение 380 В
Ток, АМощность, кВтТок, АМощность, кВт
1,5194,11610,5
2,5275,92516,5
4388,33019,8
64610,14026,4
107015,45033
168518,77549,5
2511525,39059,4
3513529,711575. 9
5017538.514595,7
7021547,3180118,8
9526057,2220145,2
12030066260171,6

Таблица 2. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с алюминиевыми жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм²Для кабеля с алюминиевыми жилами
Напряжение 220 ВНапряжение 380 В
Ток, АМощность, кВтТок, АМощность, кВт
2,5204,41912,5
4286,12315,1
6367,93019,8
105011,03925,7
166013,25536,3
258518,77046,2
3510022,08556,1
5013529,711072,6
7016536,314092,4
9520044,0170112,2
12023050,6200132,2

Кроме того, надо знать напряжение сети: трехфазной соответствует 380 В, а однофазной — 220 В.

В ПУЭ дана информация и для алюминиевых, и для медных проводов. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Достоинства медных проводов:

  • высокая прочность;
  • упругость;
  • стойкость к окислению;
  • электропроводность больше, чем у алюминия.

Недостаток медных проводников — высокая стоимость. В советских домах использовалась при постройке алюминиевая электропроводка. Поэтому если происходит частичная замена, то целесообразно поставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки (до распределительного щита) устанавливается новая. Тогда есть смысл применять медь. Недопустимо, чтобы медь с алюминием контактировали напрямую, т. к. это приводит к окислению. Поэтому для их соединения используют третий металл.

Можно самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого надо воспользоваться формулой: I=P/(U*1.73), где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — ток, А. Затем из справочной таблицы выбирается сечение кабеля в зависимости от рассчитанного тока. Если же там не будет необходимого значение, тогда выбирается ближайшее, которое превышает расчетное.

Как рассчитать по току

Величина тока, проходящего через проводник, зависит от длины, ширины, удельного сопротивления последнего и от температуры. При нагревании электрический ток уменьшается. Справочная информация указывается для комнатной температуры (18°С). Для выбора сечения кабеля по току используют таблицы ПУЭ (ПУЭ-7 п.1.3.10-1.3.11 ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ ПРОВОДОВ, ШНУРОВ И КАБЕЛЕЙ С РЕЗИНОВОЙ ИЛИ ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ).

Таблица 3. Электрический ток для медных проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией

Площадь сечение проводника, мм²Ток, А, для проводов, проложенных
открытов одной трубе
двух одножильныхтрех одножильныхчетырех одножильныходного двухжильногоодного трехжильного
0,511
0,7515
1171615141514
1,2201816151614,5
1,5231917161815
2262422202319
2,5302725252521
3343228262824
4413835303227
5464239343731
6504642404034
8625451464843
10807060505550
161008580758070
251401151009010085
35170135125115125100
50215185170150160135
70270225210185195175
95330275255225245215
120385315290260295250
150440360330
185510
240605
300695
400830

Для расчета алюминиевых проводов применяют таблицу.

Таблица 4. Электрический ток для алюминиевых проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией

Площадь сечения проводника, мм²Ток, А, для проводов, проложенных
открытов одной трубе
двух одножильныхтрех одножильныхчетырех одножильныходного двухжильногоодного трехжильного
2211918151714
2,5242019191916
3272422212218
4322828232521
5363230272824
6393632303126
8464340373832
10605047394238
16756060556055
251058580707565
3513010095859575
50165140130120125105
70210175165140150135
95255215200175190165
120295245220200230190
150340275255
185390
240465
300535
400645

Для примерного расчета сечения кабеля по току его надо разделить на 10. Если в таблице не будет полученного сечения, тогда необходимо взять ближайшую большую величину. Это правило подходит только для тех случаев, когда максимально допустимый ток для медных проводов не превышает 40 А. Для диапазона от 40 до 80 А ток надо делить на 8. Если устанавливают алюминиевые кабели, то надо делить на 6. Это объясняется тем, что для обеспечения одинаковых нагрузок толщина алюминиевого проводника больше, чем медного.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Длина кабеля влияет на потерю напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшиться и оказаться недостаточным для работы электроприбора. Для бытовых электросетей этими потерями можно пренебречь. Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот запас израсходуется на коммутацию и подключение. Если концы провода подсоединяются к щитку, то запасная длина должна быть еще больше, т. к. будут подключаться защитные автоматы.

При укладке кабеля на большие расстояния приходиться учитывать падение напряжения. Каждый проводник характеризуется электрическим сопротивлением. На данный параметр влияют:

  1. Длина провода, единица измерения — м. При её увеличении растут потери.
  2. Площадь поперечного сечения, измеряется в мм². При её увеличении падение напряжения уменьшается.
  3. Удельное сопротивление материала (справочное значение). Показывает сопротивление провода, размеры которого 1 квадратный миллиметр на 1 метр.

Падение напряжения численно равняется произведению сопротивления и тока. Допустимо, чтобы указанная величина не превышала 5%. В противном случае надо брать кабель большего сечения. Алгоритм расчета сечения провода по максимальной мощности и длине:

  1. В зависимости от мощности P, напряжения U и коэффициента cosф находим ток по формуле: I=P/(U*cosф). Для электросетей, которые используются в быту, cosф = 1. В промышленности cosф рассчитывают как отношение активной мощности к полной. Последняя состоит из активной и реактивной мощностей.
  2. С помощью таблиц ПУЭ определяют сечение провода по току.
  3. Рассчитываем сопротивление проводника по формуле: Rо=ρ*l/S, где ρ — удельное сопротивление материала, l — длина проводника, S — площадь поперечного сечения. Необходимо учесть ток факт, что ток идет по кабелю не только в одну сторону, но и обратно. Поэтому общее сопротивление: R = Rо*2.
  4. Находим падение напряжения из соотношения: ΔU=I*R.
  5. Определяем падение напряжения в процентах: ΔU/U. Если полученное значение превышает 5%, тогда выбираем из справочника ближайшее большее поперечное сечение проводника.

Открытая и закрытая прокладка проводов

В зависимости от размещения проводка делится на 2 вида:

Сегодня в квартирах монтируют скрытую проводку. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурят. В качестве проводов используют медные. Заранее всё планируется, т. к. со временем для наращивания электропроводки или замены элементов придется демонтировать отделку. Для скрытой отделки чаще используют провода и кабели, у которых плоская форма.

При открытой прокладке провода устанавливают вдоль поверхности помещения. Преимущества отдают гибким проводникам, у которых круглая форма. Их легко установить в кабель-каналы и пропустить сквозь гофру. Когда рассчитывают нагрузку на кабель, то учитывают способ укладки проводки.

Площадь сечения проводов. Формулы и таблицы

Сечение провода – что это и как рассчитать

Выбору площади поперечного сечения проводов (иначе говоря, толщины) уделяется большое внимание на практике и в теории.

В этой статье попробуем разобраться с понятием “площадь сечения” и проанализируем справочные данные.

Расчет сечения провода

Строго говоря, понятие “толщина” для провода используется в разговорной речи, а более научные термины – диаметр и площадь сечения. На практике толщину провода всегда характеризуют площадью сечения.

