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

(для регионов бесплатно)

Содержание

Таблица сечения медного провода по мощности

Надежная и безопасная работа любых электрических приборов и оборудования во многом зависит от правильного выбора проводов. Большое значение имеет сечение медного провода, таблица позволяет определить его необходимые параметры, в зависимости от токовой нагрузки и мощности. Неправильный подбор кабельной продукции может вызвать короткое замыкание и последующее возгорание. При небольшом сечении провода и слишком высокой мощности оборудования произойдет его перегрев, что вызовет аварийную ситуацию.

Сечение и мощность провода

При выборе кабельной продукции в первую очередь необходимо учитывать существенные различия между медными и алюминиевыми проводами.

Сечение проводов по току и мощности таблица

Медь является более устойчивой к различного рода изгибам, она обладает более высокой электропроводностью и меньше подвержена воздействию коррозии. Поэтому одна и та же нагрузка предусматривает меньшее сечение медного провода по сравнению с алюминиевым. В любом случае, приобретая электропровод, нужно делать определенный запас его сечения, на случай возрастания нагрузок в перспективе, когда будет устанавливаться новая бытовая техника. Кроме того, сечение должно соответствовать максимальной нагрузке, токам автоматов или других защитных устройств.

Величина тока относится к основным показателям, оказывающим влияние на расчеты площади сечения проводов. То есть, определенная площадь имеет возможность пропускать через себя определенное количество тока в течение продолжительного времени. Этот параметр также называется длительно допустимой нагрузкой.

Само сечение представляет собой общую площадь, которую имеет срез токопроводящей жилы. Для его определения используется формула вычисления площади круга. Таким образом, Sкр. = π × r2, где число π = 3,14, а r – будет радиусом измеряемой окружности. При наличии в кабельной жиле сразу нескольких проводников, измеряется диаметр каждого из них, а затем полученные данные суммируются. Чтобы найти радиус, нужно вначале измерить диаметр проволоки с помощью микрометра или штангенциркуля. Наиболее эффективным методом считается определение площади сечения по специальным таблицам, с учетом необходимых показателей.

Прежде всего, принимаются во внимание конкретные условия эксплуатации, а также предполагаемая величина максимального тока, который будет протекать по данному кабелю в течение продолжительного времени.

Сечение медных проводов и мощность электрооборудования

Перед монтажом того или иного электрического оборудования необходимо выполнить все расчеты. Они проводятся с учетом полной мощности будущих потребителей электроэнергии. Если монтируется сразу несколько единиц оборудования, то расчеты проводятся в соответствии с их суммарной мощностью.

Нагрузка и сечение провода таблица

Мощности каждого прибора указываются на корпусе или в технической документации на изделие и отражаются в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт). Для того, чтобы рассчитать сечение медного провода по мощности, таблица со специальными параметрами поможет подобрать наиболее оптимальный вариант.

В стандартных городских квартирах как правило действует однофазная система электроснабжения, напряжение которой составляет 220 вольт. Расчеты проводятся с учетом так называемого коэффициента одновременности, составляющему 0,7. Этот показатель означает возможность одновременного включения около 70% установленного оборудования. Данный коэффициент нужно умножить на значение суммарной мощности всех имеющихся приборов. По полученному результату в таблице определяется необходимое сечение проводки в соответствии с заданными техническими и эксплуатационными условиями.

Как определить сечение для многожильного провода

Таблица и формулы расчета максимальных длин медных кабелей (проводов) в метрах в зависимости от мощности электромотора (электродвигателя), тока и сечения провода.





Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Оборудование / / Электродвигатели. Электромоторы.  / / Таблица и формулы расчета максимальных длин медных кабелей (проводов) в метрах в зависимости от мощности электромотора (электродвигателя), тока и сечения провода.

Поделиться:   

Таблица и формулы расчета максимальных длин медных кабелей (проводов) в метрах в зависимости от мощности электромотора (электродвигателя), тока и сечения провода.

Данные методички по скважинным насосам Грундфос для 3% падения напряжения в подводке — вполне универсальные.

1х230В. Таблица для максимальных длин медных кабелей (проводов) в метрах в зависимости от мощности электромотора (электродвигателя), тока и сечения провода

Двигатель Сечение медного кабеля
кВт
In, A
1,5 мм2 2,5 мм2 4 мм2 6 мм2 10 мм2
0.37 4.0 111 185 295 440 723
0.55 5.8 80 133 211 315 518
0.75 7.5 58 96 153 229 377
1.1
7.3 48 79 127 190 316
1.5 10.2 34 57 92 137 228
2.2 14 43 68 102 169

Для расчета максимальной длины медного кабеля при напряжении питания 1х230В также можно воспользоваться следующей формулой:

  • L = (U*ΔU) / (In * 2 * 100 * (Cosφ * p/q + Sinφ * XL))        (м)
    • U — номинальное напряжение, В
    • ΔU
      — падение напряжения, % (ΔU = 3%)
    • I — номинальный ток электродвигателя, А
    • p — удельное сопротивление, равное 0,02 Ом*мм2
    • q — поперечое сечение кабеля, мм2
    • Cosφ — коэффициент мощности
    • Sin2φ = (1- Cos2φ)
    • XL — индуктивное сопротивление, равное 0,078 х 10-3Ом/м

Ниже, в таблице для 3х400В длины даны для прямого подключения.

Для соединения по схеме «звезда-треугольник» допустимая длина кабеля выше в 1,73 раза, чем при прямом подключении 3х400 В

Для пересчета подключения 3х400В на другие напряжения используют формулу:

L = U/400B * Ltab, где Ltab — табличная величина длины провода, м.

Пример: 500 В, Ltab = 100 м;  (500 В/400 В) * 100 м = 125 м.

      • Если в таблицах величину 100 м задают как максимальную длину провода, то при том же значении тока для напряжения 500 В получают максимальную длину 125 м.
    • Пример: напряжение 380 В, длина Ltab = 42 м;  (380 В / 400 В) * 42 м = 40 м.
      • Полученная из таблиц максимальная длина провода, составившая 42 м, при том же значении тока для напряжения 380 В уменьшается до 40 м.
3х400В , прямое подключение. Таблица максимальных длин медных кабелей (проводов) в метрах в зависимости от мощности электромотора (электродвигателя), тока и сечения провода
Максимальный ток 18.5 А 25 А 34 А 43 А 60 А 80 А 101 А 126 А 153 А 196 А 238 А 276 А 319 А 364 А 430 А 497 А
Двигатель
Сечение медного провода, мм2
кВт In,А Cosφ 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 300 мм2
0.37 1.4 0.64 192 318 506 752
0.55 2.2
0.64 122 203 322 479 783
0.75 2.3 0.72 104 173 275 406 672
1.1 3.4 0.72 70 117 186 277 455 712
1.5 4.2 0.75 55 91 145 215 354 556 844
2.2 5.5 0.82 38 64 101 151 249 393 599 818
3.0 7.85 0.77 29 47 75 112 185 291 442 601 822
4.0 9.6 0.8 22 37 59 89 146 230 350 477 656 874
5.5 13 0.81 16 27 43 65 107 168 256 349 480 641 821 983
7.5 18.8 0.78 20 31 46 76 120 183 248 340 452 577 687 804 923
5.5 13.6 0.77 16 27 44 65 107 168 255 347 475 629 801 953
7.5 17.6 0.8 12 20 32 48 80 125 191 260 358 477 610 728 855 984
9.2 21.8 0.81 16 26 39 64 100 153 208 287 382 490 586 689 795 935
11.0 24.8 0.83 14 22 33 55 86 132 180 248 332 427 512 604 699 826 942
13.0 30.0 0.81 19 28 46 73 111 151 208 278 356 426 501 577 680 772
15.0 34.0 0.82 24 37 64 97 132 182 244 313 375 441 510 601 684
18.5 42.0 0.81 20 33 52 79 108 149 198 254 304 358 412 486 551
22 48.0 0.84 28 44 67 92 127 170 220 264 312 361 428 489
26 57.0 0.84 24 37 57 78 107 144 185 222 263 304 361 412
30 66.5 0.83 32 49 67 92 124 159 191 225 261 308 351
37 85.5 0.79 40 54 74 99 126 150 176 203 238 269
22 48.0 0.84 28 44 67 92 127 170 220 264 312 361 428 489
26 56.5 0.85 23 37 57 78 107 144 186 224 265 307 365 418
30 64.0 0.85 33 50 68 95 127 164 197 234 271 322 369
37 78.5 0.85 27 41 56 77 104 134 161 191 221 263 301
45 96.5 0.82 34 47 64 86 110 132 155 180 212 241
55 114 0.85 38 53 71 92 111 131 152 181 207
63 132 0.83 47 62 80 96 113 131 155 177
75 152 0.86 40 53 69 83 98 114 136 156
92 186 0.86 43 56 68 80 94 111 128
110 224 0.87 47 56 67 78 93 107
75 156 0.84 52 68 81 96 111 132 151
92 194 0.82 43 55 66 77 89 105 120
110 228 0.84 46 56 66 76 90 103
132 270 0.84 47 55 64 76 87
147 315 0.81 48 55 65 74
170 365 0.81 56 63
190 425 0.79 48 54
147 305 0.83 49 57 67 77
170 345 0.85 50 60 68
190 390 0.84 53 60
220 445 0.85 53
250 505 0.85
Двигатель Сечение медного провода, мм2
кВт In,А Cosφ 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 300 мм2
Максимальный ток 18.5 А 25 А 34 А 43 А 60 А 80 А 101 А 126 А 153 А 196 А 238 А 276 А 319 А 364 А 430 А 497 А

Для расчета максимальной длины медного кабеля при напряжении питания 3х400В также можно воспользоваться следующей формулой:

  • L = (U*ΔU) / (In * 1.73 * 100 * (Cosφ * p/q + Sinφ * XL))    (м)
    • U — номинальное напряжение, В
    • ΔU — падение напряжения, % (ΔU = 3%)
    • I — номинальный ток электродвигателя, А
    • p — удельное сопротивление, равное 0,02 Ом*мм2
    • q — поперечое сечение кабеля, мм2
    • Cosφ — коэффициент мощности
    • Sin2φ = (1- Cos2φ)
    • XL — индуктивное сопротивление, равное 0,078 х 10-3Ом/м
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Таблица сечений кабеля по мощности и току

Как правильно выбрать кабель для подключения потребителя? Этот вопрос не так прост, как может показаться на первый взгляд. При выборе необходимо учитывать множество нюансов, знать длину линии и суммарную мощность подключенных к нему устройств, и только после этого, используя формулу для расчета сечения кабеля, выбирать наиболее подходящий вариант. В этой статье мы детально рассмотрим все нюансы, связанные с подбором и типом кабелей.

