Калькулятор расчета сечения кабеля по нагрузке

При выборе кабеля для питания электрических устройств важно правильно рассчитать площадь поперечного сечения его жилы. Если этого не сделать и проложить проводку «на глаз», результат может оказаться плачевным, вплоть до пожара. Когда сечение кабеля не соответствует нагрузке на линию, владелец в любом случае оказывается в проигрыше.

• Слишком толстый провод – это большая переплата, если только не планируется существенно нагружать кабель дополнительными приборами в дальнейшем. Некоторый запас сечения должен быть обязательно, но увеличивать его значительно смысла нет.
• Слишком тонкий провод – потенциальный источник пожара. Если длительный ток, проходящий по линии, превышает допустимое значение для конкретного сечения, металлическая жила будет нагреваться. Повышение температуры кабеля приведет к разрушению изоляционной оболочки и риску воспламенения расположенных рядом материалов.

Расчет сечения кабеля по нагрузке можно выполнить с помощью готовой таблицы, программы-калькулятора в режиме онлайн или по формуле.

Калькулятор расчета сечения по нагрузке

С целью упростить задачу проектировщиков электрических линий и электриков разработан онлайн-калькулятор. Сервис позволяет в автоматическом режиме вычислять ток потребления электрических приборов. Для этого необходимо ввести в соответствующие поля значение суммарной мощности всех устройств в ваттах и значение напряжения питания в вольтах.

Перевод Ватт в Ампер

Расчет максимальной длины кабельной линии

№  Uбп, В  Uобр, В Ток потр., А Тип кабеля S, мм2 Длина, м 1 ШВВП 2х0,35ШВВП 2х0,5ПВС 3х0,75ПВС 3х1ВВГнг 3х1,5ВВГнг 3х2,5ВВГнг 3х4,5ВВГнг 3х6ВВГнг 3х10UTP, 10 AWGUTP, 11 AWGUTP, 12 AWGUTP, 13 AWGUTP, 14 AWGUTP, 15 AWGUTP, 16 AWGUTP, 17 AWGUTP, 18 AWGUTP, 19 AWGUTP, 20 AWGUTP, 21 AWGUTP, 22 AWGUTP, 23 AWGUTP, 24 AWG удалить №  Uбп, В  Uобр, В Ток потр. , А Тип кабеля S, мм2 Длина, м 1 ШВВП 2х0,35ШВВП 2х0,5ПВС 3х0,75ПВС 3х1ВВГнг 3х1,5ВВГнг 3х2,5ВВГнг 3х4,5ВВГнг 3х6ВВГнг 3х10UTP, 10 AWGUTP, 11 AWGUTP, 12 AWGUTP, 13 AWGUTP, 14 AWGUTP, 15 AWGUTP, 16 AWGUTP, 17 AWGUTP, 18 AWGUTP, 19 AWGUTP, 20 AWGUTP, 21 AWGUTP, 22 AWGUTP, 23 AWGUTP, 24 AWG удалить №  Uбп, В  Uобр, В Ток потр., А Тип кабеля S, мм2 Длина, м 1 ШВВП 2х0,35ШВВП 2х0,5ПВС 3х0,75ПВС 3х1ВВГнг 3х1,5ВВГнг 3х2,5ВВГнг 3х4,5ВВГнг 3х6ВВГнг 3х10UTP, 10 AWGUTP, 11 AWGUTP, 12 AWGUTP, 13 AWGUTP, 14 AWGUTP, 15 AWGUTP, 16 AWGUTP, 17 AWGUTP, 18 AWGUTP, 19 AWGUTP, 20 AWGUTP, 21 AWGUTP, 22 AWGUTP, 23 AWGUTP, 24 AWG удалить №  U бп, В  Uобр, В Ток потр. , А Тип кабеля S, мм2 Длина, м 1 ШВВП 2х0,35ШВВП 2х0,5ПВС 3х0,75ПВС 3х1ВВГнг 3х1,5ВВГнг 3х2,5ВВГнг 3х4,5ВВГнг 3х6ВВГнг 3х10UTP, 10 AWGUTP, 11 AWGUTP, 12 AWGUTP, 13 AWGUTP, 14 AWGUTP, 15 AWGUTP, 16 AWGUTP, 17 AWGUTP, 18 AWGUTP, 19 AWGUTP, 20 AWGUTP, 21 AWGUTP, 22 AWGUTP, 23 AWGUTP, 24 AWG удалить

добавить

Примечания: U — напряжение питания видеокамеры, P — мощность потребляемая видеокамерой, Uбп — напряжение блока питания, Uобр — минимальное напряжение при котором работает видеокамера, S — сечение кабеля, Lмакс — максимальная длина кабельной линии

Данные о мощности обычно указываются в технической документации к прибору, а иногда и на бирке/пластине, которая крепится на одной из его внутренних сторон.

После того, как калькулятор расчета нагрузки кабеля по сечению помог определить ток, можно перейти к расчету площади поперечного сечения жилы с помощью таблицы или формулы.

Выбор по таблице

Зная токовую нагрузку на линию, определить площадь поперечного сечения жилы провода можно шаблонным способом. Для этого предусмотрена уже готовая таблица расчета сечения кабеля в зависимости от нагрузки на предполагаемую проводку.

В воздухе (лотки, короба,пустоты,каналы)						Сечение,кв.мм	В земле
Медные жилы			Алюминиевые жилы				Медные жилы			Алюминиевые жилы
Ток. А	Мощность, кВт		Тон. А	Мощность, кВт			Ток, А	Мощность, кВт		Ток. А	Мощность,кВт
	220 (В)	380 (В)		220(В)	380 (В)			220(В)	380 (В)		220(В)
19	4. 1	17.5				1,5	77	5.9	17.7
35	5.5	16.4	19	4.1	17.5	7,5	38	8.3	75	79	6. 3
35	7.7	73	77	5.9	17.7	4	49	10.7	33.S	38	8.4
*2	9.7	77.6	37	7	71	6	60	13. 3	39.5	46	10.1
55	17.1	36.7	47	9.7	77.6	10	90	19.8	S9.7	70	15.4
75	16.5	49.3	60	13. 7	39.5	16	115	753	75.7	90	19,8
95	70,9	67.5	75	16.5	49.3	75	150	33	98.7	115	75.3
170	76. 4	78.9	90	19.8	59.7	35	180	39.6	118.5	140	30.8
145	31.9	95.4	110	74.7	77.4	50	775	493	148	175	38. 5
ISO	39.6	118.4	140	30.8	97.1	70	775	60.5	181	710	46.7
770	48.4	144.8	170	37.4	111.9	95	310	77. 6	717.7	755	56.1
760	57,7	171.1	700	44	131,6	170	385	84.7	753.4	795	6S
305	67.1	700.7	735	51. 7	154.6	150	435	95.7	786.3	335	73.7
350	77	730.3	770	59.4	177.7	185	500	110	379	385	84.7

По таблице можно узнать площадь поперечного сечения жилы по токовой нагрузке с учетом таких параметров:

• мощность электроприборов;
• напряжение в сети;
• металл, из которого изготовлен кабель;
• метод монтажа проводки.

Зная эти данные, можно быстро определить искомое сечение.

Формула расчета

Чтобы вычислить сечение кабеля по нагрузке с помощью формул, необходимо правильно определить силу тока, который будет проходить по линии. Как правило, питание прокладывается не для одного устройства, поэтому для начала нужно просуммировать мощности всех приборов:

Формулы расчета токовой нагрузки для однофазной (220 В) и трехфазной (380 В) сети отличаются.

Для однофазной линии:

Для трехфазной линии:

В этих формулах:

Р – мощность всех электрических устройств;

К_S – коэффициент одновременности;

U – напряжение в электрической сети;

cosφ = 1 для бытовых приборов.

Формула расчета сечения кабеля по нагрузке позволяет вычислить искомое значение на основе полученных данных.

В этой формуле:

L – длина кабеля;

I – токовая нагрузка на линию;

U_нач – напряжение питания;

U_кон – минимальное напряжение электроприборов;

ρ – удельное сопротивление металлов: для меди – 0,0175 Ом×мм²/м, для алюминия – 0,028 Ом×мм²/м.