Рассчитать сечение провода на практике можно очень просто. Зная диаметр (например, измерив его штангенциркулем), можно легко вычислить площадь сечения по формуле

S = π (D/2) 2 , где

  • S – площадь сечения провода, мм 2
  • π – 3,14
  • D – диаметр токопроводящей жилы провода, мм. Его можно измерить, например, штангенциркулем.

Формулу площади сечения провода можно записать в более удобном виде: S = 0,8 D².

Поправка. Откровенно говоря, 0,8 – округленный коэффициент. Более точная формула: π (1/2) 2 = π / 4 = 0,785. Спасибо внимательным читателям 😉

Рассмотрим только медный провод, поскольку в 90% в электропроводке и электромонтаже применяется именно он. Преимущества медных проводов перед алюминиевыми – удобство в монтаже, долговечность, меньшая толщина (при том же токе).

Но с ростом диаметра (площади сечения) высокая цена медного провода съедает все его преимущества, поэтому алюминий в основном применяют там, где ток превышает значение 50 Ампер. В данном случае используют кабель с алюминиевой жилой 10 мм 2 и толще.

Площадь сечения проводов измеряется в квадратных миллиметрах. Самые распространенные на практике (в бытовой электрике) площади сечения: 0,75, 1,5, 2,5, 4 мм 2

Есть и другая единица измерения площади сечения (толщины) провода, применяемая в основном в США, – система AWG. На Самэлектрике есть таблица сечений проводов по системе AWG и перевод из AWG в мм 2 .

По поводу подбора проводов – я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного. Там самый большой выбор, какой я встречал. Ещё хорошо, что всё подробно описывается – состав, применения, и т.д.

Рекомендую почитать также мою статью про выбор сечения провода для постоянного тока там много теоретических выкладок и рассуждений о падении напряжения, сопротивлении проводов для разных сечений, и какое сечение выбрать оптимальнее для разных допустимых падений напряжения.

И ещё статья – Падение напряжения на трехфазных кабельных линиях большой длины. приведен реальный пример объекта, приводятся формулы и рекомендации, как уменьшить потери. Потери на проводе прямо пропорциональны току и длине. И обратно пропорциональны сопротивлению.

При выборе площади сечения проводов следует руководствоваться тремя основными принципами.

  1. Площадь сечения провода (иначе говоря, его толщина) должна быть достаточной для прохождения через него электрического тока. Достаточной – это означает, что при прохождении максимально возможного в данном случае тока нагрев провода будет допустимым (как правило, не более 60 0 С)
  2. Сечение провода должно быть достаточным, чтобы падение напряжения на нём не превышало допустимое значение. Это особенно актуально для длинных кабельных линий (десятки и сотни метров) и больших токов.
  3. Толщина провода и его защитная изоляция должна обеспечивать его механическую прочность, а значит надежность.

Например, для питания люстры в гостиной используются лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А). Вроде бы, вполне достаточно проводов с площадью сечения 0,5 мм 2 ? Но какой электрик в здравом уме будет закладывать такой провод в потолочную плиту? В данном случае как правило применяют 1,5 мм 2 .

На самом деле, выбор толщины провода зависит от одного параметра – максимальной рабочей температуры. При превышении этой температуры провод и изоляция на нём начнут плавиться и разрушаться. Иначе говоря, максимальный рабочий ток для провода с определенным сечением ограничивается только максимальной его рабочей температурой. И временем, которое сможет проработать провод в таких условиях.

Ниже дана общеизвестная таблица сечения проводов для подбора площади сечения медных проводов в зависимости от тока. Исходные данные – площадь сечения проводника.

Максимальный ток для разной толщины медных проводов

Таблица 1

(Данные из таблицы 1.3.4 ПУЭ)

Сечение токо-проводящей жилы, мм 2Ток, А, для проводов, проложенных
открытов одной трубе
одного двух жильногоодного трех жильного
0,511
0,7515
1171514
1,2201614,5
1,5231815
2262319
2,5302521
3342824
4413227
5463731
6504034
8624843
10805550
161008070
2514010085
35170125100
50215160135
70270195175
95330245215
120385295250

Выделены номиналы проводов, используемых в бытовой электрике. “Один двужильный” – это кабель с двумя проводами, один из них – Фаза, другой – Ноль. То есть, это однофазное питание нагрузки. “Один Трехжильный” – это при трехфазном питании.

Эта таблица показывает, при каких токах и в каких условиях можно эксплуатировать провод данного сечения.

Животрепещущий пример из практики – если на розетке написано “Max.16A”, то можно для этой одной розетки проложить провод сечением 1,5мм 2 . Но обязательно защитить розетку автоматическим выключателем на ток не более 16А, а лучше – 13, или даже 10А. На эту тему можно почитать мою статью Про замену и выбор защитного автомата.

В таблице одножильный провод – означает, что рядом (на расстоянии менее 5 диаметров провода) не проходит больше никаких проводов. Двужильный провод – два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции. Это более тяжелый тепловой режим, поэтому максимальный ток меньше. И чем больше проводов в кабеле или пучке, тем меньше должен быть максимальный ток для каждого проводника из-за возможного взаимного нагрева.

Эту таблицу я считаю не совсем удобной для практики. Ведь чаще всего исходный параметр – это мощность потребителя электроэнергии, а не ток, и исходя из этого нужно выбирать провод.

Как найти ток, зная мощность? Нужно мощность Р (Вт) поделить на напряжение (В), и получим ток (А):

I = P/U

Как найти мощность, зная ток? Нужно ток (А) умножить на напряжение (В), получим мощность (Вт):

P = I U

Эти формулы – для случая активной нагрузки (потребители в жилах помещениях, типа лампочек и утюгов). Для реактивной нагрузки обычно используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (в промышленности, где работают мощные трансформаторы и электродвигатели).

Предлагаю вам вторую таблицу, в которой исходные параметры – потребляемый ток и мощность, а искомые величины – сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.

Выбор толщины провода и автоматического выключателя, исходя из потребляемой мощности и тока

Ниже – таблица выбора сечения провода, исходя из известной мощности или тока. А в правом столбце – выбор автоматического выключателя, который ставится в этот провод.

Таблица 2

Макс. мощность,
кВт
Макс. ток нагрузки,
А
Сечение
провода, мм 2
Ток автомата,
А
14.514-6
29.11.510
313.62.516
418.22.520
522.7425
627.3432
731.8432
836.4640
940.9650
1045. 51050
1150.01050
1254.51663
1359.11663
1463.61680
1568.22580
1672.72580
1777.32580

Красным цветом выделены критические случаи, в которых лучше перестраховаться и не экономить на проводе, выбрав провод потолще, чем указано в таблице. А ток автомата – поменьше.

Глядя в табличку, можно легко выбрать сечение провода по току, либо сечение провода по мощности.

А также – выбрать автоматический выключатель под данную нагрузку.

В этой таблице данные приведены для следующего случая.

  • Одна фаза, напряжение 220 В
  • Температура окружающей среды +30 0 С
  • Прокладка в воздухе или коробе (в закрытом пространстве)
  • Провод трехжильный, в общей изоляции (кабель)
  • Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
  • Достижение потребителем максимальной мощности – крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий.