Введение

Кабелем называют провод, покрытый изоляцией, который служит для передачи электроэнергии от источника к потребителю. Сегодняшний рынок готов предложить покупателям множество видов подобных проводов: алюминиевых, медных, одножильных, многожильных, с одинарной и двойной изоляцией, с сечением от 0,35 мм2 до 25 мм2 и более. Но чаще всего для подключения бытовых потребителей применяют кабеля толщиной от 0,5 до 6 “квадрат” – этого вполне достаточно для питания любой техники.

Классический кабель для проводки в квартире

Почему необходимо подбирать изолированные проводники, а не покупать первый попавшийся? Все дело в том, что от толщины проводника зависит сила тока, которую он может выдержать. К примеру, допустимый ток для медных проводов толщиной 1 мм составляет до 8 Ампер, алюминиевого – до 6 ампер.

Почему бы просто не купить провод максимальной толщины? Потому что чем толще, тем дороже. К тому же толстый кабель нужно где-то прятать, вырезать под него штробу в потолке и стенах, делать отверстия в перегородках. Одним словом, нет никакого смысла переплачивать, ведь вы не будете ездить за хлебом на КАМАЗе.

Если вы выберете провод меньшего диаметра, то он просто не выдерживает силу тока, проходящую через него, и начнет греться. Это приводит к плавлению изоляции, короткому замыканию и возгоранию. Поэтому никогда не следует торопиться, выбирая качественный кабель для подключения любых приборов – сначала подумайте, что именно будет работать на новой линии, а затем уже выбирайте толщину и тип кабеля.

Как посчитать мощность приборов

Для начала разберем вариант выбора сечения кабеля по мощности приборов, подключенных к нему. Как правильно считать?

Подумайте, какие именно приборы будут питаться от конкретного кабеля. Если вы затягиваете его в зал, то от розетки в комнате может одновременно работать телевизор, компьютер, пылесос, аудиосистема, приставка, фен, торшер, подсветка аквариума или другие бытовые приборы. Сложите мощности всех этих устройств и умножьте полученное значение на 0,8, чтобы получить реальный показатель. Действительно, вряд ли вы будете использовать их все одновременно, поэтому 0,8 – понижающий коэффициент, который позволит адекватно оценить суммарную нагрузку.

Если вы считаете для кухни, то складывайте мощность электрочайника, электродуховки и варочной поверхности, микроволновки, посудомойки, тостера, хлебопечки и других имеющихся/планируемых приборов. Кухня обычно потребляет больше всего энергии, поэтому на нее следует заводить или два кабеля с отдельными автоматами, или один мощный.

Итак, для подсчета суммарной мощности всех приборов вам нужно использовать формулу Pобщ =(P1+P2+…+Pn)*0.8, где P – мощность конкретного потребителя, подключенного в розетку.

Медные провода лучше подходят для проводки и выдерживают большую нагрузку

Выбираем толщину

После того как вы определили мощность, можно подбирать толщину кабеля. Ниже мы приведем таблицу сечений проводов по мощности и току для классического медного провода, поскольку алюминиевые для создания проводки сегодня уже не используют.

Сечение кабеля, мм Для 220 V Для 380 V
ток, А мощность, кВт ток, А мощность кВт
1,5 до 17 4 16 10
2,5 26 5,5 25 16
4 37 8,2 30 20
6 45 10 40 25
10 68 15 50 32
16 85 18 75 48

Внимание: при выборе учитывайте, что большинство российских производителей экономит на материале, и кабель в 4 мм2 на самом деле может оказаться фактически в 2,5 мм2. Практика показывает, что подобная “экономия” может достигать 40%, поэтому обязательно либо сами перемеряйте диаметр кабеля, либо приобретайте его с запасом.

Теперь давайте рассмотрим пример расчета сечения провода по потребляемой мощности. Итак, у нас есть абстрактная кухня, мощность приборов на которой составляет 6 кВт. Умножаем эту цифру 6*0,8=4,8 кВт. В квартире используется одна фаза, 220 вольт. Ближайшее значение (брать можно только в плюс) – 5.5 кВт, то есть кабель толщиной 2,5 квадрата. На всякий случай мы имеет запас в 0,7 кВт, который “сглаживает” экономию производителей.

Также следует учитывать, что если провод работает на пределе своих возможностей, то он быстро нагревается. Из-за нагрева до 60-80 градусов максимальный ток снижается на 10-20 процентов, что ведет к перегрузке и короткому замыканию. Поэтому для ответственных участков цепи следует применять повышенный коэффициент, умножая значение не на 0,8, а на 1,2-1,3.

Правильный расчет толщины кабеля – залог его долгой работы

Чаще всего для прокладки систем освещения применяют медные конструкции толщиной в 1,5 квадрата, для розеток – 2,5 квадрата, для мощных потребителей – 4 или 6 квадрат (автоматы ставятся соответственно на 16, 25, 35 и 45А). Но такое использование подходит только для стандартных квартир или домов, в которых нет мощных потребителей. Если у вас работает электрокотел, бойлер, духовой шкаф или другие приборы, потребляющие больше 4 кВт, то необходимо рассчитывать кабеля под каждый конкретный случай, а не использовать общие рекомендации.

Приведенная выше таблица сечений кабеля по мощности и току использует граничные значения, поэтому если у вас получаются накладки расчетных цифр на энциклопедические, то старайтесь брать кабель с запасом. К примеру, если бы в нашей кухне была мощность в 7 кВт, то 7*0,8=5,6 кВт, что больше значения 5,5 для кабеля в 2,5 квадрата. Берите с запасом кабель на 4 квадрата или разделите кухню на две зоны, подведя два кабеля 2,5 мм2.

Как быть с длиной

Если вы считаете кабель по квартире или небольшому дому, то поправки на длину кабеля можно вообще не делать – вряд ли у вас будут ветки длиной от 100 и более метров. Но если вы прокладываете проводку в крупном многоэтажном коттедже или торговом центре, то нужно обязательно закладывать возможные потери на длину. Обычно они составляют 5 процентов, но правильнее рассчитывать их по таблице и формулам.

Так, момент нагрузки считается в виде произведения длины вашего провода на суммарную мощность потребления. То есть длина вашего кабеля вычисляется как произведение длины кабеля в метрах на мощность в киловаттах.

В приведенной ниже таблице мы видим, как зависят потери от сечения проводника. К примеру, кабель толщиной 2,5 мм2 с нагрузкой до 3 кВт и длиной в 30 метров имеет потери 30х3=90, то есть 3%. Если уровень потерь переваливает за 5%, то рекомендуется выбирать более толстый кабель – не нужно экономить на своей безопасности.

U, % Момент нагрузки, кВт*м
1,5 2,5 4 6 10 16
1 18 30 48 72 120 192
2 36 60 96 144 240 384
3 54 90 144 216 360 575
4 72 120 192 288 480 768
5 90 150 240 360 600 960

Данная таблица нагрузок по сечению кабеля справедлива для однофазной сети. Для трехфазной характерно увеличение величины нагрузки в среднем в шесть раз. В три раза поднимается значение за счет распределения по трем фазам, в два – за счет нулевого проводника. Если нагрузка на фазы неодинакова (имеются сильные перекосы), то потери и нагрузки сильно увеличиваются.

Правильное подключение автоматов медным кабелем

Также следует учитывать, какие именно потребители будут подключены к вашему проводу. Если вы планируете подключать галогеновые низковольтные лампы, то старайтесь размещать их как можно ближе к трансформаторам. Почему? Потому что при падении напряжения на 3 вольта при 220 вольт мы просто не заметим, а при падении на те же 3 вольта при 12 вольт лампы просто не загорятся.

Если вы проводите выбор сечения провода по току для алюминиевого кабеля, то учитывайте, что сопротивление материала в 1,7 раз выше, чем у меди. Соответственно, потери в них будут больше в эти же 1,7 раза.

Виды кабелей

Теперь давайте рассмотрим, какие же именно кабеля можно выбирать для создания электропроводки на объекте. Помните, что провода согласно стандартам можно прокладывать только закрытым способом в коробах или трубах. Кабеля при этом прокладываются свободно – их можно пускать даже по поверхности, что часто практикуется в деревянных и рубленых домах.

Вы уже знаете, как рассчитать сечения кабеля по мощности, поэтому рассмотрим принцип выбора кабелей. Для прокладки в жилом помещении лучше всего подходит классический ВВГ (лучше выбирать с пометкой НГ- негорючий). Для подключения к щитку или к мощному потребителю хорошо подойдет NYM. Разберем виды кабелей более подробно.

ВВГ представляет собой кабель с медными проводниками, защищенными поливинилхлоридной “рубашкой”. Сверку провода покрыты дополнительной пластиковой оболочкой, предотвращающей возможные пробои и порывы. Этот кабель можно применять даже во влажных помещениях, он неплохо гнется и защищает поверхность от возгорания. Для прокладки проводки лучше всего подходит плоский провод, в котором провода расположены в одной плоскости – он занимает минимум места.