Обычно формулы применяются в ситуациях, когда требуется повышенная точность вычислений.

Коэффициенты

При вычислении токовой нагрузки на однофазную сеть (220 В) применяется коэффициент одновременности. Он введен в расчеты, поскольку все подключенные к электрической сети устройства практически никогда не используются одновременно. Этот коэффициент не имеет единственного значения и варьируется в зависимости от общего числа электроприборов.

Так, в жилых зданиях при наличии 50 и более устройств применяется коэффициент, равный 0,4. Если же количество электрических приборов лежит в пределах от 5 до 9 единиц, K_S = 0,78.

Число нижележащих потребителей	Коэффициент одновременности(ks)
2-4	1
5-9	0. 78
10 -14	0.63
15 -19	0.53
20-24	0.49
25-29	0.46
30 — 34	0.44
35-39	0.42
40-49	0.41
50 и более	0.40

Примеры

Пример А. Произвести расчет площади поперечного сечения жилы медного кабеля длиной 65 м для питания электроприборов от однофазной сети. Минимальное рабочее напряжение устройств – 207 В. К линии будут подключены такие приборы: бойлер (2000 Вт), стиральная машина (2500 Вт), освещение (950 Вт), холодильник (500 Вт), компьютер (400 Вт), телевизор (240 Вт), электрочайник (1500 Вт), утюг (1800 Вт), микроволновая печь (1100 Вт), пылесос (1600 Вт), фен (2000 Вт).

В первую очередь следует вычислить суммарную мощность всех электроприборов:

Затем, зная суммарную мощность, необходимо найти токовую нагрузку на однофазную сеть. Учитывая количество электроприборов (11 единиц), коэффициент одновременности будет равен 0,63.

Все данные для расчета сечения кабеля по токовой нагрузке известны:

Таким образом, площадь сечения медного провода для заданных условий должна быть не менее 7,3 мм².

Пример Б. Вычислить минимальную площадь сечения алюминиевого провода для монтажа однофазной электрической линии длиной 70 м в жилом доме. К сети будет подключено 8 приборов общей мощностью 8,3 кВт. Минимальное напряжение их работы – 207 В.

Поскольку суммарная мощность электроприборов и их количество известны, можно сразу же рассчитать нагрузку по току. Коэффициент одновременности составит 0,78.

По формуле расчета площади сечения провода можно вычислить искомый параметр:

Для прокладки электрической линии с заданными условиями необходим кабель с площадью сечения жилы не менее 8,9 мм².

Нагрузка по сечению кабеля алюминий

Привет. Тема сегодняшней статьи «Сечение кабеля по мощности«. Эта информация пригодиться как в быту, так и на производстве. Речь пойдет о том, как произвести расчет сечения кабеля по мощности и сделать выбор по удобной таблице.

Для чего вообще нужно правильно подобрать сечение кабеля ?

Если говорить простым языком, это нужно для нормальной работы всего, что связано с электрическим током. Будь-то фен, стиральная машина, двигатель или трансформатор. Сегодня инновации не дошли еще до безпроводной передачи электроэнергии (думаю еще не скоро дойдут), соответственно основным средством для передачи и распределения электрического тока, являются кабели и провода.

При маленьком сечении кабеля и большой мощности оборудования, кабель может нагреваться, что приводит к потере его свойств и разрушению изоляции. Это не есть хорошо, так что правильный расчет необходим.

Итак, выбор сечения кабеля по мощности. Для подбора будем использовать удобную таблицу:

Таблица простая, описывать ее думаю не стоит.

Теперь нам нужно рассчитать общую потребляемую мощность оборудования и приборов, используемых в квартире, доме, цехе или в любом другом месте куда мы ведем кабель. Произведем расчет мощности.

Допустим у нас дом, выполняем монтаж закрытой электропроводки кабелем ВВГ. Берем лист бумаги и переписываем перечень используемого оборудования. Сделали? Хорошо.

Как узнать мощность? Мощность вы сможете найти на самом оборудовании, обычно имеется бирка, где записаны основные характеристики:

Мощность измеряется в Ваттах ( Вт, W ), или Киловаттах ( кВт, KW ). Нашли? Записываем данные, затем складываем.

Допустим, у вас получилось 20 000 Вт, это 20 кВт. Цифра говорит нам о том, сколько энергии потребляют все электроприемники вместе. Теперь нужно подумать сколько вы будете использовать приборов одновременно в течении длительного времени? Допустим 80 %. Коэффициент одновременности в таком случае равен 0,8 . Делаем расчет сечения кабеля по мощности:

Считаем:

Чтобы сделать выбор сечения кабеля по мощности, смотрим на наши таблицы:

Для трехфазной цепи 380 Вольт это будет выглядеть вот так:

Как видите, не сложно. Хочу также добавить, советую выбирать кабель или провод наибольшего сечения жил, на случай если вы захотите подключить что-нибудь еще.

Похожие записи:

• Когда День энергетика в России в 2012 году он был особенным.
• Если планируете учиться на электрика, рекомендую почитать где учиться и как получить диплом электрика
• Электротехнический персонал, группы
• Профессия электрик, перспективы

Полезный совет: если вы вдруг оказались в незнакомом районе в темное время суток. Не стоит подсвечивать себе дорогу сотовым телефоном

На этом у меня все, теперь вы знаете как подобрать сечение кабеля по мощности . Смело делитесь с друзьями в социальных сетях.

При прокладке электропроводки требуется знать, кабель с жилами какого сечения вам надо будет прокладывать. Выбор сечения кабеля можно делать либо по потребляемой мощности, либо по потребляемому току. Также учитывать надо длину кабеля и способ укладки.

Выбираем сечение кабеля по мощности

Подобрать сечение провода можно по мощности приборов, которые будут подключаться. Эти приборы называются нагрузкой и метод может еще называться «по нагрузке». Суть его от этого не меняется.

Выбор сечения кабеля зависит от мощности и силы тока

Собираем данные

Для начала находите в паспортных данных бытовой техники потребляемую мощность, выписываете ее на листочек. Если так проще, можно посмотреть на шильдиках — металлических пластинах или стикерах, закрепленных на корпусе техники и аппаратуры. Там есть основная информация и, чаще всего, присутствует мощность. Опознать ее проще всего по единицам измерения. Если изделие произведено в России, Белоруссии, Украине обычно стоит обозначение Вт или кВт, на оборудовании из Европы, Азии или Америки стоит обычно английское обозначение ваттов — W, а потребляемая мощность (нужна именно она) обозначается сокращением «TOT» или TOT MAX.

Пример шильдика с основной технической информацией. Нечто подобное есть на любой технике

Если и этот источник недоступен (информация затерлась, например, или вы только планируете приобрести технику, но еще не определились с моделью), можно взять среднестатистические данные. Для удобства они сведены в таблицу.

Таблица потребляемой мощности различных электроприборов

Находите ту технику, которую планируете ставить, выписываете мощность. Дана она порой с большим разбросом, так что иногда трудно понять, какую цифру брать. В данном случае, лучше брать по-максимуму. В результате при расчетах у вас будет несколько завышена мощность оборудования и потребуется кабель большего сечения. Но для вычисления сечения кабеля это хорошо. Горят только кабели с меньшим сечением, чем это необходимо. Трассы с большим сечением работают долго, так как греются меньше.

Суть метода

Чтобы подобрать сечение провода по нагрузке, складываете мощности приборов, которые будут подключаться к данному проводнику. При этом важно, чтобы все мощности были выражены в одинаковых единицах измерения — или в ваттах (Вт), или в киловаттах (кВт). Если есть разные значения, приводим их к единому результату. Для перевода киловатты умножают на 1000, и получают ватты. Например, переведем в ватты 1,5 кВт. Это будет 1,5 кВт * 1000 = 1500 Вт.

Если необходимо, можно провести обратное преобразование — ватты перевести в киловатты. Для это цифру в ваттах делим на 1000, получаем кВт. Например, 500 Вт / 1000 = 0,5 кВт.