Если температура окружающей среды будет на 20 0 С выше, или в жгуте будет несколько кабелей, то рекомендуется выбрать большее сечение (следующее из ряда). Особенно это касается тех случаев, когда значение рабочего тока близко к максимальному.

Вообще, при любых спорных и сомнительных моментах, например

  • возможное в будущем увеличение нагрузки
  • большие пусковые токи
  • большие перепады температур (электрический провод на солнце)
  • пожароопасные помещения

нужно либо увеличивать толщину проводов, либо более детально подойти к выбору – обратиться к формулам, справочникам. Но, как правило, табличные справочные данные вполне пригодны для практики.

Толщину провода можно узнать не только из справочных данных. Существует эмпирическое (полученное опытным путем) правило:

Правило выбора площади сечения провода для максимального тока

Подобрать нужную площадь сечения медного провода исходя из максимального тока можно, используя такое простое правило:

Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.

Это правило дается без запаса, впритык, поэтому полученный результат необходимо округлять в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, ток 32 Ампер. Нужен провод сечением 32/10 = 3,2 мм 2 . Выбираем ближайший (естественно, в бОльшую сторону) – 4 мм 2 . Как видно, это правило вполне укладывается в табличные данные.

Важное замечание. Это правило работает хорошо для токов до 40 Ампер. Если токи больше (это уже за пределами обычной квартиры или дома, такие токи на вводе) – надо выбирать провод с ещё большим запасом – делить не на 10, а на 8 (до 80 А)

То же правило можно озвучить для поиска максимального тока через медный провод при известной его площади:

Максимальный ток равен площади сечения умножить на 10.

И в заключение – опять про старый добрый алюминиевый провод.

Алюминий пропускает ток хуже, чем медь. Этого знать достаточно, но вот немного цифр. Для алюминия (того же сечения, что и медный провод) при токах до 32 А максимальный ток будет меньше, чем для меди всего на 20%. При токах до 80 А алюминий пропускает ток хуже на 30%.

Для алюминия эмпирическое правило будет таким:

Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения умножить на 6.

Считаю, что знаний, приведенных в данной статье, вполне достаточно, чтобы выбрать провод по соотношениям “цена/толщина”, “толщина/рабочая температура” и “толщина/максимальный ток и мощность”.

Вот в принципе и всё что хотел рассказать про площадь сечения проводов. Если что-то не понятно или есть что добавить – спрашивайте и пишите в комментариях. Если интересно, что я буду публиковать на блоге СамЭлектрик дальше – подписывайтесь на получение новых статей.

Таблица зависимости тока защитного автомата (предохранителя) от сечения

(Дополнение к статье, июнь 2014)

А вот как к максимальному току в зависимости от площади сечения провода относятся немцы. В правом столбце – рекомендация по выбору автоматического (защитного) выключателя.

Таблица 3

Таблица выбора защитного автомата для разного сечения проводов

Как видно, немцы перестраховываются, и предусматривают больший запас по сравнению с нами.

Хотя, возможно, это от того, что таблица взята из инструкции из “стратегического” промышленного оборудования.

По поводу подбора проводов — я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного. Там самый большой выбор какой я встречал. Ещё хорошо, что все подробно описывается — состав, применения, и т.д.

Хорошая советская книга на тему статьи:

• Карпов Ф. Ф. Как выбрать сечение проводов и кабелей, 1973 год / Брошюра из Библиотеки электромонтера. Приведены указания и расчеты, необходимые для выбора сечений проводов и кабелей до 1000 В. Полезно для тех, кто интересуется первоисточниками., zip, 1.57 MB, скачан: 707 раз./

Расчет сечения кабеля: зачем он необходим и как правильно выполнить

Самое уязвимое место в сфере обеспечения квартиры или дома электрической энергией – это электропроводка. Во многих домах продолжают использовать старую проводку, не рассчитанную на современные электроприборы. Нередко подрядчики и вовсе стремятся сэкономить на материалах и укладывают провода, не соответствующие проекту. В любом из этих случаев необходимо сначала сделать расчет сечения кабеля, иначе можно столкнуться с серьезными и даже трагичными последствиями.

Для чего необходим расчет кабеля

В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:

где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:

где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.

Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:

  • Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
  • Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.

Что еще влияет на нагрев проводов

Из формулы (2) видно, что сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:

  • Материал. Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше.
  • Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.

Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16

Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.

Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.

Порядок расчета сечения по мощности

В общем виде расчет сечения кабеля по мощности происходит в 2 этапа. Для этого потребуются следующие данные:

  • Суммарная мощность всех приборов.
  • Тип напряжения сети: 220 В – однофазная, 380 В – трехфазная.
  • ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7.
  • Материал проводника: медь или алюминий.
  • Тип проводки: открытая или закрытая.

Шаг 1. Потребляемую мощность электроприборов можно найти в их инструкции или же взять средние характеристики. Формула для расчета общей мощности:

где P1, P2 и т. д. – мощность подключаемых приборов, Кс – коэффициент спроса, который учитывает вероятность включения всех приборов одновременно, Кз – коэффициент запаса на случай добавления новых приборов в доме. Кс определяется так:

  • для двух одновременно включенных приборов – 1;
  • для 3-4 – 0,8;
  • для 5-6 – 0,75;
  • для большего количества – 0,7.

Кз в расчете кабеля по нагрузке имеет смысл принять как 1,15-1,2. Для примера можно взять общую мощность в 5 кВт.

Шаг 2. На втором этапе остается по суммарной мощности определить сечение проводника. Для этого используется таблица расчета сечения кабеля из ПУЭ. В ней дана информация и для медных, и для алюминиевых проводников. При мощности 5 кВт и закрытой однофазной электросети подойдет медный кабель сечением 4 мм 2 .

Правила расчета по длине

Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:

  • L – длина проводника, м. Для примера взято значение 40 м.
  • ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм 2 ·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
  • I – номинальная сила тока, А.

Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:

где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, Кс – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.

Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):

Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:

Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:

В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм 2 . Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.

Как рассчитать сечение по току

Расчет сечения кабеля по току осуществляется также на основании ПУЭ, в частности, с использованием таблиц 1.3.6. и 1.3.7. Зная суммарную мощность электроприборов, можно по формуле определить номинальную силу тока:

Для трехфазной сети используется другая формула:

где U будет равно уже 380 В.

Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле. Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:

BBГнг 3×1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм 2 . У кабеля BBГнг 3×1,5 одна жила имеет сечение S = π · r 2 = 3,14 · (1,5/2) 2 = 1,8 мм 2 , что полностью соответствует указанному требованию.

Если рассматривать кабель ABБбШв 4×16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.3.7. составляет 19 А.

С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм 2 . У кабеля ABБбШв 4×16 сечение одной жилы равно:

Согласно таблице 1.3.7. этот кабель рациональнее использовать при номинальном токе 60 А (при прокладке по воздуху) и до 90 А (при прокладке в земле).