NYM представляет собой изделие, содержащее несколько медных жил, покрытых цветной металлнаполненной негорючей резиной. Сверху жилы запакованы в поливинилхлоридную изоляцию (иногда применяется несколько слоев). В большинстве случаев она обладает негорючими свойствами и не выделяет вредных газов при критических температурах. Обладает отличной гибкостью – его очень легко прокладывать в углах, выводить на различные поверхности и пр. Главное – правильно выполнить подбор сечения провода по току, взяв его с небольшим запасом.

ПУНП – это классический установочный провод плоской формы, который используется для подключения различных потребителей. Очень часто применяется для создания недорогой проводки в квартирах и домах. Имеет две/три жилы, покрытые поливинилхлоридом. Имеет плоскую форму.

Существует еще много других кабелей – бронированные, усиленные, для прокладки во влажных комнатах и помещениях с высокой вероятностью взрыва. Но перечисленные выше используются чаще всего.

Теперь вы знаете, как рассчитать сечение провода по нагрузке и какие кабеля выбирать для создания полноценной электропроводки. Напоминаем – всегда делайте запас по мощности в 20-30 процентов, чтобы избежать неприятностей.  

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. Чтобы найти минимальное сечение кабеля Smin нужно воспользоваться формулой (3)

                                                                                                 Smin =ρ*L/R                                    (3),

где Smin-минимальная площадь сечения проводника, ρ=0,0175 — удельное сопротивление медного провода при температуре 20 С, R- найденное значение сопротивления из формулы (2), L- длина кабеля.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.


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.

 

Расчет и правильный выбор сечения проводов и кабелей.

При замене существующей проводки, а так же при прокладке нового кабеля или провода, существенная роль отводиться правильному расчету сечения проводника. Ведь как ни странно, от этого зависит насколько долго будет служить электропроводка.

Первым шагом, определяемся из какого металла нужен кабель или провод. У проводов из алюминия есть только один плюс — низкая цена, а минусов целый вагон. К тому же, в последних версиях ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) в пункте 7.1.34 черным по белому написано — «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами» и никак иначе. Но ничего не написано что делать тем, у кого алюминиевая проводка, наследие давно не существующей страны.

Если нужно поменять всю электропроводку, то тут проблем нет, берем медь и спим спокойно. А если нужно поменять проводку только в одном помещении и подцепить ее на старую алюминиевую? Тогда делаем расчет для алюминиевого провода и прокладываем его, или делаем расчет для медного провода и через клеммы соединяем с алюминием. Ни в коем случае не скруткой, а то потом долго будете думать, почему у вас сгорела квартира (алюминий и медь образуют гальваническую пару и место их непосредственного контакта сильно нагревается).

Вторым шагом высчитываем, сколько ватт будет потреблять помещение. Для этого суммируем мощность всех электроприборов, которые будут находиться в использовании.

Например: в комнате у нас будет работать телевизор (мощность 100Вт), компьютер (мощность 400Вт), кондиционер (мощность 1000Вт), свет (6 лампочек по 60Вт), ну и допустим обогреватель (мощность 2000Вт). Все мощности, взятые для примера, вымышленные.

Суммируем все мощности: 100Вт + 400Вт + 1000Вт + 360Вт + 2000Вт = 3860Вт

Третьим шагом высчитываем силу тока по формуле I=P/U·cosФ 

I — сила тока (А)
P — общая мощность (Вт)
U — напряжение в сети (В)

cosФ (косинус фи) лучше всего брать равным 1 (если у вас не промышленные агрегаты)

Напряжение в сети равно 220 вольт.

Рассчитываем силу тока для нашего примера: I=3860/220·1=17,5 А

По таблице выбираем значение сечения провода или кабеля (ПУЭ таблица 1.3.4 и 1.3.5).

Допустимый длительный ток для проводов и кабелей с медными жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм2

Ток, А, для проводов, проложенных

открыто

в одной трубе

двух одножильных

трех одножильных

четырех одножильных

одного двухжильного

одного трехжильного

0,5

11

0,75

15

1

17

16

15

14

15

14

1,5

23

19

17

16

18

15

2

26

24

22

20

23

19

2,5

30

27

25

25

25

21

3

34

32

28

26

28

24

4

41

38

35

30

32

27

5

46

42

39

34

37

31

6

50

46

42

40

40

34

8

62

54

51

46

48

43

10

80

70

60

50

55

50


Допустимый длительный ток для проводов и кабелей с алюминиевыми жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм2

Ток, А, для проводов, проложенных

открыто

в одной трубе

двух одножильных

трех одножильных

четырех одножильных

одного двухжильного

одного трехжильного

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

В нашем случае используем двухжильный провод с медными жилами проложенный в штробе. Подбираем сечение по 1 таблице и оно равняется 1.5 мм2 (при силе тока 18 А).

Вычисляем сопротивление провода: R=p·L/S

R — сопротивление провода (Ом)
p — удельное сопротивление (Ом·мм2/м)
L — длина провода или кабеля (м)
S — площадь поперечного сечения (мм2)

Измеряем длину нужного провода, берем удельное сопротивление из таблицы и рассчитываем сопротивление провода или кабеля.

Материал

Удельное сопротивление

медь

0,0175

алюминий

0,0281

В нашем примере используем медь и длина провода 10 метров.

Подставляем значения в формулу: R=0,0175·10/1,5=0,116 Ом

Это мы рассчитали сопротивление для одной жилы. Но так как у нас провод двужильный, то сопротивление будет в два раза больше.

R=0,232 Ом

Если провод трехжильный то сопротивление так же умножаем на 2, задействованы всего 2 жилы, третья это земля.

И последним шагом, подсчитываем потери напряжения по длине провода. Допустимое падение напряжения не более 5%.

Формула падения напряжения: dU=I·R

I — сила тока
R — сопротивление провода или кабеля

dU=17,5·0,232=4,06 В

Переводим в проценты: 220 вольт у нас 100%, отсюда 1% = 2,2 В  

dU=4,06/2,2=1,84 %

Падение напряжения в допустимых пределах, значит взятое сечение отлично подходит к заданной длине провода. Если падение напряжение будет больше 5%, то нужно взять в расчетах сечение побольше.

Для проверки используем онлайн расчет сечения кабеля или провода.


P.S. Не советую просто рассчитывать сечение на онлайн калькуляторе, его хорошо использовать только в совокупности со своими подсчетами, так вы точно не ошибетесь и выберете правильное сечение провода или кабеля.

Блог :: Таблица сечения проводов

19/01/2021

автор Администратор

Для подключения и безопасной работы электроприборов и оборудования очень важно какое сечение провода необходимо выбрать при монтаже в таблице сведены данные по площади сечения в зависимости от силы тока и мощности оборудования

Сечение медных проводов и кабелей

 

Сечение
токопроводящей
жилы, мм

 

Напряжение, 220В

Напряжение, 380В

ток, А

мощность, кВт

ток, А

мощность, кВт

1,5

19

4,1

16

10,5

2,5

27

5,9

25

16,5

4

38

8,3

30

19,8

6

46

10,1

40

26,4

10

70

15,4

50

33,0

16

85

18,7

75

49,5

25

115

25,3

90

59,4

35

135

29,7

115

75,9

50

175

38,5

145

95,7

70

215

47,3

180

118,8

95

260

57,2

220

145,2

120

300

66,0

260

171,6

Сечение алюминиевых проводов и кабелей

Сечение
токопроводящей
жилы, мм

 

Напряжение, 220В

Напряжение, 380В

ток, А

мощность, кВт

ток, А

мощность, кВт

2,5

20

4,4

19

12,5

4

28

6,1

23

15,1

6

36

7,9

30

19,8

10

50

11,0

39

25,7

16

60

13,2

55

36,3

25

85

18,7

70

46,2

35

100

22,0

85

56,1

50

135

29,7

110

72,6

70

165

36,3

140

92,4

95

200

44,0

170

112,2

120

230

50,6

200

132,0

9.3 Удельное сопротивление и сопротивление — University Physics Volume 2

Задачи обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Разница между сопротивлением и удельным сопротивлением
  • Определите термин проводимость
  • Опишите электрический компонент, известный как резистор
  • Укажите взаимосвязь между сопротивлением резистора и его длиной, площадью поперечного сечения и удельным сопротивлением.
  • Укажите взаимосвязь между удельным сопротивлением и температурой

Что движет током? Мы можем думать о различных устройствах, таких как батареи, генераторы, розетки и т. Д., Которые необходимы для поддержания тока.Все такие устройства создают разность потенциалов и называются источниками напряжения. Когда источник напряжения подключен к проводнику, он прикладывает разность потенциалов В, , которая создает электрическое поле. Электрическое поле, в свою очередь, воздействует на свободные заряды, вызывая ток. Величина тока зависит не только от величины напряжения, но и от характеристик материала, через который протекает ток. Материал может сопротивляться потоку зарядов, и мера того, насколько материал сопротивляется потоку зарядов, известна как удельное сопротивление .Это удельное сопротивление грубо аналогично трению между двумя материалами, которые сопротивляются движению.

Удельное сопротивление

Когда к проводнику прикладывается напряжение, создается электрическое поле E → E →, и заряды в проводнике ощущают силу, создаваемую электрическим полем. Полученная плотность тока J → J → зависит от электрического поля и свойств материала. Эта зависимость может быть очень сложной. В некоторых материалах, включая металлы при данной температуре, плотность тока приблизительно пропорциональна электрическому полю.В этих случаях плотность тока можно смоделировать как

где σσ — удельная электропроводность. Электропроводность аналогична теплопроводности и является мерой способности материала проводить или передавать электричество. Проводники имеют более высокую электропроводность, чем изоляторы. Поскольку удельная электропроводность σ = J / Eσ = J / E, единицы равны

σ = [Дж] [Э] = А / м2В / м = АВ · м. σ = [Дж] [Э] = А / м2В / м = АВ · м.