Далее, собственно, начинается выбор сечения кабеля. Все очень просто — пользуемся таблицей.

Чтобы найти нужное сечение кабеля в соответствующем столбике — 220 В или 380 В — находим цифру, которая равна или чуть больше посчитанной нами ранее мощности. Столбик выбираем исходя из того, сколько фаз в вашей сети. Однофазная — 220 В, трехфазная 380 В.

В найденной строчке смотрим значение в первом столбце. Это и будет требуемое сечение кабеля для данной нагрузки (потребляемой мощности приборов). Кабель с жилами такого сечения и надо будет искать.

Немного о том, медный провод использовать или алюминиевый. В большинстве случаев, при прокладке проводки в доме или квартире, используют кабели с медными жилами. Такие кабели дороже алюминиевых, но они более гибкие, имеют меньшее сечение, работать с ними проще. Но, медные кабели с большого сечения, ничуть не более гибкие чем алюминиевые. И при больших нагрузках — на вводе в дом, в квартиру при большой планируемой мощности (от 10 кВт и больше) целесообразнее использовать кабель с алюминиевыми проводниками — можно немного сэкономить.

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.

Использование полезной работы электрического тока, уже является чем-то обыденным, незаменимым и само собой разумеющимся. Действительно, с тех пор, когда были получены первые токи от первой батарейки, великим ученым Алессандро Вольтом, в далеком 1800 году, прошло всего-то два столетия. Однако теперь сеть проводов, электрических соединений буквально пронизывает все и вся на поверхности земли и в наших домах. Если всю эту сеть нескончаемых проводов представить себе со стороны, то это будет подобно нервной или кровеносной системе в нашем организме. Роль всех этих проводов для современного общества, пожалуй, не менее значима, чем функция одной из вышеупомянутых систем живого организма. Что же, раз это так важно и серьезно, то при выборе проводов и кабелей, для создания нашей собственной коммуникативной электрической сети стоит подходить с особым вниманием и придирчивостью. Дабы она работала стабильно, без сбоев и отказов. Что же в себя включает данный выбор проводов и кабелей? Во-первых, это определиться с применяемым для проводки материалом, будь то медь или алюминий. Во-вторых, определиться с количеством жил в проводнике, 2 или 3. В-третьих, необходимо подобрать сечения жил исходя из тока, которые будет проходить по проводам, то есть исходя из мощности нагрузки. В-четвертых, выбрать провод исходя из расчетного значения, ближайшее большее сечение по типоряду относительного расчетного. О мелочах и того можно говорить намного больше сказанного, поэтому пока остановимся на этом, и попытаемся все же раскрыть тему нашей статьи о расчете и выборе провода или кабеля исходя из мощности нагрузки.

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Не смотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.
Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию. Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Какой провод, кабель выбрать для прокладки проводки (моножилу или многожильный)

При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой. Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу. Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди. В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше. Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Выбираем провод (кабель) из меди или алюминия (документ ПЭУ)

В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот. Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться. Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…». (До 2001 г. по имеющемуся заделу строительства допускается использование проводов и кабелей с алюминиевыми жилами) Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал. Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.
Так что еще раз повторимся – только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Сколько примерно потребляют бытовые приборы, и как это отразиться на выборе, расчете сечения кабеля

Итак, мы уже определились с маркировкой кабеля, что это должна быть моножила, также с тем, что это должна быть медь, да и про подводимую мощность кабеля мы тоже «заикнулись» не просто так. Ведь именно исходя из показателя проводимой мощности, будет рассчитываться провод, кабель на его применяемое сечение. Здесь все логично, прежде чем что-то рассчитать, надо исходить из начальных условий задачи. Этому нас научили еще в школе, исходные данные определяют основные пути решения. Что же, тоже самое можно сказать про расчет сечения медного провода, для расчета его сечения необходимо знать с какими токами или мощностями он будет работать. А для того чтобы нам знать токи и мощности, мы сразу должны знать, что именно будет подключено в нашей квартире, где лампочка, а где телевизор. Где компьютер, а куда мы включим зарядное устройство для телефона. Нет, конечно, со временем исходя из жизненных обстоятельств, что-то может поменяться, но нет кардинально, то есть примерная суммарная потребляемая мощность для всех наших помещений останется прежняя. Лучше всего сделать так, нарисовать план квартиры и там расставить и развешать все электроприборы, которые вам встретятся и которые запланированы. Скажем так.

Здесь неплохо было сориентироваться, сколько какой прибор потребляет. Именно для этого мы и приведем для вас таблицу ниже.

Подытожим данный абзац, мы должны представлять какие токи, мощности подводимые проводами и кабелями, должны быть обеспечены, для того, чтобы рассчитать необходимое нам сечение и выбрать подходящее. Об этом как раз далее.

Как рассчитать диаметр (сечение) провода (кабеля) исходя из силы тока, потребляемой мощности (медный и алюминиевый)

Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.
Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда. Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.
Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток это направленное движение частиц. Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока. Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.
Не смотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.
Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.

Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке

С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)

Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных. Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.
А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.

Как рассчитать зависимость диаметра токопроводящей жилы (провода, кабеля) от его сечения (площади)

Этот абзац больше относится к курсу школы по геометрии алгебре, когда необходимо найти площадь круга исходя из его диаметра. Именно такая задача стоит перед тем, кто хочет перевести диаметр в сечение. Делается это очень просто.

Сечение равно по формуле – S=0,7853*D 2, где D и есть диаметр окружности, а S это площадь. Также справедливо будет утверждение S=ПИ*R 2 , где R – радиус

Общепринятые сечения медных проводов для проводки в квартире по сечению

Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства. Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.
Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.

Выбор сечения провода исходя из количества коммуникаций в доме (квартире) (типовые схемы проводки)

О чем еще хотелось сказать, так это о том, что лучше использовать несколько независимых линий питания для каждого из помещений в комнате или квартире. Тем самым вы не будете применять провод с сечением 10 мм 2 для всей квартиры, приброшенный во все комнаты, от которого идут отводы. Такой провод будет приходить на вводный автомат, а затем от него, в соответствии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены выбранные сечения проводов, для каждого из помещений.

Типовая принципиальная схема электропроводки для квартиры или дома с электрической плитой (с указанием сечения кабеля для электроприборов)

Подводя итог о выборе сечения провода (кабеля) в зависимости от силы тока (мощности)

Если вы прочитали всю нашу статью, и все наши выкладки, то наверняка уже осознали насколько сложно и одновременно просто выбрать алюминиевый или медный провод, по сечению исходя из токовой нагрузки и мощности. Да, расчет сечения потребует знания множества формул, поправок на материал и температуру, при этом если воспользоваться справочными таблицами, которые мы и привели, то все просто и понятно.
Что же, кроме выбора сечения провода необходимо будет правильно соединить между собой провода, использовать соответствующие автоматы, УЗО, розетки и выключатели. Не забывать про особенности схемы подключения проводки в квартире. Все это скажется на выборе сечения провода в вашем конкретном случае. И только в этом случае, когда вы учтете все факторы, воспользуетесь справочными материалами, правильно смонтируете все элементы, можно будет говорить о том, что все сделано как надо!

Видео о подборе сечения проводник в зависимости от тока (А)

Основные принципы по выбоу сечения, исходя из тока питания еще раз рассмотрены в этом видео.

Таблица нагрузок по сечению кабеля

Нагрузка, которую способен выдержать кабель с жилами определенного сечения рассчитывается достаточно просто. Для получения точных цифр в теории нужно знать только физические свойства материала проводника, который использовался при изготовлении кабеля, и закон Ома. Однако, на практике в большинстве случаев при математических расчётах приходится делать определённые поправки. Они вносятся вследствие влияния ряда внешних факторов, уменьшающих показатели проводимости металлической жилы.

Таблица стандартных нагрузок токопроводящих жил различного сечения

Указанные данные взяты из норм, рассчитанных в лабораторных условиях и опубликованных в ГОСТ Р 50571.5.52-2011. Исходные условия тестирования кабеля предусматривали температуру проводящего материала на уровне 70 °С, а температура внешней среды соответствовала показателю 30 °С. Данные для проводников проложенных в земле, фиксировались при температуре среды 20 °С.