Калибр проводов, сопротивление, сечение и таблица тока

AWG СТРОИТЕЛЬСТВО ДИАМЕТР (мм) ПЛОЩАДЬ (мм²) ВЕС (г / м) R Ом макс. (Ом / 100 м) при 20 ° C
4 133 x 0,455 R 6,48 21,62 197,9 0,09
6 133 х 0.361 R 5,14 13,61 124,9 0,14
8 1 x 3,26
133 x 0,287 R
3,26
4,09
8,37
8,60
74,38
79,02
0,21
0,22
10 1 x 2,59
37 x 0,404 C
91 x 0,254 U
2,59
2,80
2,70
5,26
4,77
4,61
46,77
44,43
42.22
0,35
0,38
0,43
12 1 x 2,05
19 x 0,455 C
37 x 0,320 C
45 x 0,300 C
91 x 0,203 U
2,05
2,27
2,22
2,45
2,15
3,31
3,09
2,98
3,18
2,95
29,46
28,66
27,88
28,27
27,00
0,55
0,59
0,61
0,58
0,65
13 1 х 1,83 1.83 2,63 23,36 0,70
14 1 x 1,63
19 x 0,361 C
19 x 0,361 U
27 x 0,300 C
37 x 0,254 C
61 x 0,203 U
1,63
1,80
1,70
1,80
1,78
1,76
2,08
1,94
1,94
1,91
1,88
1,97
18,45
18,04
17,14
16,98
16,67
18,50
0,88
0,94
0,94
0,94
0.97
1,04
15 1 х 1,45 1,45 1,65 14,68 1.11
16 1 x 1,29
19 x 0,287 C
19 x 0,287 U
19 x 0,300 C
19 x 0,300 U
61 x 0,16 U
315 x 0,071 R
1,29
1,42
1,36
1,50
1,43
1,45
1,60
1,31
1,23
1,23
1,34
1,34
1,23
1,25
11.62
11,41
10,83
12,50
11,86
11,23
11,80
1,40
1,49
1,49
1,36
1,36
1,45
1,47
17 1 х 1,15 1,15 1.04 9,24 1,76
18 1 x 1,02
7 x 0,404
19 x 0,254 C
19 x 0,254 U
61 x 0,142 U
1,02
1,21
1,27
1,21
1,24
0.824
0,901
0,962
0,962
0,966
7,32
8,25
8,93
8,49
9,00
2,22
2,03
1,90
1,90
1,89
19 1 х 0,91 0,91 0,653 5,80 2,80
20 1 x 0,813
7 x 0,320
19 x 0,203 C
19 x 0,203 U
37 x 0,142 U
135 x 0,071
0,813
0,960
1.009
0,966
0,970
0,92
0,518
0,563
0,616
0,616
0,586
0,534
4,61
5,17
5,70
5,42
5,38
4,90
3,53
3,25
2,97
2,97
3,12
3,42
21 1 х 0,724 0,724 0,412 3,66 4,44
22 1 x 0,643
7 x 0,254
19 x 0,160 C
19 x 0.160 U
37 x 0,114 U
72 x 0,071
0,643
0,762
0,800
0,762
0,780
0,68
0,324
0,355
0,382
0,382
0,380
0,285
2,89
3,26
3,55
3,37
3,46
2,60
5,64
5,15
4,78
4,78
4,83
6,41
23 1 х 0,574 0,574 0,259 2,30 7,06
24 1 х 0.511
7 x 0,203
19 x 0,127 C
19 x 0,127 U
56 x 0,071 U
0,511
0,609
0,634
0,597
0,600
0,205
0,227
0,241
0,241
0,222
1,82
2,08
2,23
2,12
2,05
8,91
8,05
7,58
7,58
8,23
25 1 х 0,455 0,455 0,163 1,44 11,24
26 1 х 0.404
7 x 0,160
19 x 0,102 C
19 x 0,102 U
33 x 0,071 U
0,404
0,480
0,504
0,483
0,450
0,128
0,141
0,155
0,155
0,130
1,14
1,29
1,44
1,37
1,20
14,26
12,96
11,79
11,79
14,06
27 1 х 0,320 0,361 0,102 0,91 17,86
28 1 х 0.320
7 x 0,127
19 x 0,079 C
0,320
0,381
0,395
0,080
0,089
0,093
0,72
0,82
0,86
22,72
20,60
19,63
29 1 х 0,287 0,287 0,065 0,58 28,25
30 1 x 0,254
7 x 0,102
19 x 0,063 C
0,254
0,304
0,315
0.051
0,057
0,059
0,45
0,53
0,57
36,07
31,95
30,87
31 1 х 0,226 0,226 0,040 0,36 45,56
32 1 x 0,203
7 x 0,079
19 x 0,050 C
0,203
0,237
0,250
0,032
0,034
0,037
0,29
0,32
0,36
56,47
53.28
49,00
33 1 х 0,180 0,180 0,025 0,23 71,82
34 1 х 0,160
7 х 0,063
0,160
0,189
0,020
0,022
0,18
0,21
90,9
83,8
35 1 х 0,142 0,142 0,016 0,14 115,4
36 1 х 0.127
7 х 0,050
0,127
0,150
0,0127
0,0137
0,11
0,13
144,3
133,4
37 1 х 0,114 0,114 0,0102 0,09 179
38 1 х 0,102
7 х 0,040
0,102
0,120
0,0081
0,0088
0,07
0,0784
225
214
39 1 х 0.089 0,089 0,00622 0,06 295
40 1 х 0,079
7 х 0,031
0,079
0,090
0,00490
0,00528
0,0436
0,0469
375
350
41 1 х 0,071 0,071 0,00396 0,0352 460
42 1 х 0,063
7 х 0.025
0,063
0,075
0,00316
0,0034
0,0281
0,0318
600
536
43 1 х 0,056 0,056 0,00246 0,0219 745
44 1 х 0,050
7 х 0,020
0,050
0,060
0,00203
0,0022
0,0180
0,0196
910
836
46 1 х 0.040
7 х 0,015
0,040
0,045
0,00126
0,001372
0,0112
0,0112
1500
1492
48 1 х 0,031
7 х 0,0125
0,031
0,0375
0,00075
0,000859
0,0067
0,0077
2450
2371
50 1 х 0,025
7 х 0,0100
0,025
0,0300
0,00049
0.000550
0,0044
0,0049
3750
3872
52 1 х 0,020 0,020 0,00031 0,0028 5850
54 1 х 0,0158 0,0158 0,000196 0,00175 10441
56 1 х 0,0125 0,0125 0,000123 0,00109 16599
58 1 х 0.0100 0,0100 0,000079 0,00070 27101

Калькулятор калибра проволоки

Американский стандарт калибра проволоки (AWG)

Американский калибр проволоки — это система калибра проволоки с логарифмическим шагом, используемая в основном в Северной Америке с 1857 года. Она применяется к сплошному, круглому, цветному, электрическому проводу. AWG также обычно используется для определения размера ювелирных изделий , а именно пирсинга .