Здесь мы определяем единицу, называемую ом с греческим символом омега в верхнем регистре, ΩΩ.Устройство названо в честь Георга Симона Ома, о котором мы поговорим позже в этой главе. ΩΩ используется, чтобы избежать путаницы с числом 0. Один Ом равен одному вольту на ампер: 1Ω = 1V / A1Ω = 1V / A. Таким образом, единицы электропроводности равны (Ом · м) -1 (Ом · м) -1.

Электропроводность — это внутреннее свойство материала. Другим внутренним свойством материала является удельное сопротивление или удельное электрическое сопротивление. Удельное сопротивление материала — это мера того, насколько сильно материал противостоит прохождению электрического тока.Символом удельного сопротивления является строчная греческая буква ро, ρρ, а удельное сопротивление является обратной величиной удельной электропроводности:

.

Единицей измерения удельного сопротивления в системе СИ является ом-метр (Ом · м) (Ом · м). Мы можем определить удельное сопротивление через электрическое поле и плотность тока,

Чем больше удельное сопротивление, тем большее поле необходимо для создания заданной плотности тока. Чем ниже удельное сопротивление, тем больше плотность тока, создаваемого данным электрическим полем. Хорошие проводники обладают высокой проводимостью и низким удельным сопротивлением.Хорошие изоляторы обладают низкой проводимостью и высоким удельным сопротивлением. В таблице 9.1 приведены значения удельного сопротивления и проводимости для различных материалов.

Материал Электропроводность, σσ
(Ом · м) −1 (Ом · м) −1
Удельное сопротивление, ρρ
(Ом · м) (Ом · м)
Температура
Коэффициент, αα
(° C) -1 (° C) -1
Проводники
Серебро 6.29 × 1076,29 × 107 1,59 × 10–81,59 × 10–8 0,0038
Медь 5,95 × 1075,95 × 107 1,68 × 10–81,68 × 10–8 0,0039
Золото 4,10 × 1074,10 × 107 2,44 × 10–82,44 × 10–8 0,0034
Алюминий 3,77 × 1073,77 × 107 2,65 × 10–82,65 × 10–8 0,0039
Вольфрам 1,79 × 1071,79 × 107 5.60 × 10–85,60 × 10–8 0,0045
Утюг 1,03 × 1071,03 × 107 9,71 × 10–89,71 × 10–8 0,0065
Платина 0,94 × 1070,94 × 107 10,60 × 10-8 10,60 × 10-8 0,0039
Сталь 0,50 × 1070,50 × 107 20,00 × 10–820,00 × 10–8
Свинец 0,45 × 1070,45 × 107 22,00 × 10–822,00 × 10–8
Манганин (сплав Cu, Mn, Ni) 0.21 × 1070,21 × 107 48,20 × 10-848,20 × 10-8 0,000002
Константан (сплав Cu, Ni) 0,20 × 1070,20 × 107 49,00 × 10–849,00 × 10–8 0,00003
Меркурий 0,10 × 1070,10 × 107 98,00 × 10-898,00 × 10-8 0,0009
Нихром (сплав Ni, Fe, Cr) 0,10 × 1070,10 × 107 100,00 × 10–8100,00 × 10–8 0,0004
Полупроводники [1]
Углерод (чистый) 2.86 × 1042,86 × 104 3,50 × 10–53,50 × 10–5 -0,0005
Углерод (2,86–1,67) × 10–6 (2,86–1,67) × 10–6 (3,5-60) × 10-5 (3,5-60) × 10-5 -0,0005
Германий (чистый) 600 × 10-3600 × 10-3 -0,048
Германий (1-600) × 10-3 (1-600) × 10-3 -0,050
Кремний (чистый) 2300 −0.075
Кремний 0,1−23000,1−2300 -0,07
Изоляторы
Янтарь 2,00 × 10–152,00 × 10–15 5 × 10145 × 1014
Стекло 10−9−10−1410−9−10−14 109−1014109−1014
Люсит <10-13 <10-13 > 1013> 1013
Слюда 10-11-10-15 10-11-10-15 1011−10151011−1015
Кварц (плавленый) 1.33 × 10–181,33 × 10–18 75 × 101675 × 1016
Резина (твердая) 10-13-10-16 10-13-10-16 1013−10161013−1016
Сера 10-15 10-15 10151015
Тефлон TM <10-13 <10-13 > 1013> 1013
Дерево 10-8-10-1110-8-10-11 108−1011108−1011

Таблица 9.1 Удельное сопротивление и проводимость различных материалов при 20 ° C [1] Значения сильно зависят от количества и типов примесей.

Материалы, перечисленные в таблице, разделены на категории проводников, полупроводников и изоляторов на основе широких групп удельного сопротивления. У проводников наименьшее удельное сопротивление, а у изоляторов наибольшее; полупроводники имеют промежуточное удельное сопротивление. Проводники имеют разную, но большую плотность свободных зарядов, тогда как большинство зарядов в изоляторах связаны с атомами и не могут двигаться.Полупроводники являются промежуточными, имеют гораздо меньше свободных зарядов, чем проводники, но обладают свойствами, из-за которых количество свободных зарядов сильно зависит от типа и количества примесей в полупроводнике. Эти уникальные свойства полупроводников находят применение в современной электронике, о чем мы поговорим в следующих главах.

Проверьте свое понимание 9,5

Медные провода обычно используются для удлинителей и домашней электропроводки по нескольким причинам. Медь имеет самый высокий рейтинг электропроводности и, следовательно, самый низкий рейтинг удельного сопротивления среди всех недрагоценных металлов.Также важна прочность на разрыв, где прочность на разрыв является мерой силы, необходимой для того, чтобы подтянуть объект к точке, где он сломается. Прочность материала на разрыв — это максимальное значение растягивающего напряжения, которое он может выдержать перед разрушением. Медь имеет высокий предел прочности на разрыв, 2 × 108 Нм22 × 108 Нм2. Третья важная характеристика — пластичность. Пластичность — это мера способности материала вытягиваться в проволоку и мера гибкости материала, а медь обладает высокой пластичностью.Подводя итог, можно сказать, что проводник является подходящим кандидатом для изготовления проволоки, по крайней мере, с тремя важными характеристиками: низким удельным сопротивлением, высокой прочностью на разрыв и высокой пластичностью. Какие еще материалы используются для электромонтажа и в чем преимущества и недостатки?

Температурная зависимость удельного сопротивления

Вернувшись к Таблице 9.1, вы увидите столбец «Температурный коэффициент». Удельное сопротивление некоторых материалов сильно зависит от температуры. В некоторых материалах, таких как медь, удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры.Фактически, в большинстве проводящих металлов удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры. Повышение температуры вызывает повышенные колебания атомов в решетчатой ​​структуре металлов, которые препятствуют движению электронов. В других материалах, таких как углерод, удельное сопротивление уменьшается с повышением температуры. Во многих материалах зависимость является приблизительно линейной и может быть смоделирована с помощью линейного уравнения:

ρ≈ρ0 [1 + α (T − T0)], ρ≈ρ0 [1 + α (T − T0)],

9,7

, где ρρ — удельное сопротивление материала при температуре T , αα — температурный коэффициент материала, а ρ0ρ0 — удельное сопротивление при T0T0, обычно принимаемое как T0 = 20.00 ° CT0 = 20,00 ° C.

Отметим также, что температурный коэффициент αα отрицателен для полупроводников, перечисленных в Таблице 9.1, что означает, что их удельное сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Они становятся лучшими проводниками при более высоких температурах, потому что повышенное тепловое перемешивание увеличивает количество свободных зарядов, доступных для переноса тока. Это свойство уменьшения ρρ с температурой также связано с типом и количеством примесей, присутствующих в полупроводниках.

Сопротивление

Теперь рассмотрим сопротивление провода или компонента.Сопротивление — это мера того, насколько сложно пропустить ток через провод или компонент. Сопротивление зависит от удельного сопротивления. Удельное сопротивление является характеристикой материала, используемого для изготовления провода или другого электрического компонента, тогда как сопротивление является характеристикой провода или компонента.

Для расчета сопротивления рассмотрим участок токопроводящего провода с площадью поперечного сечения A , длиной L и удельным сопротивлением ρ.ρ. Батарея подключается к проводнику, обеспечивая на нем разность потенциалов ΔVΔV (Рисунок 9.13). Разность потенциалов создает электрическое поле, которое пропорционально плотности тока, согласно E → = ρJ → E → = ρJ →.

Рис. 9.13. Потенциал, обеспечиваемый батареей, прикладывается к сегменту проводника с площадью поперечного сечения A и длиной L .

Величина электрического поля на отрезке проводника равна напряжению, деленному на длину, E = V / LE = V / L, а величина плотности тока равна току, деленному на поперечную площадь сечения, J = I / A.J = I / A. Используя эту информацию и вспоминая, что электрическое поле пропорционально удельному сопротивлению и плотности тока, мы можем видеть, что напряжение пропорционально току:

E = ρJVL = ρIAV = (ρLA) I.E = ρJVL = ρIAV = (ρLA) I.

Сопротивление

Отношение напряжения к току определяется как сопротивление R :

Сопротивление цилиндрического сегмента проводника равно удельному сопротивлению материала, умноженному на длину, разделенную на площадь:

R≡VI = ρLA.R≡VI = ρLA.

9,9

Единицей измерения сопротивления является ом, ΩΩ. Для данного напряжения, чем выше сопротивление, тем ниже ток.

Резисторы

Обычным компонентом электронных схем является резистор. Резистор можно использовать для уменьшения протекания тока или обеспечения падения напряжения. На рисунке 9.14 показаны символы, используемые для резистора в принципиальных схемах цепи. Два обычно используемых стандарта для принципиальных схем предоставлены Американским национальным институтом стандартов (ANSI, произносится как «AN-см.») И Международной электротехнической комиссией (IEC).Обе системы обычно используются. Мы используем стандарт ANSI в этом тексте для его визуального распознавания, но отметим, что для более крупных и сложных схем стандарт IEC может иметь более четкое представление, что упрощает чтение.