Таблица выше показывает силу тока, которую способна выдержать медная жила определенного сечения, в зависимости от типа монтажа. Существует 7 основных наиболее распространенных способов прокладки электропроводки, каждый из которых применяется в тех или иных условиях эксплуатации электрической сети.

Зная силу тока, которую способна выдержать жила, можно рассчитать максимальную нагрузку участка проводки. Для этого значение силы тока умножается на 220 В, и полученная цифра покажет наибольшее значение совокупной мощности всех единовременно подключенных в сеть электроприборов.

Эта ознакомительная таблица представляет значения силы тока для кабеля с алюминиевыми жилами. При изготовлении полностью новой электропроводки в квартире рекомендуется использовать медные проводники. Алюминий практически вышел из обихода ремонтных бригад, так как по современным стандартам долговечности и надежности медь значительно его превосходит.

Пример расчёта максимальной нагрузки для участка электропроводки

Например, наиболее распространённое сечение медных жил для электропроводки в квартирах составляет 2,5 мм. Исходя из табличных данных, приведенных выше, такой провод при стандартном способе монтажа способен выдержать ток порядка 27 А. И теоретически проводку изготовленную из такого кабеля можно нагружать на 27А х 220В = 5940 Вт.

Однако, в реальности стандартные табличные данные следует принимать с поправкой, вводя уменьшающий коэффициент 0,7 от исходного значения. То есть, в рассматриваемом примере теоретические 27 А после умножения на 0,7 превращаются в 18,9 А. В результате общая нагрузка на такой участок электросети не должна превышать 18,9А х 220В = 4158 Вт.

Во время проектирования домашней электросистемы важно учитывать мощность, на которую рассчитан автоматический выключатель в распределительном щитке квартиры. Наиболее распространенные автоматы устанавливаются на 16 А, что ограничивает совместную нагрузку одновременно включенных в сеть приборов расчетным значением 16А х 220В = 3520 Вт.

Принимая во внимание ограничения установленного автомата, можно сделать вывод, что сечение кабеля должно соответствовать не только мощности бытовой техники, работающей одновременно, но и силе тока, на которую рассчитано автоматическое защитное устройство. Нет никакого смысла увеличивать сечение жил электропроводки в сети более того значения, которое на входе имеет распределительный щиток в конкретной квартире.

Помочь в планировании нагрузки при проектировке электропроводки может таблица с примерными показателями мощности, которую потребляют наиболее распространенные бытовые электроприборы.

Почему так важно использовать уменьшающие коэффициенты?

Дело в том, что в процессе монтажа кабеля скорее всего будут допущены определенные неточности, либо последует несоблюдение допустимых показателей углов изгиба жилы. Медный и алюминиевый провод теряет свои характеристики при сильном сгибании, поэтому все углы при прокладке проводки строго нормированы и не должны выходить за определенные значения.

Длительность эксплуатации электропроводки исчисляется десятками лет, на протяжении которых материал токопроводящих жил неизбежно подвергается коррозии. Этот процесс идёт медленно, но верно и через 20-30 лет характеристики кабеля уже будут не такими хорошими, какими они были при обустройстве новой электросети.

Как связаны нагрузка и сечение проводов между собой?

Реализация простой электрической сети в границах целого дома или отдельного его участка по силам каждому. От исполнителя лишь требуется квалифицированный подход к выбору проводников, главным образом определяющих нагрузочную способность системы.

Взаимосвязь между сечением провода и общей нагрузкой на сеть

Формулы, непосредственно описывающей соотношение между мощностью и величиной поперечного профиля электротехнического продукта, соединяющего щиток и стандартизированный разъем для подключения нагрузки, нет. Характеристику нормальной площадки можно установить через силу тока. В однофазной цепи нагрузка и ток, в общем случае, соотносятся: I = P / U, где:

P – суммарная планируемая нагрузка в номинальном эквиваленте, Вт;
U –напряжение, 220 В.

Отыскав величину силы тока, которую проводник должен транспортировать длительное время без риска перегрева и повреждения изолирующей оболочки, становится возможным установить косвенную взаимосвязь между предполагаемой нагрузкой от энергопотребляющих устройств и сечением проводов с помощью уже посчитанных инженерами и официально задокументированных данных.

Таблица 1 – Зависимость между силой тока и площадью нормального профиля медного провода

Сечение жилы, мм кв.	Открытая установка	Скрытый монтаж проводников одно/многожильный (количество жил)
		2 /-	-/1(2)	3 /-	-/1(3)	4/-
1	17	16	15	15	14	14
1,5	23	19	18	17	15	16
2,5	30	27	25	25	21	25
5	46	42	37	31	39	34

Таблица 2 – Зависимость между силой тока и площадью нормального профиля алюминиевого провода

Алгоритм использования таблиц

1. Определиться, в каком ключе будет происходить укладка электропроводки: открытым или закрытым методом. Скрыто могут быть забазированы различные конфигурации проводников, указанные в столбцах таблицы.
2. Вычисленную силу тока необходимо округлить до ближайшей большей цифры, расположенной в подходящем столбце.
3. В строке выбранного параметра принять указанную величину сечения кабеля.

Анализ таблицы показывает, что в случае скрытого метода установки исполнителю искусственно накладывается ограничение в использовании максимального количества проводов в связке – не более 4-х. Поэтому, если пучок формируют более 4-х нагруженных кабелей, сила тока выбирается из столбца для открытого метода базирования и умножается на корректор, зависящий от количества проводов в связке:

• 5 и 6 – 0,68;
• от 7 до 9 – 0,63;
• от 10 до 12 – 0,6.

Выбор наиболее эффективного материала

Использовать алюминиевые провода в домашней сети опытные специалисты категорически не рекомендуют. Неизменные нагрузка и сечение проводов показывают, что Al способен транспортировать несколько меньшую плотность заряда, нежели Cu при прочих равных условиях. Кроме того, Аl склонен к взаимодействию с окружающей средой. Негативный эффект от последнего – образование оксидной пленки, которая служит прочным диэлектриком и приводит к перегреву проводника.

Между нагрузкой и площадью профиля кабеля существует косвенная взаимосвязь. В качестве параметра-посредника выступает сила тока. Рассчитав величину последней и заранее спланировав методику укладки проводов в помещении, можно выявить математическую характеристику нормальной площадки по нормативным таблицам ПУЭ, выдержки из которых представлены выше. При выборе материала проводников акцентировать внимание следует на медных изделиях.

Интеллектуальный калькулятор для расчета сечения электрических кабелей

Калькулятор позволяет рассчитать сечение токоведущих жил электрических проводов и кабелей по электрической мощности.

Вид электрического тока

Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.

Выберите вид тока: ВыбратьПеременный токПостоянный ток

Материал проводников кабеля

Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.

Выберите материал проводников:

Суммарная мощность подключаемой нагрузки

Мощность нагрузки для кабеля определяется как сумма потребляемых мощностей всех электроприборов, подключаемых к этому кабелю.

Введите мощность нагрузки: кВт

Номинальное напряжение

Введите напряжение: В

Только для переменного тока

Система электроснабжения: ВыбратьОднофазнаяТрехфазная

Коэффициент мощности cosφ определяет отношение активной энергии к полной. Для мощных потребителей значение указано в паспорте устройства. Для бытовых потребителей cosφ принимают равным 1.

Коэффициент мощности cosφ:

Способ прокладки кабеля

Способ прокладки определяет условия теплоотвода и влияет на максимальную допустимую нагрузку на кабель.

Выберите способ прокладки:

Количество нагруженных проводов в пучке

Для постоянного тока нагруженными считаются все провода, для переменного однофазного — фазный и нулевой, для переменного трехфазного — только фазные.

Выберите количество проводов:

Минимальное сечение кабеля: 0

Кабель с рассчитанным сечением не будет перегреваться при заданной нагрузке. Для окончательного выбора сечения кабеля необходимо проверить падение напряжения на токонесущих жилах кабельной линии.