Для с увеличивающимся номером AWG диаметр и площадь поперечного сечения провода становятся на меньше. Шкала определяется по диаметру проволоки в двух точках. Номер 36 AWG проволока имеет диаметр 0,005 дюйма , а проволока 0000 (4/0) AWG имеет диаметр 0,46 дюйма . Соотношение этих двух диаметров составляет 1:92 , и между ними имеется 40 калибров , что дает 39 шагов .Разница в диаметре каждого последующего калибра является постоянным соотношением 92 1/39 . Между двумя шагами номера шкалы разница в соотношении составляет 92 2/39 и так далее. Формула диаметра для любого номера AWG, n , выглядит так:

диаметр (дюйм) = 0,005 дюйма * 92 (36-n) / 39
диаметр (мм) = 0,127 мм * 92 (36-n) / 39

Для номеров датчиков AWG 00 , 000 и 0000 необходимо использовать отрицательное число для n .Итак, для датчика 00 используйте n = -1 ; 000, используйте n = -2 ; а для 0000 используйте n = -3 .

Как показывает опыт, если вы на уменьшите AWG на шесть , диаметр проволоки увеличится на вдвое . Если хотите, проверьте это в калькуляторе калибра провода.

Площадь поперечного сечения по номеру AWG n можно найти, используя площадь круга:

площадь = (π / 4) * диаметр²
площадь (дюйм²) = 0.000019635 дюйм² * 92 (36-n) /19,5
площадь (мм²) = 0,012668 мм² * 92 (36-n) /19,5

Для расчета сопротивления на единицу длины (обсуждается позже) требуется вычислить площадь поперечного сечения провода.

Калибр провода — Energy Education

Рис. 1. Схема, на которой показаны провода разных размеров и их количество в зависимости от его поперечного сечения. [1]

Калибр провода измеряет площадь поперечного сечения провода.Знать калибр важно, потому что он определяет, какой электрический ток может выдержать провод без повреждения — эта величина называется допустимой нагрузкой.

Американская система калибра проводов

Американская система калибра проводов или AWG стандартизирует площадь поперечного сечения проводов путем присвоения им номера AWG. Как видно на Рисунке 1, провод с меньшим номером имеет больший диаметр и, следовательно, может пропускать более высокие токи. Всего существует 40 манометров с площадью поперечного сечения от 0.013 мм 2 до 107,22 мм 2 с их диаметрами, постепенно изменяющимися между каждым номером калибра.

Значения калибра проводов

Цифры в таблице ниже взяты из Таблица 310.15 (B) (16) в Национальном электротехническом кодексе (США) от 2014 г. и предполагают номинальную температуру 90 ° C. [2] Кроме того, таблица 3.1 на стр. 69 в документе Introduction to Electricity использовалась как образец и справочная информация. [3]

Номер AWG Площадь поперечного сечения (мм 2 ) Ом / км (/ км) Пропускная способность (A) Пример использования
18 0.82 20,95 14 Освещение низкого напряжения
16 1,31 13,18 18 Удлинители
14 2,08 8,28 25 Светильники
12 3,31 5,21 30 Кухонная техника
10 5.26 3,28 40 Электрические сушилки
8 8,37 2,06 55 Духовки электрические
6 13,30 1,30 75 Крупные электронагреватели
4 21,15 0,81 85 Большие печи
3 26.67 0,65 115 Крупная коммерческая проводка
2 33,63 0,51 130 Кабель автомобильного аккумулятора
1 42,41 0,41 145 Распределение электроэнергии
1/0 53,47 0,32 170 Распределение электроэнергии
2/0 67.43 0,26 195 Распределение электроэнергии
3/0 85,03 0,20 225 Распределение электроэнергии
4/0 107,22 0,16 260 Распределение электроэнергии
250 126,68 0,13 290 Распределение электроэнергии
350 177.35 0,10 350 Распределение электроэнергии
400 202,68 0,08 380 Распределение электроэнергии

Более полный список см. На странице отделения доктора Роулетта.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

Калькуляторы сопротивления медного провода, падения напряжения и сечения проводника

AWG расшифровывается как «Американский калибр проводов» и является стандартизированная система калибра проволоки, используемая в США с 1857 г. для диаметры круглой, цветной, электропроводящей проволоки. Площадь поперечного сечения провода определяет его сопротивление и допустимая нагрузка по току. Чем больше диаметр проволоки, тем меньшее сопротивление он имеет потоку электронов, а тем больше ток его можно носить без перегрева. В таблице ниже перечислены сопротивление медной проволоки для медной проволоки различного калибра. Это должно быть используется в качестве практического правила, поскольку есть и другие факторы, которые влияют на номинальные токи провода, включая температуру окружающей среды, изоляцию ограничение температуры, конвекция воздуха и т. д.Вам следует проконсультироваться с Национальный электрический кодекс (NEC) для конкретных рекомендаций.

Размеры и сопротивление проводов AWG

мм
Калибр AWG Диаметр проводника, дюймы Диаметр проводника Ом на 1000 футов
0000 0.46 11,684 0,049
000 0,4096 10,40384 0,0618
00 0,3648 9.26592 0,0779
0 0,3249 8.25246 0,0983
1 0,2893 7.34822 0,1239
2 0,2576 6.54304 0,1563
3 0,2294 5,82676 0,197
4 0,2043 5,18922 0,2485
5 0,1819 4.62026 0.3133
6 0,162 4,1148 0,3951
7 0,1443 3,66522 0,4982
8 0,1285 3,2639 0,6282
9 0,1144 2. 0,7921
10 0.1019 2,58826 0,9989
11 0,0907 2.30378 1,26
12 0,0808 2,05232 1,588
13 0,072 1,8288 2,003
14 0,0641 1,62814 2.525
15 0,0571 1.45034 3,184
16 0,0508 1,29032 4,016
17 0,0453 1,15062 5,064
18 0,0403 1.02362 6.385
19 0.0359 0, 8,051
20 0,032 0,8128 10,15
21 0,0285 0,7239 12,8
22 0,0254 0,64516 16,14
23 0,0226 0,57404 20.36
24 0,0201 0,51054 25,67
25 0,0179 0,45466 32,37
26 0,0159 0,40386 40,81
27 0,0142 0,36068 51,47
28 0.0126 0,32004 64,9
29 0,0113 0,28702 81,83
30 0,01 0,254 103,2
31 0,0089 0,22606 130,1
32 0,008 0,2032 164.1

В На диаграмме ниже показаны многие стандартные размеры медных проводов, используемых при проводка дома. Также указаны общие значения допустимой нагрузки, но вам следует обратиться к таблицам ниже для более точной допустимой нагрузки рейтинги. На этой иллюстрации показаны относительные размеры обычные калибры проволоки.

Обычные размеры медных проводов

В этой таблице приведены значения силы тока для обычных изолированных дирижеры в том числе Romex.Изолированные жилы должны иметь номинальная температура и тип (например, THWN 75ºC) напечатаны на внешней стороне кабель. Затем вы можете следить за таблицей ниже, чтобы узнать, сколько ток можно пропустить через проводник. Эта таблица предполагает не более трех проводников в кабельной канавке или кабеле. или земля (непосредственно закопанная) и зависит от температуры окружающей среды 30ºC (86ºF).

Сечения изолированных проводников

Размер Температурный рейтинг проводника Размер
AWG 60ºC 75ºC 90ºC 60ºC 75ºC 90ºC AWG
(140ºF) (167ºF) (194ºF) (140ºF) (167ºF) (194ºF)
Типы Типы Типы Типы Типы Типы
Т
TW
UF
THW
THWN
XHHW
ИСПОЛЬЗОВАТЬ
RHH
THHN
XHHW
Т
TW
UF
THW
THWN
XHHW
ИСПОЛЬЗОВАТЬ
RHH
THHN
XHHW
0 Медь Алюминий
14 20 20 25 —- —- —- —-
12 25 25 30 20 20 25 12
10 30 35 40 25 30 35 10
8 40 50 55 30 40 45 8
6 55 65 75 40 50 60 6
4 70 85 95 55 65 75 4
3 85 100 110 65 75 85 3
2 95 115 130 75 90 100 2
1 110 130 150 85 100 115 1
0 125 150 170 100 120 135 0
00 145 175 195 115 135 150 00
000 165 200 225 130 155 175 000
0000 195 230 260 150 180 205 0000
250 215 255 290 170 205 230 250
300 240 285 320 190 230 255 300
350 260 310 350 210 250 280 350
400 280 335 380 225 270 305 400
500 320 380 430 260 310 350 500

В таблице ниже указано максимальное количество проводников THNN, которые вы можете вставить кабелепровод заданного размера.Коэффициенты коррекции должны использоваться при размещении более 3 проводов в дорожке качения.

Максимальное количество проводников THNN в кабелепроводе

Размер кабелепровода (дюймы)
AWG 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 3 1/2 4 5 6
14 13 24 39 69 94 154
12 10 18 29 51 70 114 164
10 6 11 18 32 44 73 104 160
8 3 5 9 16 22 36 51 51 106 136
6 1 4 6 11 15 26 37 37 76 98 154
4 1 2 4 7 9 16 22 22 47 60 94 137
3 1 1 3 6 8 13 19 29 39 51 80 116
2 1 1 3 5 7 11 16 25 33 43 67 97
1 1 1 3 5 8 12 18 25 32 50 72
0 1 1 3 4 7 10 15 21 27 42 61
00 1 1 2 3 6 8 13 17 22 35 51
000 1 1 1 3 5 7 11 14 18 29 42
0000 1 1 1 2 4 6 9 12 15 24 35
250 1 1 1 3 4 7 10 12 20 28
300 1 1 1 3 4 6 8 11 17 24
350 1 1 1 2 3 5 7 9 15 21
400 1 1 1 3 5 6 8 13 19
500 1 1 1 2 4 5 7 11 16

Поправочные коэффициенты амплитуды для более 3 проводов в Дорожка Raceway

Нет.Кондукторы от 4 до 6 от 7 до 9 от 10 до 20 21–30 от 31 до 40
Фактор 0,8 0,7 0,5 0,45 0,4 ​​

Зачем мне нужен провод большего сечения, чтобы пропускать больше тока?

Чем больше размер медного провода, тем меньше сопротивление и, следовательно, больше тока он может проводить без перегрева.Сопротивление мешает к потоку электронов и вызывает падение напряжения на проводе. Вы хотите, чтобы на вашей проводке не было падения напряжения. потому что они выделяют тепло и расходуют энергию. Калькулятор ниже поможет определить, какое падение напряжения вы получите с учитывая медный провод и соответствующее сопротивление.

Калькулятор падения напряжения

Этот калькулятор определяет падение напряжения для алюминиевый или медный провод любого сечения.Ты обычно должен быть меньше 3% падение напряжения в данной цепи. Сопротивления проводов на основе NEC 2008, таблица 8 на 75 o C.


Калькулятор падения напряжения Скачать

Следующая таблица Excel представляет собой калькулятор падения напряжения, который немного более продвинутый. Его можно использовать для определения рекомендуемые калибры проводов, максимальное расстояние или максимальная сила тока.

Расчет падения напряжения (.xls, 650KB)

Калькулятор размеров заземляющего проводника

Метрические / AWG эквиваленты сечения проводов

В этой таблице приведены перекрестные ссылки ближайших эквивалентных размеров между метрическими и американскими размерами проводов. В Европе размеры проводов и кабелей выражаются в площади поперечного сечения в мм2, а также в виде количества жил проволоки с диаметром, выраженным в мм.Например, 7 / 0,2 означает 7 жилок проволоки диаметром 0,2 мм каждая. В этом примере площадь поперечного сечения составляет 0,22 мм2. В Америке самой распространенной системой является схема нумерации AWG , в которой номера наносятся не только на отдельные пряди, но и на пучки более мелких прядей эквивалентного размера. Например, 24 AWG можно сделать из 1 жилы провода 24 AWG (1/24) или из 7 жил провода 32 AWG (7/32).

Поскольку стандартные метрические размеры проволоки, обычно используемые при производстве, обычно не соответствуют точно американским размерам проволоки, некоторые конфигурации скрутки не имеют аналогов на практике.По той же причине необходимо принять некоторые приближения, чтобы таблица эквивалентов не стала слишком сложной. Следовательно, в таблице ниже представлены перекрестные ссылки на ближайшие эквиваленты проводов, наиболее часто встречающихся в аудиоиндустрии.

Площадь поперечного сечения мм 2 Площадь поперечного сечения Артикул AWG Метрическая скрутка Скрутка AWG Скрутка AWG в дюймах Прибл.сопротивление проводника (Ом / км)
0,032 32 1 / 0,2, 7 / 0,08 1/32, 7/40, 19/44 1 / 0,008 дюйма, 7 / 0,003 дюйма 578
0,051 30 1 / 0,25, 7 / 0,1 1/30, 7/38, 19/42 1 / 0,01 дюйма, 7 / 0,004 дюйма 350
0,081 28 1/0.315, 7 / 0,125 1/28, 7/36, 19/40 1 / 0,013 дюйма, 7 / 0,005 дюйма 232
0,128 26 1 / 0,4, 7 / 0,15, 19 / 0,1 1/26, 7/34, 19/38 1 / 0,016 дюйма, 7 / 0,006 дюйма 146
0,163 25 14 / 0,12 1/25 110
0.22 24 1 / 0,5, 7 / 0,2, 19 / 0,12, 30 / 0,1 1/24, 7/32, 19/36 1 / 0,02 дюйма, 7 / 0,008 дюйма, 19 / 0,005 дюйма 76,4
0,25 23 1 / 0,6, 14 / 0,15, 32 / 0,1 1/23 70,1
0,32 22 7 / 0,25, 19 / 0,15, 30 / 0,12 22.01, 30.07, 19/34 1/0.25 дюймов, 7 / 0,01 дюйма, 19 / 0,006 дюйма 54,8
0,41 21 13 / 0,2, 55 / 0,1 14/36 14 / 0,008 « 44
0,52 20 16 / 0,2, 44 / 0,12 1/20, 28.07, 19/32 1 / 0,032 дюйма, 7 / 0,013 дюйма, 19 / 0,008 дюйма 34,5
0,75 18 19/0.25, 24 / 0,2, 96 / 0,1 1/18, 19/30, 33/32 1 / 0,04 дюйма, 19 / 0,01 дюйма, 33 / 0,0008 дюйма 23
1,32 16 19 / 0,3 24/7, 19/29 7 / 0,02 дюйма, 19 / 0,011 дюйма 14,7
2,08 14 28 / 0,3 19/27, 73/32 19 / 0,014 дюйма, 70 / 0,008 дюйма 8.8
2,5 13 50 / 0,25, 140 / 0,15 35/28 35 / 0,013 « 6,8
4,0 11 56 / 0,3, 512 / 0,1 4,5

Часть 2: Резисторы и сопротивления

2.1 Сопротивление и закон Ома

Электрическое сопротивление немного похоже на трение, и электроны, протекающие по проводам, теряют энергию, преодолевая сопротивление.Все проводники имеют некоторое сопротивление, и чем больше сопротивление, тем большее количество энергии рассеивается в нем при движении электронов и, следовательно, тем больше энергии требуется для перемещения электронов по цепи. Следовательно, если источник постоянного напряжения подключен к цепи с низким общим сопротивлением, будет течь больше тока (то есть кулонов заряда в секунду), чем если бы тот же источник питания был подключен к цепи с более высоким сопротивлением.

Некоторые электрические компоненты, такие как водонагреватели, имеют большое сопротивление, так что большая часть электрической энергии преобразуется в тепло при протекании через них тока.С другой стороны, провода и кабели должны иметь низкое сопротивление, чтобы при подаче электричества из одного места в другое не терялось много энергии.

Единицей измерения сопротивления (R) является ом (Ом), а один ом — это сопротивление, которое вызывает падение на один вольт, когда протекает ток в один ампер. Для металлического проводника, который остается при постоянной температуре, применяется закон Ома:

Компоненты в цепях, которые рассчитаны на фиксированное сопротивление, обычно показаны в виде простой рамки, как показано на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1: простая схема, содержащая батарею и резистор.

Пример

Электрический нагреватель используется в источнике питания 240 В, потребляет ток 12 А. Его сопротивление:

2.2 Удельное сопротивление

(также известное как удельное сопротивление)

Когда электроны проходят через провод, они испытывают сопротивление и теряют энергию. Чем дальше по проводу они протекают, тем больше энергии они теряют, поэтому мы можем сказать, что общее сопротивление провода пропорционально его длине.

Поскольку электроны равномерно распределены по проводу и поскольку ток — это скорость, с которой заряд проходит через любую точку на этом проводе, мы можем видеть, что для обеспечения любого конкретного тока электроны в более широком проводе должны будут проходить на меньшее расстояние. чем электроны в более узком проводе (рисунок 2.2). Таким образом, можно сказать, что сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника. Поэтому более толстые провода имеют меньшее сопротивление на метр и вызывают меньшие потери энергии в виде тепла.

Рисунок 2.2: Влияние диаметра проволоки на ток.

Объединение двух предыдущих концепций дает нам:

, где l — длина провода, a — площадь поперечного сечения, а α означает пропорциональное.

Удельное сопротивление (ρ) материала определяется как сопротивление между противоположными гранями куба из этого материала с заданной длиной стороны. ρ очень мало для большинства проводников и обычно выражается в микроомах (мкОм) для куба длиной 1 метр, выраженном в мкОм.Например, алюминий имеет удельное сопротивление 0,0285 мкОм. Таким образом, удельное сопротивление проволоки пропорционально удельному сопротивлению материала, из которого она сделана. Мы можем объединить удельное сопротивление с предыдущим уравнением, чтобы получить:

Обратите внимание, что сопротивление, рассчитанное по этому уравнению, будет дано в тех же единицах сопротивления, что и для удельного сопротивления (т. Е. МкОм). Также l и a должны быть в тех же единицах длины, что и ρ, так что если ρ выражено в мкОм l должно быть в м, а должно быть в m 2 .Таблица 2.1 содержит удельные сопротивления некоторых металлов.

Таблица 2.1: Удельное сопротивление некоторых металлов.
Удельное сопротивление
мкОм мкОм · см мкОм · мм
Медь (отожженная) 0,0172 1,72 17,2
Медь (твердоточная) 0,0178 1,78 17,8
Алюминий 0.0285 2,85 28,5
Олово 0,114 11,4 11,4
Серебро 0,0163 1,63 16,3
Латунь 0,06-0,09 6-9 100
Утюг 0,1 10,0 100
Свинец 0,219 21,9 219

Пример

Рассчитайте сопротивление 1000 м 16 мм 2 одиночный отожженный медный провод.
Из таблицы: ρ = 17,2 мкОм мм (поскольку площадь поперечного сечения дана в мм 2 )


Все провода и кабели имеют некоторое сопротивление, поэтому всегда будет потеря энергии и падение напряжения внутри. Тонкие провода сильно нагреваются и могут перегореть, если по ним проходит слишком большой ток, они также могут вызывать такое большое падение напряжения, что оборудование может работать неправильно. Однако толстые провода уменьшают эти явления, так как они содержат больше меди, они будут значительно дороже, чем тонкие провода.

Обычно рекомендуется, чтобы падение напряжения в кабелях не превышало 4% от напряжения питания. Это означает падение 9,6 В для источника питания 240 В или падение 4 В для источника питания 110 В. Обратите внимание, что вы можете измерить падение напряжения на длине кабеля, только когда в нем протекает ток.

Пример

Сдвоенный кабель 2,5 мм 2 MI питает нагреватель, который потребляет ток 20 А. Если длина кабеля 100 м, рассчитайте падение напряжения в нем и частичные разряды на нагревателе, если напряжение питания составляет 240 В.Какой должна быть минимальная площадь поперечного сечения заменяемого кабеля, если падение напряжения не должно превышать 9,6 В.

Кабели

MI имеют жесткие медные жилы, поэтому ρ = 17,8 мкОм (таблица 2.1). Поскольку это сдвоенный кабель, общая длина жилы составляет 200 м.

Сопротивление кабеля:

Падение напряжения на кабеле:

ПД через подогреватель:

Обратите внимание, что это падение 28,5 В или 11,9%. Для падения 9,6В:

Сопротивление кабеля:

Минимальная площадь поперечного сечения:

Это нестандартный размер, поэтому можно использовать 10 мм 2 .Такой кабель рассчитан на ток 77 А, хотя нам требуется только 20 А. Поэтому при выборе кабелей необходимо учитывать падение напряжения и номинальный ток.

2.3 Температура и сопротивление

Когда источник питания 2 В подключен к лампе 60 Вт, 240 В, он потребляет ток 25 мА, его сопротивление составляет:

Когда та же лампа подключена к правильному источнику питания 240 В, она раскаливается добела и потребляет ток 250 мА, а ее сопротивление составляет:

Таким образом, мы видим, что больший ток привел к сильному нагреву лампы и ее сопротивление увеличилось в 12 раз.

Для учета изменения сопротивления с температурой используется температурный коэффициент сопротивления e (α). α для материала при 0 ° C — это изменение сопротивления образца этого материала с сопротивлением 1 Ом при повышении температуры с 0 ° C до 1 ° C. Ситуация осложняется еще и тем, что измерить сопротивление проводника при 0 ° C непросто, поэтому значение α часто указывается для повышения температуры от 20 ° C до 21 ° C. В таблице 2.2 приведены температурные коэффициенты некоторых металлов.