Рисунок 9.14 Символы резистора, используемого в принципиальных схемах. (а) символ ANSI; (б) символ IEC.

Зависимость сопротивления от материала и формы

Резистор можно смоделировать как цилиндр с площадью поперечного сечения A и длиной L , изготовленный из материала с удельным сопротивлением ρρ (Рисунок 9.15). Сопротивление резистора R = ρLAR = ρLA.

Рисунок 9.15. Модель резистора в виде однородного цилиндра длиной L и площадью поперечного сечения A . Его сопротивление потоку тока аналогично сопротивлению трубы потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше его сопротивление. Чем больше его площадь поперечного сечения A , тем меньше его сопротивление.

Чаще всего для изготовления резистора используется углерод. Углеродная дорожка намотана на керамический сердечник, к нему прикреплены два медных провода.Второй тип резистора — это металлопленочный резистор, который также имеет керамический сердечник. Дорожка сделана из материала оксида металла, который имеет полупроводниковые свойства, аналогичные углеродным. Опять же, в концы резистора вставляются медные провода. Затем резистор окрашивается и маркируется для идентификации. Резистор имеет четыре цветные полосы, как показано на рисунке 9.16.

Рисунок 9.16 Многие резисторы имеют вид, показанный на рисунке выше. Четыре полосы используются для идентификации резистора. Первые две цветные полосы представляют собой первые две цифры сопротивления резистора.Третий цвет — множитель. Четвертый цвет обозначает допуск резистора. Показанный резистор имеет сопротивление 20 × 105 Ом ± 10% 20 × 105 Ом ± 10%.

Сопротивление может быть разным. Некоторые керамические изоляторы, например те, которые используются для поддержки линий электропередач, имеют сопротивление 1012 Ом 10 12 Ом или более. Сопротивление сухого человека может составлять 105 Ом 105 Ом, в то время как сопротивление человеческого сердца составляет около 103 Ом 103 Ом. Кусок медного провода большого диаметра длиной в метр может иметь сопротивление 10-5 Ом10-5 Ом, а сверхпроводники вообще не имеют сопротивления при низких температурах.Как мы видели, сопротивление связано с формой объекта и материалом, из которого он состоит.

Пример 9,5

Плотность тока, сопротивление и электрическое поле для токоведущего провода
Рассчитайте плотность тока, сопротивление и электрическое поле медного провода длиной 5 м и диаметром 2,053 мм (калибр 12), по которому проходит ток I = 10 мА / I = 10 мА.
Стратегия
Мы можем рассчитать плотность тока, сначала найдя площадь поперечного сечения провода, которая равна A = 3.31 мм2, A = 3,31 мм2, а определение плотности тока J = IAJ = IA. Сопротивление можно найти, используя длину провода L = 5,00 мл = 5,00 м, площадь и удельное сопротивление меди ρ = 1,68 × 10–8 Ом · мρ = 1,68 × 10–8 Ом · м, где R = ρLAR = ρLA. Удельное сопротивление и плотность тока можно использовать для определения электрического поля.
Решение
Сначала рассчитываем плотность тока: J = IA = 10 × 10–3A3,31 × 10–6м2 = 3,02 × 103Am2. J = IA = 10 × 10–3A3,31 × 10–6м2 = 3,02 × 103Am2.

Сопротивление провода

R = ρLA = (1,68 × 10-8 Ом · м) 5.00 м3,31 × 10–6 м2 = 0,025 Ом. R = ρLA = (1,68 × 10–8 Ом · м) 5,00 м3,31 × 10–6 м2 = 0,025 Ом.

Наконец, мы можем найти электрическое поле:

E = ρJ = 1,68 × 10–8 Ом · м (3,02 × 103Am2) = 5,07 × 10–5Vm. E = ρJ = 1,68 × 10–8 Ом · м (3,02 × 103Am2) = 5,07 × 10–5Vm.
Значение
Исходя из этих результатов, неудивительно, что медь используется для проводов, проводящих ток, потому что сопротивление довольно мало. Обратите внимание, что плотность тока и электрическое поле не зависят от длины провода, но напряжение зависит от длины.

Сопротивление объекта также зависит от температуры, поскольку R0R0 прямо пропорционально ρ.ρ. Для цилиндра мы знаем, что R = ρLAR = ρLA, поэтому, если L и A не сильно изменяются с температурой, R имеет ту же температурную зависимость, что и ρ.ρ. (Исследование коэффициентов линейного расширения показывает, что они примерно на два порядка меньше типичных температурных коэффициентов удельного сопротивления, поэтому влияние температуры на L и A примерно на два порядка меньше, чем на ρ.) ρ.) Таким образом,

R = R0 (1 + αΔT) R = R0 (1 + αΔT)

9,10

— это температурная зависимость сопротивления объекта, где R0R0 — исходное сопротивление (обычно принимаемое равным 20,00 ° C) 20,00 ° C), а R — сопротивление после изменения температуры ΔT.ΔT. Цветовой код показывает сопротивление резистора при температуре T = 20,00 ° CT = 20,00 ° C.

Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление (рисунок 9.17). Один из наиболее распространенных термометров основан на термисторе, полупроводниковом кристалле с сильной температурной зависимостью, сопротивление которого измеряется для определения его температуры.Устройство небольшое, поэтому быстро приходит в тепловое равновесие с той частью человека, к которой прикасается.

Рис. 9.17 Эти знакомые термометры основаны на автоматическом измерении сопротивления термистора в зависимости от температуры.

Пример 9.6

Расчет сопротивления
Хотя следует соблюдать осторожность при применении ρ = ρ0 (1 + αΔT), ρ = ρ0 (1 + αΔT) и R = R0 (1 + αΔT) R = R0 (1 + αΔT) для температурных изменений более 100 ° C 100 ° C , для вольфрама уравнения достаточно хорошо работают при очень больших изменениях температуры.Вольфрамовая нить накала при 20 ° C20 ° C имеет сопротивление 0,350 Ом 0,350 Ом. Каким будет сопротивление при повышении температуры до 2850 ° C 2850 ° C?
Стратегия
Это прямое применение R = R0 (1 + αΔT) R = R0 (1 + αΔT), поскольку исходное сопротивление нити накала задается как R0 = 0,350ΩR0 = 0,350Ω, а изменение температуры составляет ΔT = 2830 ° CΔT. = 2830 ° С.
Решение
Сопротивление более горячей нити накала R получается путем ввода известных значений в приведенное выше уравнение: R = R0 (1 + αΔT) = (0.350 Ом) [1+ (4,5 × 10−3 ° C) (2830 ° C)] = 4,8 Ом.R = R0 (1 + αΔT) = (0,350 Ом) [1+ (4,5 × 10−3 ° C) ( 2830 ° C)] = 4,8 Ом.
Значение
Обратите внимание, что сопротивление изменяется более чем в 10 раз, когда нить накала нагревается до высокой температуры, а ток через нить зависит от сопротивления нити и приложенного напряжения. Если нить накаливания используется в лампе накаливания, начальный ток через нить накала при первом включении лампы будет выше, чем ток после того, как нить накала достигнет рабочей температуры.

Проверьте свое понимание 9.6

Тензодатчик — это электрическое устройство для измерения деформации, как показано ниже. Он состоит из гибкой изолирующей основы, поддерживающей рисунок из проводящей фольги. Сопротивление фольги изменяется по мере растяжения основы. Как меняется сопротивление тензодатчика? Влияет ли тензодатчик на изменение температуры?

Пример 9.7

Сопротивление коаксиального кабеля
Длинные кабели иногда могут действовать как антенны, улавливая электронные шумы, которые являются сигналами от другого оборудования и приборов.Коаксиальные кабели используются во многих случаях, когда требуется устранение этого шума. Например, их можно найти дома через кабельное телевидение или другие аудиовизуальные соединения. Коаксиальные кабели состоят из внутреннего проводника с радиусом riri, окруженного вторым внешним концентрическим проводником с радиусом roro (рисунок 9.18). Пространство между ними обычно заполнено изолятором, например полиэтиленовым пластиком. Между двумя проводниками возникает небольшой ток радиальной утечки.Определите сопротивление коаксиального кабеля длиной L .

Рисунок 9.18 Коаксиальные кабели состоят из двух концентрических жил, разделенных изоляцией. Они часто используются в кабельном телевидении или других аудиовизуальных средствах связи.

Стратегия
Мы не можем напрямую использовать уравнение R = ρLAR = ρLA. Вместо этого мы смотрим на концентрические цилиндрические оболочки толщиной dr и интегрируем.
Решение
Сначала мы находим выражение для dR , а затем интегрируем от riri до roro, dR = ρAdr = ρ2πrLdr, R = ∫rirodR = ∫riroρ2πrLdr = ρ2πL∫riro1rdr = ρ2πLlnrori.dR = ρAdr = ρ2πrLdr, R = ∫rirodR = ∫riroρ2πrLdr = ρ2πL∫riro1rdr = ρ2πLlnrori.
Значение
Сопротивление коаксиального кабеля зависит от его длины, внутреннего и внешнего радиусов, а также удельного сопротивления материала, разделяющего два проводника. Поскольку это сопротивление не бесконечно, между двумя проводниками возникает небольшой ток утечки. Этот ток утечки приводит к ослаблению (или ослаблению) сигнала, передаваемого по кабелю.

Проверьте свое понимание 9.7

Сопротивление между двумя проводниками коаксиального кабеля зависит от удельного сопротивления материала, разделяющего два проводника, длины кабеля и внутреннего и внешнего радиуса двух проводников.Если вы разрабатываете коаксиальный кабель, как сопротивление между двумя проводниками зависит от этих переменных?

проводников, подключенных параллельно: каждый набор должен иметь одинаковые электрические характеристики.