Длина кабеля

Введите длину кабеля: м

Допустимое падение напряжения на нагрузке

Введите допустимое падение: %

Минимальное сечение кабеля с учетом длины: 0

Рассчитанное значение представляет собой минимально допустимое значение фактического сечения кабеля. Значительная часть реализуемой в магазинах кабельной продукции не соответствует маркировке и имеет заниженное сечение проводника. Проверяйте фактическое сечение проводников кабеля перед применением!

Рассчитанное значение сечения кабеля является ориентировочным и не может использоваться в проектах систем электроснабжения без профессиональной оценки и обоснования в соответствии с нормативными документами!

Сечение провода и нагрузка (мощность) таблица

Во время монтажа электрической проводки в квартире или в приватном доме чрезвычайно важно правильно выбрать сечение провода. Если взять очень толстый провод, то это «влетит вам в копеечку», так как его цена зависит от диаметра (сечения) проводящих ток жил. Использование же тонкого кабеля приводит к его перегреву и при несрабатывании защиты возможно оплавление изоляции, короткое замыкание и как последствие — пожар. Самым прекрасным будет Выбор сечения провода в зависимости от нагрузки, что отражено в ниже приведенных таблицах.

Сечение кабеля

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

Величины сечения во всех государствах стандартизированы, причем нормы бывшего СНГ и Европы в данной части вполне совпадают. У нас в государстве документом, которым изменяется данный вопрос, являются «Правила устройства электрических установок» или коротко — ПУЭ.

Сечение кабеля выбирают исходя из нагрузок при помощи специализированных таблиц, именуемых «Возможные токовые нагрузки на провод.» Если нет никакого желания разбираться в данных таблицах — то Вам в полной мере достаточно знать, что на розетки неплохо бы брать кабель из меди сечением 1,5-2,5 мм?, а на освещение — 1,0-1,5мм?.

Для ввода одной фазы в рядовую 2-3 комнатную жилую площадь абсолютно хватит 6,0мм?. Все равно на Ваших 40-80 м? большего оборудования не уместиться, даже с учетом электрические плиты.

Многие электрики для «прикидки» необходимого сечения полагают, что 1мм? медного провода может пропустить через себя 10А электротока: исходя из этого 2,5 мм? меди способны пропустить 25А, а 4,0 мм? — 40Но и т.д. Если Вы чуть-чуть проанализируете таблицу выбора сечения кабеля, то заметите, что подобный вариант годится лишь для прикидки и исключительно для кабелей сечением не выше 6,0мм?.

Ниже дана неполная таблица выбора сечения кабеля до 35 мм? в зависимости от токовых нагрузок. Там же для Вашего удобства приведена общаяя мощность электрического оборудования при 1-фазном (220В) и 3-фазном (380В) потреблении.

Когда нагрузка именуется в кВт — то идет речь 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).

Таблица нагрузок по сечению кабеля:

Для самостоятельного расчета нужного сечение кабеля, к примеру, для ввода в дом, воспользуйтесь кабельным калькулятором или подобрать нужное сечение по таблице.

Реальная таблица касается кабелей и проводов в резиновой и пластмассовой изоляции. Это такие широко распространенные марки как: ПВС, ВВП, ВПП, ППВ, АППВ, ВВГ. АВВГ и много прочих. На кабели в бумажной изоляции есть собственная таблица, на не изолированные провода и шины — собственная.

При расчетах сечения кабеля мастер должен также иметь в виду методы прокладывания кабеля: в лотках, пучками и т.п.

Более того, величины из таблиц о возможных токовых нагрузках обязаны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:

Расчет сечения провода

Начинаем не с таблицы, а с расчета. Другими словами, любой человек, не имея рядом интернет, где в свободном доступе ПУЭ с таблицами есть, может без посторонней помощи определить сечение кабеля по току. Чтобы это сделать понадобиться штангенциркуль и формула.

Если кабель имеет несколько жил, то замеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, после все критерии суммируются. А как определить сечение кабеля, если каждая его жила имеет несколько тоненьких проводков?

Если нет желания считать проводки и измерять их , нужно просто измерить диаметр одной жилы, который состоит из нескольких проводов. Снимать размеры нужно бережно, чтобы не смять жилу. Необходимо обратить свое внимание, что этот диаметр не считается точным, так как между проводками остается пространство.

Соотношение тока и сечения

Чтобы понимать, как работает электрокабель, стоит вспомнить обыкновенную трубу для водопровода. Чем больше ее диаметр, тем больше воды через нее будет проходить. То же самое и с проводами.

Чем больше их площадь, тем большей силы ток, через них пройдёт, тем чрезмерную нагрузку такой кабель выдержит. При этом провод не будет сильно греться, что является самым главным условием правил пожарной безопасности.

По этому связка сечение – ток является главным критерием, который применяется в подборе электропроводов в разводке. По этому вам нужно в первую очередь разобраться, сколько домашних приборов и какой суммарной мощности будет подключены к каждому шлейфу.

Например, в кухонной комнате в первую очередь ставится холодильник, СВЧ печь, кофемолка и кофеварка, электрический чайник порой машина для мойки посуды. Другими словами, эти все прибору могут в один момент быть включены одновременно. По этому в расчетах и применяется общаяя мощность помещения.

Выяснить используемую мощность каждого прибора можно из паспорта изделия или на бирке.

Например обозначим отдельные из них:

Узнав мощность, которая будет действовать на проводку, можно выбрать ее сечение из таблицы. Не станем рассматривать все критерии этой таблицы, покажем те, которые преобладают в бытовых условиях.

Чем выделяется провод от провода

Перед тем как перейти к ключевому содержимому, нам стоит понять, что же мы все же хотим высчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от иного!? Не обращая внимания на то, что среднестатистический человек использует эти два слова как синонимы, имея ввиду под этим что-нибудь собственное, однако если быть дотошными, то разница все же есть.

Так кабель это одна токопроводящая жила, будет это моножила или набор проводников, отделенная в диэлектрик, в оболочку. А вот провод, это уже несколько подобных проводов, объединенных в одно целое, в собственной защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше ясно, что к чему, взгляните на картинку.

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам нужно собственно сечение провода, другими словами одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию.

Впрочем мы иногда и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где нибудь все же встретится слово провод, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают собственное дело.

Подбор кабеля

Делать внутреннюю разводку наиболее целесообразно из проводов из меди. Хотя металлические им не уступят. Но тут существует один момент, который связан с правильно проведенном соединении участков в клеммной коробке. Как говорит практика, соединительные места часто ломаются из-за окисления металлического провода.

Еще 1 вопрос, какой кабель подобрать: одножильный или из нескольких жил? Одножильный имеет лучшую проводимость тока, по этому собственно его советуют к использованию в бытовой электрической разводке. Из нескольких жил имеет большую гибкость, что дает возможность его сгибать в одном месте по паре раз без вреда качеству.

Одножильный или из нескольких жил

Во время монтажа электрической проводки в большинстве случаев используют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В данном списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой.

Тут мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, другими словами это не удлинитель, не место сгиба, которое регулярно меняет собственное положение, то предпочтительно применять моножилу.

Вы спросите почему? Все просто! Не взирая на то, насколько выгодно не были бы положены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором есть кислород. Происходит окисление поверхности меди.

В конце концов, если проводников много, то площадь окисления гораздо выше, а это означает токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс долгий, но и мы не считаем, что вы собираетесь менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше.

Тем более это эффект окисления будет сильно возникать у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при большой влажности. Так что мы вам настойчиво советуем применять моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится в течении определенного времени несущественно, а это очень важно, при наших дальнейших расчетах.

Медь или алюминий

В советском союзе большинство домов для жилья оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это абсолютно не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в определенных случая наоборот.

Но по всей видимости проектировщики электро сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если использовать алюминий, а не медь. На самом деле, строительные темпы были огромнейшие, нужно вспомнить хрущевки, в которых все еще живёт половина страны, а это означает эффект от подобной экономии был существенным. В этом сомнений не должно быть.