Таблица 2.2: Температурный коэффициент некоторых металлов.
* Углерод имеет отрицательный температурный коэффициент сопротивления, что означает, что в отличие от большинства металлов его сопротивление уменьшается с повышением температуры.
Температурный коэффициент сопротивления
(/ ° C при 0 ° C) (/ ° C при 20 ° C)
Медь +0,0043 +0,00396
Алюминий +0.0040 +0,00370
Латунь +0,0010 +0,00098
Утюг +0,0066 +0,00583
Никель-хром +0,00017 +0,000169
Углерод * -0,0005 -0,00047
Серебро +0,0041 +0.00379

Из приведенной выше таблицы видно, что при повышении температуры с 20 ° C до 21 ° C сопротивление медного сопротивления 1 Ом увеличится до 1.00396 Ом. Таким образом:

где:
R t = полное сопротивление проводника при T (Ом)
R 0 = сопротивление проводника при 0 ° C (Ω)
α = температурный коэффициент сопротивления
T = температура (° C)

А:

где:
R 20 = сопротивление проводника при 20 ° C (Ом)

Если сопротивление проводника при температуре, для которой известно значение α, неизвестно, можно использовать следующий метод:

R 1 = сопротивление проводника при температуре T 1
R 2 = сопротивление проводника при температуре T 2

Разделение:

Отсюда:

Таким образом, значение 0 рэндов было исключено из уравнения.

Пример

Обмотка двигателя постоянного тока изготовлена ​​из отожженной меди и имеет сопротивление 500 Ом при 15 ° C. Какой ток будет протекать при рабочей температуре 35 ° C, если поле PD составляет 300 В? (α = 0,0043 / ° C для отожженной меди при 0 ° C)


Изменение сопротивления в зависимости от температуры может иметь серьезные последствия. Рассмотрим лампу мощностью 60 Вт, подключенную к источнику питания 240 В, ее сопротивление в холодном состоянии составляет 80 Ом, а ток, потребляемый при включении, будет:

По мере того, как лампа нагревается, сопротивление быстро увеличивается, и ток снижается до 250 мА.Кратковременный «переходный процесс», протекающий при включении лампы, часто приводит к ее перегоранию при первом включении. Также, если цепочка лампочек приводится в действие от одного переключателя, тока может хватить, чтобы пережечь чувствительный предохранитель.

2.4 резисторы серии и параллели

Электрические компоненты можно соединять между собой двумя основными способами: параллельно и последовательно.

Когда резисторы подключаются к серии (рисунок 2.3), часть напряжения питания падает на каждый резистор, и каждый резистор рассеивает часть общей энергии от каждого кулоновского заряда.Общее сопротивление (R T ) цепи (без учета сопротивления проводов) представляет собой сумму сопротивлений, и одинаковый ток течет через каждый резистор.

Рисунок 2.3: Три последовательно включенных резистора.

Падение напряжения на каждом резисторе определяется по формуле:

Общее сопротивление:

Напряжение питания:

Ток, протекающий через каждый резистор, определяется по формуле:

Когда резисторы подключаются по схеме параллельно , напряжение на каждом резисторе одинаково, поскольку любые два компонента, подключенные к одной и той же точке в цепи, должны иметь одинаковое напряжение (рисунок 2.4). Ток, протекающий через каждый резистор, составляет часть общего тока (I T ). Обратное к общему сопротивлению является суммой обратных сопротивлений.

Рисунок 2.4: Три резистора, включенных параллельно.

Ток через каждый резистор:

Суммарный ток:

Следовательно:

Если разделить на U, получим:

На рис. 2.5 показано, как можно упростить схемы, содержащие как параллельные, так и последовательные резисторы.

Рисунок 2.5: два блока резисторов можно упростить, суммируя резисторы.

После того, как было вычислено полное сопротивление (рисунок 2.5), мы можем вычислить полный ток:

Мы можем рассчитать падение напряжения на каждой группе резисторов:

Теперь мы можем рассчитать ток в каждом резисторе:

Во втором блоке резисторов ток будет разделен поровну, так как каждый резистор равен 12 Ом, следовательно:

Базовая электротехника

Расчет диаметра провода и площади поперечного сечения

В этом блоге мы рассмотрим концепцию сопротивления, удельного сопротивления и шаги для расчета минимальной площади поперечного сечения и диаметра любого желаемого проводника.

Что такое сопротивление?

Свойство устройства или цепи, которое препятствует прохождению тока через нее. Сопротивление измеряется в Ом (Ом). Прочность любого материала с равномерной площадью поперечного сечения определяется следующими четырьмя факторами:

  1. Вид материала
  2. Длина
  3. Площадь поперечного сечения
  4. Температура

Что такое удельное сопротивление?

Удельное сопротивление — это мера того, насколько данный размер конкретного материала сопротивляется току.Хотя материалы сопротивляются прохождению электрического тока, некоторые из них проводят его лучше, чем другие. Удельное сопротивление используется для сравнения характеристик внутреннего сопротивления различных материалов. Материалы, которые легко проводят ток, называются проводниками. Проводники имеют низкое удельное сопротивление. В то время как материалы, которые плохо проводят ток, называются изоляторами. Изоляторы обладают высоким сопротивлением. Удельное сопротивление материала играет важную роль при выборе материалов, используемых для электрического провода.

Теперь, когда мы ясно понимаем концепции сопротивления и удельного сопротивления, давайте рассмотрим общую взаимосвязь между основным сопротивлением проводника, которая предполагает, что сопротивление данного проводника равно удельному сопротивлению материала, умноженному на отношение его длины к площади поперечного сечения. . Это может помочь нам рассчитать минимальную площадь поперечного сечения и диаметр любого желаемого проводника.

Давайте рассмотрим пример, чтобы понять, как рассчитать минимальную площадь поперечного сечения и диаметр любого желаемого проводника.

Пример: Каковы минимальные площадь поперечного сечения и диаметр жилы для медного провода длиной 750 метров с максимальным сопротивлением 0,2 Ом?

Минимальная площадь поперечного сечения:

Чтобы решить эту проблему, мы будем использовать общее соотношение для расчета сопротивления проводника по следующей формуле:

Сопротивление = Удельное сопротивление * (Длина / Площадь)

R =

R = Сопротивление материала, Ом

Ρ = Удельное сопротивление материала, Ом на метр

L = Длина проводника, в метрах

A = Площадь поперечного сечения, в квадратных метрах

Чтобы использовать это общее соотношение для решения нашей примерной задачи, нам потребуется удельное сопротивление или удельное сопротивление меди.Обратите внимание, что мы получаем удельное сопротивление материалов проводников из таблицы удельных сопротивлений проводников, и теперь мы знаем, что медь имеет удельное сопротивление 1,72 x 10e-8 Ом на метр.

При вычислении сопротивления проводника не забудьте выразить сопротивление в омах, удельное сопротивление материала в омах на метр, длину проводника в метрах и площадь поперечного сечения в квадратных метрах, чтобы это соотношение было действительным. Затем мы можем перейти к вычислению площади поперечного сечения провода, подставив известные величины в примере.

A = Ур. (1)

Диаметр жилы:

Площадь круга можно представить с помощью формулы ниже. Чтобы найти диаметр, нам придется изменить формулу.

А =

4 * А =

=

d =

Теперь мы можем заменить наше полученное значение площади поперечного сечения из уравнения. (1) в это соотношение и вычислим диаметр медного провода, чтобы получить диаметр 0.

Провод

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.