Параллельные проводники часто устанавливаются там, где используются фидеры или службы большой емкости. Перед тем, как пытаться спроектировать большую электрическую систему или установить эти проводники, необходимо полное понимание требований к параллельному подключению, разрешенных в Национальном электротехническом кодексе.

Раздел 310.4 предоставляет конкретную информацию и требования для параллельного подключения проводов и, безусловно, должен быть первым справочным материалом, который пользователь выберет для понимания основ параллельного подключения проводов. Первый абзац этого раздела разрешает параллельное соединение алюминиевых, плакированных медью алюминиевых и медных проводников сечением не менее 1/0 AWG или более, если эти параллельные проводники электрически соединены на обоих концах, образуя единый проводник.

При использовании в качестве параллельных проводников площади круглых милов этих проводников складываются вместе, чтобы получить общую площадь поперечного сечения для общего размера параллельных проводников.

Эти параллельные проводники могут использоваться в качестве фазных проводов, нейтральных проводников или заземленных проводов. Однако будьте осторожны, поскольку одна из основных задач при установке параллельных проводов — обеспечение того, чтобы каждый провод в параллельном наборе имел те же электрические характеристики, что и другие в том же наборе.

Все параллельные проводники в каждой фазе, нейтрали или заземленном наборе должны быть одинаковой длины и из одного материала проводника. Они должны иметь одинаковую площадь в миллиметрах и одинаковую изоляцию.Наконец, все параллельные проводники должны быть заделаны одинаковым образом. Это гарантирует, что каждый проводник в параллельном наборе будет пропускать одинаковое количество тока.

Однако не требуется, чтобы проводники однофазной, нейтральной или заземленной цепи имели те же физические характеристики, что и проводники другой фазы, нейтрали или заземленного проводника. Например, в однофазном параллельном соединении с напряжением 400 А и 120/240 В фаза A может состоять из двух параллельных медных проводов 3/0, а фаза B — из двух параллельных алюминиевых проводов 250 kcmil, при этом нейтраль будет состоять из двух 3 / 0 медных проводников.

Любые ответвления на параллельные наборы проводов должны быть сделаны ко всем проводам в наборе, а не только к одному. Нарезание только одного из проводов в наборе может привести к дисбалансу с одним из проводников, по которому течет больший ток, чем по другому, что приведет к нагреву этого одного проводника и возможному повреждению или отказу изоляции.

Например, если на каждую фазу прокладываются три проводника по 500 тыс. Куб. М, то ответвление от этой конкретной фазы должно быть отводом от всех проводников 500 тыс. Куб. М, а не только одного из них.Для этого потребуется общая клеммная точка для всех трех параллельных проводов с подключением ответвления к общей клемме.

Если параллельные проводники проложены в отдельных кабельных каналах или кабелях, кабельные каналы или кабели должны иметь одинаковые физические характеристики. Например, если в параллельном наборе фазных проводов четыре проводника по 500 тыс. Км2, все четыре отдельных кабельных канала, охватывающих проводники, должны быть полностью из жесткой стали, полностью из IMC или из ПВХ и т.

Если бы дорожки качения имели разные характеристики, например, три жестких кабелепровода из черных металлов с одним жестким неметаллическим каналом, проводник в ПВХ-канале пропускал бы больше тока, чем проводники в каждой из металлических дорожек.Это привело бы к большему сопротивлению проводников в дорожках качения из черных металлов, чем в дорожках из ПВХ.

Более высокий ток в проводнике в канале ПВХ может привести к перегреву проводника и повреждению изоляции. Раздел 300.3 (B) (1) касается установки параллельных проводов, а ссылка в этом разделе на 310.4 дает разрешение на установку параллельных проводов отдельно друг от друга.

Каждая фаза и каждый нейтральный или заземленный проводник должны присутствовать в каждой отдельной кабельной канавке, вспомогательном желобе, кабельном лотке, сборке кабельной шины, кабеле или шнуре.Например, в установке, где три набора проводников 3/0 AWG подключены параллельно для каждой фазы и нейтрали трехфазной четырехпроводной системы, будет один 3/0 AWG для фазы A, один для фазы B. , один для фазы C и один для нейтрали в каждой из трех дорожек качения.

Существует исключение из этого общего правила, изложенного в 300.3 (B) (1), которое позволяет проводам, установленным в неметаллических кабельных каналах, проложенных под землей, располагаться как изолированные фазовые установки, при этом вся одна фаза находится в одном кабелепроводе, а все другие фазы — в другом трубопроводе. , вся заключительная фаза в одном кабеле, со всеми нейтралами в последнем кабеле.

Все эти дорожки качения должны быть установлены в непосредственной близости друг от друга, например, в банке каналов, но необходимо следить за тем, чтобы между этими дорожками не было установлено никакой стальной арматуры или другого черного металла. Также необходимо соблюдать осторожность в соответствии с разделом 300.20 (B) при подключении этих кабельных каналов к корпусу из черного металла.

Расчет минимальных уровней тока короткого замыкания

Если защитное устройство в цепи предназначено только для защиты от короткого замыкания, важно, чтобы оно работало с уверенностью при минимально возможном уровне тока короткого замыкания, который может возникнуть в цепи.

Как правило, в цепях низкого напряжения одно защитное устройство защищает от всех уровней тока, от порога перегрузки до максимальной отключающей способности устройства по номинальному току короткого замыкания.Защитное устройство должно иметь возможность срабатывать в течение максимального времени, чтобы гарантировать безопасность людей и цепи, для всего тока короткого замыкания или тока повреждения, которые могут возникнуть. Чтобы проверить это поведение, необходимо вычислить минимальный ток короткого замыкания или ток короткого замыкания.

Кроме того, в некоторых случаях используются устройства защиты от перегрузки и отдельные устройства защиты от короткого замыкания.

Примеры таких устройств

Рисунок G43 — На рисунке G45 показаны некоторые общие схемы, в которых защита от перегрузки и короткого замыкания обеспечивается отдельными устройствами.

Рис. G43 — Цепь защищена предохранителями типа AM

Рис. G44 — Цепь защищена автоматическим выключателем без теплового реле перегрузки

Рис. G45 — Автоматический выключатель D обеспечивает защиту от короткого замыкания до нагрузки

включительно.

Как показано на рисунке Рисунок G43 и Рисунок G44, наиболее распространенные схемы, использующие отдельные устройства для управления и защиты двигателей.

Рисунок G45 представляет собой частичное отступление от основных правил защиты и обычно используется в цепях шинопроводов (системы шинопроводов), рельсах освещения и т. Д.

Преобразователь частоты

На рисунке G46 показаны функции, обеспечиваемые частотно-регулируемым приводом, и, при необходимости, некоторые дополнительные функции, обеспечиваемые такими устройствами, как автоматический выключатель, тепловое реле, УЗО.

Рис. G46 — Защита для приводов с регулируемой скоростью

Обеспечение защиты Защита обычно обеспечивается частотно-регулируемым приводом Дополнительная защита, если она не обеспечивается частотно-регулируемым приводом
Перегрузка кабеля Да CB / тепловое реле
Перегрузка двигателя Да CB / тепловое реле
Короткое замыкание на выходе Да
Перегрузка привода с регулируемой скоростью Да
Перенапряжение Да
Пониженное напряжение Да
Обрыв фазы Да
Короткое замыкание на входе Автоматический выключатель

(отключение при коротком замыкании)

Внутренняя неисправность Автоматический выключатель

(отключение при коротком замыкании и перегрузке)

Замыкание на землю на выходе (косвенный контакт) (самозащита) УЗО ≥ 300 мА или выключатель в системе заземления TN
Ошибка прямого контакта УЗО ≤ 30 мА

Обязательные условия

Защитное устройство должно соответствовать:

  • Уставка мгновенного отключения Im мин. {2}}}} (действительно для tc <5 секунд)

    где S — площадь поперечного сечения кабеля, k — коэффициент, зависящий от кабеля материал проводника, изоляционный материал и начальная температура.

    Пример: для медного сшитого полиэтилена, начальная температура 90 ° C, k = 143 (см. IEC60364-4-43 §434.3.2, таблица 43A и , рисунок G52).

    Сравнение кривой характеристик срабатывания предохранителя или предохранителя защитных устройств с предельными кривыми тепловых ограничений для проводника показывает, что это условие выполняется, если:

    • Isc (min)> Im (уровень уставки срабатывания автоматического выключателя с мгновенной или короткой выдержкой времени), (см. рис. G47)
    • Isc (мин)> Ia для защиты предохранителями.Значение тока Ia соответствует точке пересечения кривой предохранителя и кривой термостойкости кабеля (см. рис. G48 и рис. G49)

    рис. G47 — Защита автоматическим выключателем

    Рис. G48 — Защита предохранителями типа AM

    Рис. G49 — Защита предохранителями типа gG

    Практический метод расчета Lmax

    На практике это означает, что длина цепи после защитного устройства не должна превышать расчетную максимальную длину: Lmax = 0.8 U Sph3ρIm {\ displaystyle L_ {max} = {\ frac {0.8 \ U \ S_ {ph}} {2 \ rho I_ {m}}}}

    Ограничивающее влияние импеданса длинных проводников цепи на величину токов короткого замыкания должно быть проверено, и длина цепи должна быть соответственно ограничена.

    Для защиты людей (защита от короткого замыкания или косвенные контакты) методы расчета максимальной длины цепи представлены в главе F для системы TN и системы IT (вторая неисправность).

    Два других случая рассматриваются ниже, для межфазных коротких замыканий и между фазой и нейтралью.

    1 — Расчет L

    max для трехфазной трехпроводной схемы

    Минимальный ток короткого замыкания возникает при коротком замыкании двух фазных проводов на удаленном конце цепи (см. Рис. G50).