Так вот, мы вам настойчиво не советуем проводит эксперименты и пробовать алюминий. Минусы его понятны. Металлические скрутки невозможно пропаять, также довольно не просто сварить, в конце концов контакты в сортировочных коробках могут в течении определенного времени нарушиться. Алюминий очень непрочный, два-три изгиба и кабель отпал.

Будут частые проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Снова же если говорить о проводимой мощности, то провод из меди с тем же сечением для алюминия 2,5 мм.кв. допускает долгий ток в 19А, а для меди в 25А. Тут разница более чем 1 КВт.

Так что еще раз повторимся — только медь! Дальше мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, однако в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Для чего выполняется расчет

Провода и кабели, по которой течет переменный ток, считается очень важной частью электрической проводки.

Безопасная работа состоит в том, что если вы подберете сечение, не подходящее его токовым нагрузкам, то это может привести к слишком большому перегреву провода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.

По этому к вопросам про выбор сечения провода стоит относиться со всей серьёзностью.

Что необходимо знать

Главным показателем, по которому рассчитывают кабель, считается его продолжительно допустимая токовая нагрузка. Говоря откровенно, это такая величина электрического тока, которую он может пропускать в течении долгого времени.

Чтобы отыскать величину минимального тока, нужно подсчитать мощность всех подключаемых электрических приборов в доме. Рассмотрим пример расчета сечения провода для обыкновенной квартиры с двумя комнатами.

Как только мощность будет известна расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока на основании этой мощности. Определить силу тока можно по формуле:

1) Формула расчета силы тока для однофазной сети 220 В:

расчет силы тока для однофазной сети

где Р — общаяя мощность всех электрических приборов, Вт;
U — напряжение сети, В;
КИ= 0.75 — показатель одновременности;
cos для домашних электрических приборов- для домашних электрических приборов.
2) Формула для расчета силы тока в трёхфазной системе электроснабжения 380 В:

расчет силы тока для трёхфазной системе электроснабжения

Зная величину электрического тока, сечение провода находят по таблице. Если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в данном случае подбирают ближайшее огромное значение. К примеру, расчетное значение тока составляет 23 А, выбираем по таблице ближайшее большее 27 А — с сечением 2.5 мм2.

Какой кабель лучше применять

Сегодня для монтажа, как открытой электрической проводки, так и скрытой, разумеется очень популярны провода из меди.

Медь, если сравнивать с алюминием, более эффективна:

Минусом проводов из меди считается их большая цена. Цена их в 3-4 раза выше металлических. Хотя провода из меди по цене дороже все же они являются более популярными и распространенными в применении чем металлические.

Расчет сечения проводов из меди и кабелей

Подсчитав нагрузку и сформировавшись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для некоторых групп потребителей, на примере квартиры с двумя комнатами.

В нашем случае ключевой силовой нагрузкой будет розеточная группа, поставленная в кухонной комнате и в ванной. Так как там ставится наиболее мощная техника (электрический чайник, СВЧ печь, холодильник, электрический водонагреватель, машина для стирки и т.п.).

Для такой розеточной группы выбираем кабель сечением 2.5мм2. При условиях, что силовая нагрузка будет разбросана по самым разнообразным розеткам. Что это означает? К примеру, в кухонной комнате для подсоединения всей техники для дома необходимо 3-4 розетки подключенных медным проводом сечением 2.5 мм2 каждая.

Если вся техника подсоединяется через одну одну-единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 будет мало, в данном случае необходимо применять кабель сечением 4-6 мм2. В комнатах для жилья для питания розеток можно применять кабель сечением 1.5 мм2, но окончательный выбор необходимо принимать после соответствующих расчетов.

Нужно понимать, что мощность на различных участках электрической проводки будет различной, исходя из этого и сечение питающих проводов тоже различным. Самое большое его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода подбирают 4 – 6 мм2.

Во время монтажа электрической проводки используют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ.

Выбор сечения кабеля по мощности

Вот мы добрались и до сути нашей публикации. Впрочем все, что было выше, упускать нельзя, а это означает и мы промолчать не имели возможности.

Если попытаться рассказать мысль разумно и по-простому, то через каждое относительное сечение проводника может пройти ток конкретной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось выяснить эти соотношения и соотнести для разного диаметра провода, исходя из его типоряда.

Также нельзя промолчать, что тут, при расчитывании сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составная часть – температура. Конкретно она способна оказать влияние на сечение. Как и почему, давайте разберемся.

Мы все знаем о броуновском движении. О систематическом смещении ионов в кристаллической решётке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов в середине материала. А мы знаем, что ток — это направленное движение частиц.

Так вот, направленное движение частиц столкнется в кристаллической решётке с ионами, что приводит к повышению сопротивления для тока.

Не обращая внимания на то, что провода из алюминия мы не рассматриваем в качестве проводов для электрической проводки, как минимум, в квартире, но все таки, они много где используются. Скажем для проводки на улице. Собственно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для проводов сделанных из алюминия.

Итак, для меди и алюминия будут следующие критерии зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.

Таблица проводников под возможный самый большой ток для их применения в проводке:

С 2001 года провода из алюминия для проводки в квартирах не используются. (ПЭУ)

Да, тут как заметил наш читатель, мы практически не привели расчета, а лишь предъявили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании данных расчетов. Но смеем вас измерить, что для расчетов нужно перелопатить много формул, и критериев. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и аналогичных.

По этому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом стоит заметить, что и они не окончательны, так как могут несущественно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, используемого в различных государствах.

А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это нужно, когда есть кабель, но по каким, либо причинам маркировки на нем нет. В данном случае по диаметру провода можно определить сечения и наоборот из сечения диаметр.

Общепринятые сечения для проводки в квартире

Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, о частных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида обстоятельства жизни.

Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в помещениях вашей жилой площади или дома, то в большинстве случаев принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.

Если проводка необходима для подключения водонагревателей косвенного нагрева, нагревателей, плит, то тут уже рассчитывается сечение провода (кабеля) персонально.

Выбор сечения провода исходя из количества потребителей

О чем еще хотелось сказать, так это про то, что лучше применять несколько независимых линий питания для любого из помещений в комнате или жилой площади. Таким образом вы не будете использовать кабель с сечением 10 мм 2 для всей жилой площади, проброшенный во все жилые помещения, от которого идут расширения.

Такой кабель будет приходить на вводный автомат, а потом от него, в согласии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены подобранные сечения проводов, для любого из помещений.

Стандартная важная схема электрической проводки для дома или квартиры с варочной поверхностью (с указыванием сечения кабеля для электрических приборов)

Токовые нагрузки в сетях с постоянным током

В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по-иному. Сопротивление проводника постоянному напряжению гораздо больше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще не берут в учет).

Есть формула, определяющая насколько упадет напряжение на концах если сравнивать с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления и силы тока в цепи:

Зная величины перечисленных критериев очень просто высчитать необходимое Вам сечение: методом подстановки, или при помощи простых арифметических действий над данным уравнением.

Если же падение постоянного напряжения на концах значения не имеет, то для выбора сечения можно пользоваться таблицей для электрического тока, однако при этом исправлять величины электрического тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при систематическом токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем отмечено в таблице.

Провод, передающий переменный ток, – один из очень важных компонентов электросети. В случае выхода кабеля из строя работа всей системы становится невозможной, по этому для устранения отказов, а еще опасности загорания от перегревания, следует произвести точный расчёт сечения кабеля по нагрузке.

Такой расчёт даёт уверенность в неопасной и надёжной работе сети и приборов, однако что ещё важнее – безопасности людей.

Выбор сечения, недостаточного для токовой нагрузки, приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, а это, со своей стороны, – к короткому замыканию и даже пожару. Так что для проведения расчётов и щепетильного выбора подходящего кабеля есть масса причин.

Что нужно для расчёта по нагрузке

Главный признак, помогающий высчитать сечение и марку кабеля – предельно допустимая большая нагрузка (по току). Если по простому, то это – величина электрического тока, которую провод способен пропускать в условиях его прокладки без перегрева весьма продолжительное время.