    Рис. G50 — Определение L для трехфазной трехпроводной схемы

    При использовании «традиционного метода» предполагается, что напряжение в точке защиты P составляет 80% от номинального напряжения во время короткого замыкания, так что 0,8 U = Isc Zd, где:

    Zd = полное сопротивление контура короткого замыкания
    Isc = ток короткого замыкания (ф / ф)
    U = межфазное номинальное напряжение

    Для кабелей ≤ 120 мм 2 реактивным сопротивлением можно пренебречь, так что Zd = ρ2LSph {\ displaystyle Zd = \ rho {\ frac {2L} {Sph}}} [1]

    где:

    ρ = удельное сопротивление материала проводника при средней температуре во время короткого замыкания,
    Sph = c.s.a. фазного провода в мм 2
    L = длина в метрах

    Условие для защиты кабеля: Im ≤ Isc с Im = током отключения, что гарантирует мгновенное срабатывание выключателя.

    Это приводит к Im≤0,8UZd {\ displaystyle Im \ leq {\ frac {0.8U} {Zd}}}, что дает L≤0,8 U Sph3ρIm {\ displaystyle L \ leq {\ frac {0.8 \ U \ S_ { ph}} {2 \ rho I_ {m}}}}

    Для проводников аналогичной природы U и ρ являются постоянными (U = 400 В для межфазного замыкания, ρ = 0.023 Ом.мм² / м [2] для медных проводников), поэтому верхняя формула может быть записана как:

    Lmax = k SphIm {\ displaystyle L_ {max} = {\ frac {k \ S_ {ph}} {I_ {m}}}}

    с Lmax = максимальная длина цепи в метрах

    Для промышленных автоматических выключателей (IEC 60947-2) значение Im дается с допуском ± 20%, поэтому Lmax следует рассчитывать для Im + 20% (наихудший случай).

    Значения коэффициента k

    представлены в следующей таблице для медных кабелей с учетом этих 20% и в зависимости от поперечного сечения для Sph> 120 мм² [1]

    Поперечное сечение (мм 2 ) ≤ 120 150 185 240 300
    k (для 400 В) 5800 5040 4830 4640 4460

    2 — Расчет L

    max для 3-фазной 4-проводной цепи 230/400 В

    Минимальный Isc возникает, когда короткое замыкание происходит между фазным проводом и нейтралью в конце цепи.

    Требуется расчет, аналогичный приведенному в примере 1 выше, но для однофазного замыкания (230 В).

    • Если Sn (нейтральное сечение) = Sph

    Lmax = k Sph / Im с k, рассчитанным для 230 В, как показано в таблице ниже

    Поперечное сечение (мм 2 ) ≤ 120 150 185 240 300
    k (для 230 В) 3333 2898 2777 2668 2565
    • Если Sn (сечение нейтрали) 2 )

    Lmax = 6666SphIm11 + m {\ displaystyle L_ {max} = 6666 {\ frac {Sph} {Im}} {\ frac {1} {1 + m}}}

    м = SphSn {\ displaystyle m = {\ frac {Sph} {Sn}}}

    Значения в таблице для Lmax

    На основе практического метода расчета, описанного в предыдущем параграфе, можно подготовить предварительно рассчитанные таблицы.

    На практике таблицы Рис. F25 до Рис. F28, уже использованные в главе «Защита от поражения электрическим током и возгорание» для расчета замыканий на землю, также могут быть использованы здесь, но с применением поправочных коэффициентов в Рис. G51 ниже, чтобы получить значение Lmax, связанное с межфазным коротким замыканием или между фазой и нейтралью.

    Примечание : для алюминиевых проводов полученную длину необходимо снова умножить на 0,62.

    Рис.G51 — поправочный коэффициент, применяемый к длинам, полученным от Рис. F25 до Рис. F28, для получения Lmax с учетом межфазных коротких замыканий или межфазных коротких замыканий

    Детали схемы
    3-фазная 3-проводная цепь 400 В или 1-фазная 2-проводная цепь 400 В (без нейтрали) 1,73
    1-фазный 2-проводный (фаза и нейтраль) цепь 230 В 1
    3-фазная 4-проводная цепь 230/400 В или 2-фазная 3-проводная цепь 230/400 В (т.е.e с нейтралью) Sph / S нейтральный = 1 1
    Sph / S нейтраль = 2 0,67

    Примеры

    Пример 1

    В трехфазной трехпроводной установке на 400 В защита от короткого замыкания двигателя мощностью 22 кВт (50 А) обеспечивается магнитным выключателем типа GV4L, мгновенное отключение по току короткого замыкания установлено на 700 А (точность ± 20%), т.е. в худшем случае для отключения потребуется 700 x 1,2 = 840 А.

    Кабель c.s.a. = 10 мм², проводник — медь.

    В Рис. F25 столбец Im = 700 A пересекает строку c.s.a. = 10 мм² при значении Lmax 48 м. Рис. G51 дает коэффициент 1,73 для применения к этому значению для 3-фазной 3-проводной цепи (без нейтрали). Автоматический выключатель защищает кабель от короткого замыкания, следовательно, при условии, что его длина не превышает 48 x 1,73 = 83 метра.

    Пример 2

    В цепи 3L + N 400 В защита обеспечивается автоматическим выключателем 220 А типа NSX250N с расцепителем micrologic 2, имеющим мгновенную защиту от короткого замыкания, установленную на 3000 А (± 20%), т. Удельное сопротивление медных кабелей из EPR / XLPE при прохождении тока короткого замыкания, например, для максимальной температуры, которую они могут выдерживать = 90 ° C (см. Рисунок G37).

  • 3.6: Что такое скин-эффект? Глубина скин-слоя меди в электротехнике

    Что такое скин-эффект?

    Как упоминалось ранее, скин-эффект заключается в том, что переменный ток стремится избежать прохождения через центр сплошного проводника, ограничиваясь проводимостью вблизи поверхности. Это эффективно ограничивает площадь поперечного сечения проводника, доступную для переноса переменного электронного потока, увеличивая сопротивление этого проводника выше, чем оно обычно было бы для постоянного тока: (рисунок ниже)

    Скин-эффект: глубина скин-эффекта уменьшается с увеличением частоты.

    Электрическое сопротивление проводника со всей используемой площадью поперечного сечения известно как «сопротивление постоянному току». «Сопротивление переменному току» того же проводника относится к более высокому значению в результате скин-эффекта. Как видите, на высоких частотах переменный ток не проходит через большую часть поперечного сечения проводника. С тем же успехом провод может быть полым!

    Полые проводники в ВЧ-приложениях

    В некоторых радиоприложениях (особенно в антеннах) этот эффект используется.Поскольку радиочастотные («RF») переменные токи в любом случае не будут проходить через середину проводника, почему бы просто не использовать полые металлические стержни вместо сплошных металлических проводов и сэкономить как вес, так и стоимость? (Рисунок ниже) По этой причине большинство антенных конструкций и ВЧ силовых проводов изготовлены из полых металлических трубок.

    На следующей фотографии вы можете увидеть некоторые большие индукторы, используемые в радиопередающей цепи мощностью 50 кВт. Индукторы представляют собой полые медные трубки, покрытые серебром для обеспечения превосходной проводимости на «коже» трубки:

    Индукторы большой мощности, изготовленные из полых трубок.

    Как калибр проволоки влияет на частоту и эффективное сопротивление

    Степень, в которой частота влияет на эффективное сопротивление сплошного проводника, зависит от калибра этого провода. Как правило, провода большого сечения демонстрируют более выраженный скин-эффект (изменение сопротивления от постоянного тока), чем провода малого сечения на любой заданной частоте. Уравнение для аппроксимации скин-эффекта на высоких частотах (более 1 МГц) выглядит следующим образом:

    \ [R_ {A C} = \ left (R_ {D C} \ right) (k) \ sqrt {f} \ label {1} ​​\]

    где

    • \ (R_ {AC} \) — сопротивление переменному току на заданной частоте (\ (f \))
    • \ (R_ {DC} \) — сопротивление при нулевой частоте (например.г., ДК)
    • \ (k \) — коэффициент проволочного затухания (см. Таблицу ниже)
    • \ (f \) — частота переменного тока в МГц

    В таблице ниже приведены приблизительные значения коэффициента «k» для различных размеров круглой проволоки.

    Таблица 1: коэффициент «k» для проводов AWG различных размеров.

    Пример \ (\ PageIndex {1} \)

    Какое (эффективное) сопротивление переменному току у отрезка провода калибра 10 с сквозным сопротивлением постоянному току 25 Ом на частоте 10 МГц?

    Решение

    Это прямое применение уравнения \ ref {1}

    \ [\ begin {align *} R_ {A C} & = \ left (R_ {D C} \ right) (k) \ sqrt {f} \\ [4pt] & = (25 \ Omega) (27.6) \ sqrt {10} \\ [4pt] & = 2.182 \ mathrm {k} \ Omega \ end {align *} \]

    Следовательно, этот провод должен иметь активное сопротивление по переменному току 2,182 кОм.

    Расчет падения напряжения — Практическое руководство

    Как рассчитать падение напряжения в медном проводе

    Для расчета падения напряжения в медном проводе используйте следующую формулу:

    Вольт = Длина x Ток x 0,017
    Площадь

    Вольт = Падение напряжения.
    Длина = Общая длина провода в метрах (включая любой провод заземления).
    Ток = Ток (в амперах) через провод.
    Площадь = Площадь поперечного сечения меди в квадратных миллиметрах.

    Банкноты


    • Эта формула применима только к меди при 25 ° C, падение напряжения увеличивается с увеличением температуры провода примерно на 0,4% на ° C.
    • 0,017- Эта цифра применима только к меди.
    • Площадь указывается в квадратных миллиметрах меди, может возникнуть путаница в том, как рассчитан размер кабеля, поскольку некоторые производители указывают диаметр провода, а не площадь, некоторые даже включают изоляцию.Объяснение этого можно увидеть по адресу , здесь .

    Пример


    У прицепа 50 м проводов сечением 4 квадратных мм, так сколько же падения напряжения при 20 А?