Чтобы это сделать нужно обычное арифметическое суммирование мощностей всех электрических приборов, которые будут включаться в сеть.

Следующим основным этапом, дающим возможность достигнуть безопасности, считается расчёт сечения кабеля по нагрузке, для чего нужно подсчитать силу тока, применяя формулу:

Для однофазной сети напряжением 220 В:

Для трёхфазной сети напряжением 380 В:

Получив точное значение величины электрического тока, необходимо обратиться к таблицам, дающим возможность отыскать провод или кабель необходимого сечения и материала. Однако если полученное значение величины электрического тока не очень сходится с табличным значением, то не стоит «экономить», а лучше подобрать ближайшее, но огромное значение сечения кабеля.

Пример: при напряжении сети 220 В полученное значение величины электрического тока составило 22 ампера, ближайшее огромное значение (27 А) имеет провод из меди или провод из меди, сечением 2,5 мм кв. Это значит, что прекрасным выбором станет конкретно такой провод, а не с сечением 1,5 мм кв., имеющим значение возможного продолжительного тока 19 А.

Если подбирается провод с жилами из алюминия, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.

Расчёт для помещений

Предыдущий расчёт позволил точно определить материал и сечение вводного кабеля, по которому будет идти общая самая большая нагрузка. Теперь следует произвести подобные расчёты по каждому помещению и его группам. И вот почему: нагрузка на розеточные группы способна заметно отличаться.

Так, розетки с подключённой машиной для стирки и феном нагружены намного больше, чем розетка для миксера и кофеварки в кухонной комнате. По этому не стоит «упрощать» задачу, даже не думая укладывая кабель сечением 2,5 квадрата на розетки, так как порой этого просто не хватит.

Необходимо не забывать, что в большинстве случаев кухня и комната с ванной – наиболее «нагруженные» линии, так как собственно там размещены холодильник, электрический чайник, электрический водонагреватель, СВЧ печь, а порой и машинка для стирки. По этому наиболее целесообразно распределить эту нагрузку по самым разным розеточным группам, а не применять блок на 5-6 розеток.

Порой от «мастеров» можно услышать, что для розеток в других помещениях достаточно и «кабеля-полторушки», впрочем выдели бы вы те чёрные полосы, видные из-под обоев, которые после себя оставляет прогоревший провод после включения в него масляного обогревательного прибора или теплового вентилятора!

Самые популярные марки проводов и кабелей:

Похожие статьи

Сечение провода и нагрузка, способы вычисления, таблица

Для безопасной работы электрических систем первоочередное значение имеет правильный выбор сечение провода. Неправильный выбор поперечного сечения может привести к перегреву электропроводки, оплавлению изоляции и, в конечном счете, к возникновению пожара.

Чрезвычайно важно правильно оценить потребляемую мощность и в соответствии с этими расчетами подобрать оптимальные параметры проводов домашней электрической сети. Для правильного определения параметров электрических проводников существует несколько различных методик.

Способы вычисления сечения проводов

Правильный выбор поперечного сечения электрических кабелей обеспечит безупречную работу системы, а также позволит не тратить лишние средства на провода с заведомо завышенными параметрами.

В сущности, токопроводящий кабель вполне можно сравнить с любым трубопроводом, только вместо жидкости или газа по нему транспортируется ток. Недостаточное поперечное сечение приводит к резкому увеличению плотности тока, что, в свою очередь, влечет за собой перегрев провода, разрушение изоляции и возникновение пожароопасных ситуаций.

Завышенные показатели поперечного сечения не имеет никаких эксплуатационных противопоказаний, однако стоимость проводки в этом случае неоправданно и существенно возрастает.

Определить площадь поперечного сечения провода можно следующим образом: необходимо снять изоляцию и измерить микрометром или штангенциркулем диаметр токопроводящей жилы. После этого по формуле:

S=0.785d²

Определяем искомую площадь поперечного сечения кабеля. В случае многожильного проводника следует учесть количество токопроводящих жил, в этом случае:

S=0.785nd²,

Где n – количество токопроводящих элементов кабеля.

Следующей важной характеристикой как бытовой, так и промышленной электропроводки является предельно допустимая нагрузка. От этого показателя зависят основные свойства будущей проводки, мощность автоматических выключателей и пр.

Расчет максимальной нагрузки провода по сечению

Наиболее простым способом расчета является вычисление суммарной потребляемой мощности. Наибольшее сечение провод должен иметь на входе в первую распределительную коробку, далее, в зависимости от мощности потребителей, поперечное сечение кабеля может уменьшаться в зависимости от характеристик потребителей.

Для проведения расчета на первом этапе необходимо сложить показатели мощностей всех предполагаемых потребителей. Далее возможно два варианта: первый подразумевает введение понижающего коэффициента в 0,8, мотивируя это тем, что все потребители одновременно практически никогда не работают. Второй вариант напротив предполагает использование повышающего коэффициента в 1,2, аргументируя его учетом пусковых токов и повышением общей надежности системы. Кроме этого, второй вариант предполагает известный резерв мощности для возможных будущих потребителей.

Далее по обобщенным показателям мощности выбирают требуемое сечение провода. В зависимости от нагрузки и действительного напряжения в сети по таблице ПУЭ подбирают стандартный кабель, оптимальный для данных условий эксплуатации.

Для определения оптимальных параметров схемы трехфазных проводов также существуют специальные методы. Основным отличием однофазного и трехфазного провода является количество подключаемых фаз и напряжение.

Как рассчитать сечение трехфазного провода

Расчет проводов трехфазной проводки выполняют по формуле:

I = P / (√3 × U × cosφ)

В этой формуле

I – Предполагаемое значение силы тока, для определения сечения провода;

U – Стандартное фазовое напряжение, 220В;

cosφ – косинус угла фазового сдвига;

P – суммарная мощность потребителей.

Значение cosφ имеет чрезвычайно важное значение, поскольку, как видно из формулы, непосредственно влияет на силу тока. После определения общей мощности по специальной таблице подбирают оптимальное сечение провода.

Как уже не раз указывалось, существуют различные типы таблиц для определения необходимых характеристик проводов, которые помогут сделать правильный выбор при покупке кабельной продукции.

Таблица сечения провода и нагрузки

Такой параметр как поперечное сечение проводов имеет чрезвычайно важное значение для электротехники. Как правило, этот параметр неразрывно связан с такой важной характеристикой электропроводки как допустимая нагрузка.

Без учета этих двух показателей невозможно провести расчет, и тем более монтаж линий электропередач и бытовой электропроводки. В случае правильного выполнения проектных расчетов, срок службы и надежность работы электрических сетей будут вполне удовлетворительны, в то время как даже незначительные ошибки могут привести к перегреву проводников, оплавлению изоляционного покрытия и возникновению пожароопасных ситуаций.

Существенную помощь в проведении электротехнических расчетов может оказать использование специальных таблиц, отражающих зависимость потребляемой мощности от величины поперечного сечения проводника.

Подводя итог можно сказать, что зависимость мощности от сечения провода, отраженная в таблице обеспечит выбор оптимальных параметров проводки на случай увеличения мощности в случае подключения дополнительных потребителей, а так же с учетом возможных перепадов температур.

Механика материалов: напряжение »Механика тонких конструкций

Добро пожаловать в Механику материалов. Этот курс основан непосредственно на основах, которые мы изучили в статике — вычислении статического равновесия различных конструкций при различных нагрузках. В статике мы рассматриваем внешних сил , действующих на твердых тел . В действительности все тела деформируемы , и эти внешние силы создают внутренних напряжений .Ну тогда что за стресс?

Напряжение — это мера внешней силы , действующей на площади поперечного сечения объекта. Напряжение имеет единицы силы на площадь: Н / м ² (СИ) или фунт / дюйм ² (США). Единицы СИ обычно называют паскалями, сокращенно Па . Поскольку 1 Па является неудобно малым по сравнению с напряжениями, которые испытывает большинство конструкций, мы часто будем сталкиваться с 10 ³ Па = 1 кПа (килопаскаль), 10 ⁶ Па = МПа (мегапаскаль) или 10 ⁹ Па = ГПа (гигапаскаль).

Существует два типа напряжения, которое может испытывать конструкция: 1. Нормальное напряжение и 2. Напряжение сдвига . Когда сила действует перпендикулярно (или «нормально») к поверхности объекта, она вызывает нормальное напряжение. Когда сила действует параллельно поверхности объекта, возникает напряжение сдвига.

Рассмотрим светильник, подвешенный к потолку на веревке. Поперечное сечение веревки круглое, а вес света тянется вниз перпендикулярно веревке.Эта сила вызывает в канате нормальное напряжение .

Хорошо, как мы пришли к этому уравнению. За кадром существует множество предположений. На протяжении всего этого курса мы будем предполагать, что все материалы однородны, изотропны и эластичны. Мы также предположим, что объект является «призматическим» — это означает, что поперечные сечения одинаковы по всей его длине (например, огурец является призматическим, а тыквенный орех — нет). Все эти предположения позволяют утверждать, что объект будет деформировать равномерно в каждой точке своего поперечного сечения.Нормальное напряжение в точке поперечного сечения определяется как (с аналогичными уравнениями в направлениях x и y ). :

На каждый небольшой участок поперечного сечения действует одинаковая сила, и сумма всех этих сил должна равняться внутренней равнодействующей силе P . Если мы позволим ΔA перейти к dA, а ΔF перейти к dF, то мы сможем просто проинтегрировать обе части уравнения и придем к соотношению для нормального напряжения.

Это соотношение для нормального напряжения более точно соответствует среднему нормальному напряжению , поскольку мы усреднили внутренние силы по всему поперечному сечению.

Понятие стресса часто бывает трудно понять, потому что его нелегко заметить. Оказывается, размещение прозрачного объекта через кросс-поляризованный свет позволяет непосредственно наблюдать напряжение внутри материала на основе концепции, называемой фотоупругостью:

Напряжение действительно может существовать в материале при отсутствии приложенной нагрузки. Это называется остаточным напряжением, и его можно использовать как способ упрочнения материалов, например, при изготовлении японского меча катана.И наоборот, нежелательные остаточные напряжения могут способствовать росту трещин и приводить к разрушению, как, например, при обрушении Серебряного моста в Западной Вирджинии в 1967 году. Возможно, самый яркий пример остаточного напряжения связан с быстрым охлаждением расплавленного стекла, известным как « Капля принца Руперта »:

Давайте посмотрим на другой пример. Рассмотрим болт, соединяющий две прямоугольные пластины, и растягивающее усилие, перпендикулярное болту. Из диаграммы свободного тела мы видим, что приложенная извне сила оказывает силу, параллельную круглому поперечному сечению болта.Эта внешняя сила приводит к напряжению сдвига внутри болта.

Теперь формальные определения напряжения сдвига принимают форму, аналогичную описанным выше. Рассмотрим напряжение сдвига, действующее на поверхность z элемента:

Напряжение сдвига — это касательное напряжение, действующее по касательной к поперечному сечению, и оно принимает среднее значение:

Важно отметить, что напряжения, которые мы только что описали, составляют средних напряжений .Мы предположили, что вся внешняя сила была равномерно распределена по площади поперечного сечения конструкции — это не всегда так, и мы будем пересматривать это предположение на протяжении всего курса.

Когда вы смотрите на элемент при сдвиге, все кажется немного сложнее. Рассмотрим небольшой кубический элемент внутри конструкции при сдвиге, как показано ниже.

Теперь равновесие требует, чтобы напряжение сдвига, действующее на τ _zy , сопровождалось напряжениями сдвига в других плоскостях.Но давайте рассмотрим равновесие сил в направлении y . Зная, что силу можно записать как напряжение (тау), умноженное на площадь (ΔxΔy), мы можем записать это силовое равновесие как:

Поскольку площади куба по определению одинаковы, это означает, что τ _zy = τ ‘ _zy . Аналогичное равновесие сил в направлении z -направлении приводит к τ _yz = τ ‘ _yz . Давайте рассмотрим моментное равновесие относительно оси x . Зная, что мы можем записать силу, как и раньше, а плечо момента будет Δz, этот баланс моментов станет:

Это простое соотношение говорит нам, что τ _zy = τ _yz, и, следовательно, все четыре касательных напряжения имеют равные величины и должны указывать навстречу или от друг друга на противоположных краях элемента.Это соотношение известно как «чистый сдвиг».

Инженеры используют стресс при проектировании конструкций. Внешняя нагрузка и геометрия конструкции говорят нам, какое напряжение действует в материале, но ничего не говорят нам о самом материале. Каждый материал имеет предел прочности — показатель того, какое напряжение может выдержать материал перед разрушением. Чтобы правильно спроектировать безопасную конструкцию, мы должны убедиться, что приложенное напряжение от внешней нагрузки никогда не превышает предельное напряжение материала. Отчасти сложность этой задачи заключается в том, что мы не всегда точно знаем, какова внешняя нагрузка — она ​​может изменяться непредсказуемо, и конструкции, возможно, придется выдерживать неожиданно высокие нагрузки. Чтобы учесть эту неопределенность, мы включили в нашу конструкцию коэффициент безопасности . Коэффициент безопасности — это просто отношение разрушающей нагрузки или напряжения к допустимой нагрузке или напряжению. Разрушение или конечное значение — это свойство материала , в то время как допустимое значение определяется внешней силой и геометрией конструкции .

В этой лекции мы представили понятие стресса. Напряжение — это мера того, что материал ощущает от приложенных извне сил. Это просто отношение внешних сил к площади поперечного сечения материала. Силы, приложенные перпендикулярно поперечному сечению, составляют нормальных напряжений , а силы, приложенные параллельно поперечному сечению, составляют касательных напряжений .Хотя представленные здесь концепции не слишком чужды, большая часть трудностей с этим материалом связана с проблемой правильного расчета статического равновесия . Расчет статического равновесия скажет нам величину и направление приложенных сил, которые мы затем можем использовать для расчета напряжений. Если следующие примеры видео и домашнее задание вызывают у вас затруднения, сейчас самое время вернуться и просмотреть некоторые концепции из вашего курса статики.

Этот материал основан на работе, поддержанной Национальным научным фондом в рамках гранта No.1454153. Любые мнения, выводы, заключения или рекомендации, выраженные в этом материале, принадлежат автору (авторам) и не обязательно отражают точку зрения Национального научного фонда.

Механика материалов: осевая нагрузка »Механика тонких конструкций

Нормальное напряжение и напряжение сдвига, как мы их определили, являются мерой среднего напряжения по поперечному сечению.Проще говоря, величина напряжения в любом месте поперечного сечения одинакова. Это означает, что нагрузка распределена по всему поперечному сечению. В качестве альтернативы, если внешняя сила сосредоточена на небольшой области, это называется точечной нагрузкой . Точечная нагрузка, в отличие от распределенной нагрузки, приводит к тому, что напряжение вблизи точки нагрузки намного превышает среднее напряжение. Это приводит к очень сложным деформациям из-за очень сложных напряженных состояний. Описание этой деформации выходит за рамки этого курса.Но если вы посмотрите на иллюстрации распределенной нагрузки и точечной нагрузки ниже, вы заметите, что деформации (и, следовательно, распределения напряжений) начинают выглядеть одинаково, когда вы удаляетесь от точечной нагрузки.

Естественный вопрос: на каком расстоянии от точечной нагрузки напряжение становится равномерно распределенным (т.е. когда мы можем безопасно использовать наше определение среднего напряжения )? Принцип Сен-Венана гласит, что приближение среднего напряжения справедливо в материале для всех точек, которые находятся на таком расстоянии от нагрузки, как ширина конструкции.Это утверждение может быть легче понять визуально:

Этот принцип важен — большая часть материалов, относящихся к этому классу, предполагает, что напряжение равномерно распределено (или усреднено) по поперечному сечению. Принцип Сен-Венана позволяет нам быстро определить, где в структуре это предположение верно.