    50 х 20 х 0,017 = 17 . Разделите это на 4 (площадь поперечного сечения провода): 17/4 = 4,25 В .

    В этом примере падение составляет 4,25 В. Это означало бы, что если бы в передней части прицепа было 12 В, их было бы только 7.75V сзади — свет был бы очень тусклый.

    Это когда температура провода составляет 25 ° C, если температура провода составляет 35 ° C, будет падение 4,42 В, то есть только 7,37 В на задней части прицепа.

    Не забывайте, что ток, протекающий через провод, нагревает его, поэтому даже при температуре 25ºC провод будет более горячим, что приведет к увеличению падения напряжения.

    Это значение будет увеличиваться до тех пор, пока охлаждающее воздействие окружающего воздуха на провод не уравновесит нагревательное воздействие тока.

    Это демонстрирует, почему важно не экономить на размере провода при подключении прицепа.

    Калькулятор падения напряжения

    Это калькулятор для оценки падения напряжения в электрической цепи. Вкладка «Данные NEC» рассчитывается на основе данных сопротивления и реактивного сопротивления из Национального электрического кодекса (NEC). Вкладка «Расчетное сопротивление» рассчитывается на основе данных сопротивления, рассчитанных на основе сечения провода. Щелкните вкладку «Другое», чтобы использовать настроенные данные сопротивления или импеданса, например, данные других стандартов или производителей проводов.


    Когда электрический ток проходит по проводу, он толкается электрическим потенциалом (напряжением), и ему необходимо преодолеть определенный уровень противоположного давления, создаваемого проводом. Падение напряжения — это величина потери электрического потенциала (напряжения), вызванная противоположным давлением провода. Если ток переменный, такое противоположное давление называется импедансом. Импеданс — это вектор или двумерная величина, состоящая из сопротивления и реактивного сопротивления (реакция созданного электрического поля на изменение тока).Если ток прямой, противоположное давление называется сопротивлением.

    Чрезмерное падение напряжения в цепи может привести к мерцанию или тусклому горению ламп, плохому нагреву нагревателей, а также к перегреву электродвигателей. Рекомендуется, чтобы падение напряжения было менее 5% при полной нагрузке. Этого можно добиться, выбрав правильный провод, а также позаботившись об использовании удлинителей и аналогичных устройств.

    Существует четыре основных причины падения напряжения:

    Во-первых, это выбор материала для проволоки.Серебро, медь, золото и алюминий относятся к числу металлов с лучшей электропроводностью. Медь и алюминий являются наиболее распространенными материалами для изготовления проводов из-за их относительно низкой цены по сравнению с серебром и золотом. Медь — лучший проводник, чем алюминий, и будет иметь меньшее падение напряжения, чем алюминий, при данной длине и размере провода.

    Размер провода — еще один важный фактор при определении падения напряжения. Провода большего диаметра (большего диаметра) будут иметь меньшее падение напряжения, чем провода меньшего диаметра той же длины.В американском калибре проволоки каждое уменьшение на 6 калибра удваивает диаметр провода, а каждое уменьшение на 3 калибра удваивает площадь поперечного сечения провода. В метрической шкале калибра калибр в 10 раз больше диаметра в миллиметрах, поэтому метрическая проволока 50 калибра будет иметь диаметр 5 мм.

    Еще одним важным фактором падения напряжения является длина провода. Более короткие провода будут иметь меньшее падение напряжения, чем более длинные провода того же диаметра. Падение напряжения становится важным, когда длина провода или кабеля становится очень большой.Обычно это не проблема в цепях внутри дома, но может стать проблемой при прокладке проводов к хозяйственной постройке, скважинному насосу и т. Д.

    Наконец, величина передаваемого тока может влиять на уровни падения напряжения; увеличение тока через провод приводит к увеличению падения напряжения. Пропускная способность по току часто называется допустимой силой тока, то есть максимальным количеством электронов, которые могут быть вытолкнуты за один раз — это слово сокращается от емкости в амперах.

    Допустимая нагрузка на провод зависит от ряда факторов.Основной материал, из которого сделана проволока, конечно, является важным ограничивающим фактором. Если по проводу передается переменный ток, скорость чередования может повлиять на допустимую нагрузку. Температура, при которой используется провод, также может влиять на допустимую нагрузку.

    Кабели

    часто используются в связках, и когда они соединяются вместе, общее тепло, которое они выделяют, влияет на допустимую нагрузку и падение напряжения. По этой причине существуют строгие правила связывания кабелей.

    При выборе кабеля руководствуется двумя основными принципами. Во-первых, кабель должен выдерживать текущую нагрузку без перегрева. Он должен быть в состоянии сделать это в самых экстремальных температурных условиях, с которыми он может столкнуться в течение своего срока службы. Во-вторых, он должен обеспечивать достаточно надежное заземление, чтобы (i) ограничить напряжение, которому подвергаются люди, до безопасного уровня и (ii) позволить току короткого замыкания сработать с предохранителем за короткое время.

    Расчет падения напряжения

    Закон Ома — очень простой закон для расчета падения напряжения:

    В падение = I · R

    где:

    I: ток через провод, измеренный в амперах

    R: сопротивление проводов, измеренное в Ом

    Сопротивление проводов часто измеряется и выражается как удельное сопротивление длины, обычно в единицах Ом на километр или Ом на 1000 футов.Также провод переключается. Таким образом, формула для однофазной цепи или цепи постоянного тока принимает следующий вид:

    V падение = 2 · I · R · L

    Формула для трехфазной цепи принимает следующий вид:

    В падение = √3 · I · R · L

    где:

    I: ток через провод

    R: удельное сопротивление проводов на длину

    L: длина в одну сторону

    Типичные размеры проводов AWG

    American Wire Gauge (AWG) — это система калибров для проволоки, используемая преимущественно в Северной Америке для измерения диаметров круглых, сплошных, цветных и электропроводящих проводов.Ниже приводится список типичных проводов AWG и их размеров:

    AWG Диаметр витков провода Площадь Сопротивление меди
    дюйм мм на дюйм на см тыс. Миль мм 2 Ом / км Ом / 1000 футов
    0000 (4/0) 0.4600 11,684 2,17 0,856 212 107 0,1608 0,04901
    000 (3/0) 0,4096 10,404 2,44 0,961 168 85,0 0,2028 0,06180
    00 (2/0) 0.3648 9,266 2,74 1,08 133 67,4 0,2557 0,07793
    0 (1/0) 0,3249 8,252 3,08 1,21 106 53,5 0,3224 0,09827
    1 0,2893 7.348 3,46 1,36 83,7 42,4 0,4066 0,1239
    2 0,2576 6.544 3,88 1,53 66,4 33,6 0,5127 0,1563
    3 0,2294 5,827 4.36 1,72 52,6 26,7 0,6465 0,1970
    4 0,2043 5,189 4,89 1,93 41,7 21,2 0,8152 0,2485
    5 0,1819 4,621 5,50 2.16 33,1 16,8 1.028 0,3133
    6 0,1620 4,115 6,17 2,43 26,3 13,3 1,296 0,3951
    7 0,1443 3,665 6,93 2,73 20.8 10,5 1,634 0,4982
    8 0,1285 3,264 7,78 3,06 16,5 8,37 2,061 0,6282
    9 0,1144 2,906 8,74 3,44 13,1 6.63 2,599 0,7921
    10 0,1019 2,588 9,81 3,86 10,4 5,26 3,277 0,9989
    11 0,0907 2.305 11,0 4,34 8,23 4,17 4.132 1,260
    12 0,0808 2,053 12,4 4,87 6,53 3,31 5,211 1,588
    13 0,0720 1,828 13,9 5,47 5,18 2,62 6,571 2.003
    14 0,0641 1,628 15,6 6,14 4,11 2,08 8,286 2,525
    15 0,0571 1,450 17,5 6,90 3,26 1,65 10,45 3,184
    16 0.0508 1,291 19,7 7,75 2,58 1,31 13,17 4,016
    17 0,0453 1,150 22,1 8,70 2,05 1,04 16,61 5,064
    18 0,0403 1.024 24,8 9,77 1,62 0,823 20,95 6,385
    19 0,0359 0,912 27,9 11,0 1,29 0,653 26,42 8,051
    20 0,0320 0,812 31.3 12,3 1,02 0,518 33,31 10,15
    21 0,0285 0,723 35,1 13,8 0,810 0,410 42,00 12,80
    22 0,0253 0,644 39,5 15.5 0,642 0,326 52,96 16,14
    23 0,0226 0,573 44,3 17,4 0,509 0,258 66,79 20,36
    24 0,0201 0,511 49,7 19,6 0.404 0,205 84,22 25,67
    25 0,0179 0,455 55,9 22,0 0,320 0,162 106,2 32,37
    26 0,0159 0,405 62,7 24,7 0,254 0.129 133,9 40,81
    27 0,0142 0,361 70,4 27,7 0,202 0,102 168,9 51,47
    28 0,0126 0,321 79,1 31,1 0,160 0,0810 212.9 64,90
    29 0,0113 0,286 88,8 35,0 0,127 0,0642 268,5 81,84
    30 0,0100 0,255 99,7 39,3 0,101 0,0509 338,6 103.2
    31 0,00893 0,227 112 44,1 0,0797 0,0404 426,9 130,1
    32 0,00795 0,202 126 49,5 0,0632 0,0320 538,3 164,1
    33 0.00708 0,180 141 55,6 0,0501 0,0254 678,8 206,9
    34 0,00630 0,160 159 62,4 0,0398 0,0201 856,0 260,9
    35 0,00561 0.143 178 70,1 0,0315 0,0160 1079 329,0
    36 0,00500 0,127 200 78,7 0,0250 0,0127 1361 414,8
    37 0,00445 0,113 225 88.4 0,0198 0,0100 1716 523,1
    38 0,00397 0,101 252 99,3 0,0157 0,00797 2164 659,6
    39 0,00353 0,0897 283 111 0. Разное

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *