Как вычислить сечение провода: ? , » elektri4estwo.ru — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Как определить сечение провода

Капитальный ремонт это неизбежное мероприятие, которое предстоит сделать в любом жилом или хозяйственном помещении. Кроме внешних отделочных работ он предусматривает замену всех коммуникаций, в том числе и электропроводки, которую надо выбрать и купить. К сожалению, указанная на бирке или самом кабеле информация зачастую не соответствует действительности, хоть и на законных основаниях (в ГОСТах прописана допустимая погрешность) поэтому, чтобы обезопасить себя от покупки некачественного кабеля, надо знать как определить сечение провода.

Зачем надо уточнять сечения кабеля

В итоге, если использовать кабель меньшего сечения, чем расчетное, то для провода эффект будет примерно такой же, если бы тоненький полиэтиленовый шланг подключить к пожарному гидранту. Это может привести к опасным последствиям: перегреву электропроводки, оплавлению изоляции, изменению свойств металла. Поэтому, прежде чем сделать покупку, обязательно надо проконтролировать чтобы площадь поперечного сечения проводника не отличалась от той, что заявлена производителем.

Способы узнать реальный диаметр провода

Самый простой и точный метод измерить диаметр жилы провода – использовать специальные инструменты, такие как штангенциркуль или микрометр (электронный или механический). Чтобы измерение было точным измеряемый провод надо очистить от изоляции, чтобы инструмент за нее не цеплялся. Также надо осмотреть кончик провода, чтобы он был без перегибов – иногда они появляются если жила перекусывается тупыми кусачками. Когда диаметр измерен, можно приступать к вычислению площади сечения жилы провода.

Микрометр даст более достоверное значение, чем штангенциркуль.

В случае когда под рукой нет точного измерительного инструмента, есть еще один способ как узнать сечение – для него нужна будет отвертка (карандаш или любая трубка) и измерительная линейка. Также придется купить хотя бы один метр провода (хватит и 50 см, если только продадут такое количество) и снять с него изоляцию. Далее проволока наматывается плотно, без зазоров, на жало отвертки и длина намотанного участка замеряется линейкой. Полученная ширина намотки делится на количество витков и результатом будет искомый диаметр провода, по которому уже можно искать сечение.

Как проводить измерения подробно показано в этом видео:

Какие формулы надо использовать

Что такое сечение провода известно еще по азам геометрии или черчения – это пересечение объемной фигуры воображаемой плоскостью. По точкам их соприкосновения образуется плоская фигура, площадь которой вычисляется подходящими формулами. Жила провода чаще всего цилиндрической формы и в сечении дает круг, соответственно, поперечное сечение проводника можно рассчитать по формуле:

S = ϖ R²

R – радиус круга, равен половине диаметра;

ϖ = 3,14

Есть провода с плоскими жилами, но их мало и площадь сечения на них находить гораздо проще – просто перемножить стороны.

Чтобы получить более точный результат надо иметь в виду:

Чем больше витков (их должно быть не меньше 15) накрутить на отвертку, тем точнее получится результат;
Расстояний между витками быть не должно, из-за зазора погрешность будет выше;
Нужно сделать несколько замеров, каждый раз меняя его начало. Чем их больше, тем выше точность расчетов.

Недостатком такого способа является то, что для замеров можно использовать проводники небольшой толщины, толстый кабель накрутить будет сложно.

Определяем сечение провода с помощью таблицы

Использование формул не дает гарантированного результата, да и как назло они забываются в самый нужный момент. Поэтому определение сечения лучше проводить согласно таблице, куда сведены результаты вычислений. Если получилось измерить диаметр жилы, то площадь сечения провода можно посмотреть в соответствующем столбце таблицы:

Если надо найти общий диаметр многопроволочной жилы кабеля, то придется отдельно вычислить диаметр каждого проводка, а полученные значения сложить. Дальше все делается так же, как и с однопроволочной жилой – результат находится по формуле или таблице.

При замерах сечения провода, его жила тщательно очищается от изоляции, так как не исключена возможность что ее толщина будет больше нормативной. Если в точности расчетов по каким-либо причинам есть сомнения, то лучше выбирать кабеля или провода с запасом мощности.

Чтобы приблизительно узнать сечение провода, который будет приобретаться, надо сложить мощности электрооборудования, что будет к нему подключено. Потребляемая мощность обязательно указывается в паспорте прибора. По известной мощности высчитывается суммарный ток, который будет протекать по проводнику, а исходя из него уже подбирается сечение.

Советы по выбору сечения провода

Сечение проводника – это не все, на что нужно обращать внимание. Немаловажное значение имеет материал, из которого он изготовлен. Жила из меди или алюминия имеет определенный цвет и если он вызывает сомнение, то вероятно в целях экономии здесь производителем используется сплав металла. Это может привести к опасным последствиям, так как проводимость тока будет меньше, чем у заявленных металлов.

Сечение провода определяется только по диаметру токоведущей жилы. Некоторые покупатели ошибочно пытаются вычислить сечение по общему диаметру (жила+изоляция), отнимая от результата предполагаемую толщину изоляции. Так делать ни в коем случае нельзя, так как погрешность измерения будет чрезмерно высокой. Кроме того, в целях экономии металла производителем может быть сделана толще сама изоляция, и на вид изделие кажется вполне нормальным.

Сечение по ГОСТу или ТУ

Большой ассортимент электротехнических товаров способствует быстрому решению задач, которые связаны с электромонтажными работами. Качество этой продукции играет очень важную роль и все товары должны соответствовать требованиям ГОСТ.

Часто производители, желая сэкономить, находят лазейки чтобы отступать от требований ГОСТов и сами разрабатывают технические условия производства (ТУ) с учетом разрешенных погрешностей.

Как итог – рынок перенасыщен некачественным и дешевым товаром, который требуется перепроверять перед покупкой.

Если имеющиеся в торговых точках кабели подходящей стоимости не соответствуют заявленным характеристикам, единственное что можно сделать – приобрести провод с запасом по поперечному сечению. Резерв мощности никогда отрицательно не скажется качестве электропроводки. Также будет нелишним обратить внимание на продукцию от производителей, дорожащих своим именем – хоть она и стоит дороже, но это гарантия качества, а замена проводки делается не так часто, чтобы на ней экономить.

Сечение кабеля по диаметру | Заметки электрика

Здравствуйте, дорогие посетители сайта «Заметки электрика».

Эта статья про то, как самостоятельно можно определить сечение кабеля по диаметру.

В прошлой своей статье про провод ПУНП я говорил Вам, что напишу серию статей как правильно выбрать марку и купить кабели и провода.

Так вот данная статья тоже имеет прямое отношение к этой теме.

Зачем нам нужно определять сечение кабеля или провода по его диаметру?

А нужно нам это по нескольким причинам.

1. Нет бирки на бухте провода или кабеля

Встречаются ситуации, когда на бухте кабеля или провода отсутствует бирка с его сечением и прочими характеристиками. Конечно, я как опытный электрик, который практически ежедневно сталкиваюсь с этим, могу определить сечение провода или кабеля «на глаз». Но скажу честно, иногда бывает и так, что определить сечение очень затруднительно.

2. Покупка проводов и кабелей

Второй причиной, служит покупка этих самых проводов и кабелей. Все Вы знаете, и не раз я Вам об этом рассказывал, что в современных рыночных отношениях кабельная и проводниковая продукция «иногда» не соответствует требованиям современных ГОСТов. Но об этом поговорим подробнее в следующих статьях. Кому интересно, то подписывайтесь на получение уведомлений о выходе новых статей на сайте.

Итак, как же определить сечение жил кабеля или провода по его диаметру?

Способ №1

Первый способ применяется для определения сечения жил однопроволочного кабеля или провода.

Для этого нам необходимо с помощью обычного штангенциркуля или микрометра произвести измерение диаметра жилы кабеля (провода) без изоляции. Микрометра у меня нет, а вот штангенциркуль в моем инструменте электрика присутствует всегда.

В качестве примера я приведу определение сечения жилы кабеля ВВГнг двумя способами. В итоге сравним полученные результаты.

Вот этот кабель.

Разделываем кабель и разводим жилы.

Берем одну жилку (я взял синюю) и зачищаем ее, т.е. снимаем изоляцию жилы. Для снятия изоляции лично я пользуюсь стриппером Книпекс 12 40 200 — рекомендую.

С помощью штангенциркуля производим замер диаметра этой жилы.

У меня получилось, что диаметр измеренной жилы равен 1,8 (мм).

Далее в нижеприведенную формулу расчета площади круга подставляем полученное значение диаметра.

Полученное значение 2,54 (кв.мм) — это и есть фактическое сечение жил нашего кабеля.

Способ №2

Второй способ применяется для определения сечения жил однопроволочного кабеля или провода по его диаметру без использования штангенциркуля или микрометра. Этот способ я считаю более сложным и трудоемким.

Лучше все таки воспользоваться первым способом, т.к. он проще и более точный.

Но если нет в наличии штангенциркуля или микрометра, то остается применить только второй способ. Для этого нам потребуется карандаш или ручка. Я воспользовался карандашом, но лучше взять ручку или что то более жесткое.

Все делается аналогично.

Разделываем кабель произвольной длины и откусываем любую жилу (я опять взял синюю жилку).

С провода этой жилы снимаем слой изоляции. А затем провод наматываем на карандаш.

Лучше намотать побольше витков — так измерение будет точнее. Саму намотку выполняем таким образом, чтобы виток плотно прилегал к другому витку (без зазоров).

Вот, что у меня получилось.

Далее считаем количество получившихся витков. У меня получилось 10 витков.

После этого измеряем длину намотки.

Длина намотки составляет 18 (мм).

Далее необходимо длину намотки разделить на количество витков.

Получаем 1,8 (мм). Это и есть искомый диаметр жилы.

Диаметр жилки интересующего нас кабеля ВВГнг известен. А теперь по уже известной нас формуле определяем фактическое его сечение.

Т.к. диаметр жилы обоими способами получился одинаковый, то соответственно, и сечение их одинаковое.

Что и требовалось доказать.

Способ №3

Третий способ применяется для определения сечения жил многопроволочного (гибкого) кабеля или провода.

Сначала необходимо распушить жилу и посчитать в ней количество жилок. Дальше действуем аналогично по первому способу, определяя диаметр одной жилки с помощью штангенциркуля.

Например, количество жилок в пучке составляет 12 штук.

…

Измерив диаметр одной жилки, мы получили значение 0,4 (мм).

…

Опять же, применив формулу расчета площади круга, рассчитаем сечение одной жилки в пучке.

А теперь рассчитаем сечение всего многожильного провода, умножив полученное сечение 0,125 (кв. мм) на количество жилок в пучке.

Полученное значение 1,5 (кв.мм) — это и есть фактическое сечение жилки гибкого кабеля или провода.

Способ №4

Четвертый способ применяется для определения сечения жил многопроволочного (гибкого) кабеля или провода без применения штангенциркуля или микрометра.

Делаем все действия, согласно описанного выше способа №2. Разница заключается лишь в том, что на карандаш необходимо наматывать одну жилку из пучка.

Определив диаметр одной жилки из пучка интересующего нас гибкого кабеля или провода, находим его фактическое сечение по алгоритму способа №3.

P.S. Я Вам попытался наглядно продемонстрировать распространенные способы определения сечения кабеля по диаметру. Если возникли вопросы, то задавайте их в комментариях. В следующих статьях я расскажу Вам, что делать с полученным сечением жилы кабеля или провода, и как узнать, что оно соответствует действующим ГОСТам или нет.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Как определить сечение провода

Диаметр провода.

Для того, чтобы удачно купить провод, перед покупкой необходимо измерить диаметр провода, иначе можно стать жертвой обмана. Также измерять сечение провода придется, если будете добавлять новую электрическую точку на старой проводке, так как буквенной маркировки на ней может не быть. Информация, приведенная ниже, поможет вам правильно выбрать методику измерения диаметра провода и эффективно ее использовать на практике.

При этом у вас сразу возникнет вопрос: «Какой смысл компании портить свою репутацию?» Объяснений этому может быть несколько:Но все дело в том, что даже совершив правильные расчеты сечения провода, вы все равно можете столкнуться с проблемой, несмотря на то, что купите провод с подходящим диаметром. Авария может произойти из-за того, что на маркировке проводов будет указано сечение жил, которое не соответствует действительному. Это может случится в результате того, что завод-производитель сэкономил на материале, или же компанией, выпускающей данную продукцию, не были соблюдены все характеристики изделия. Также на прилавках можно найти провода, на которых совсем отсутствует маркировка, что изначально заставляет усомниться в их качественности.

1. В целях экономии. Например, завод сделал диаметр провода меньше всего лишь на 2 мм. кв. при 2,5-миллиметровой жиле, что дало возможность выиграть на одном погонном метре несколько килограмм металла, не говоря уже о прибыли при массовом производстве.

2. В результате большой конкуренции компания снижает цену на электропроводку, пытаясь переманить к себе большую часть потребителей. Естественно, это происходит за счет уменьшения диаметра провода, что невозможно определить невооруженным глазом.

И первый, и второй вариант имеет место быть на рынке продаж, поэтому вам лучше перестраховаться и сделать самостоятельно точные вычисления, о которых и пойдет речь дальше.

Зачем надо точное значение

Узнают сечение покупаемых кабелей, чтобы подобрать подходящий для определенной цели. Если проводник не будет соответствовать по этому параметру, то возникает повышенная опасность возгорания. Так, нельзя брать кабель или электропровод, у которого этот параметр ниже допустимой нормы, так как он будет сильно греться во время эксплуатации. Такой нагрев постепенно будет снижать запас прочности изоляции и по итогу произойдет ее пробой и, возможно – последующее возгорание.

Кроме необходимости перепроверки указанного в спецификации значений при покупке нового провода, узнать точное сечение может быть нужно и в других ситуациях. Одна из самых распространенных – это необходимость замены уже отработавшего токопроводного элемента. Его параметры нельзя посмотреть, так как такие сведения редко помнят или сохраняют где-то записанными. Если брать новый провод «на глаз», то также возможно его возгорание после ввода в эксплуатацию.

Как делается расчёт потребляемой мощности

Рассчитать приблизительное сечение кабеля можно и самостоятельно — необязательно прибегать к помощи квалифицированного специалиста. Полученные в результате расчётов данные можно использовать для покупки провода, однако, сами электромонтажные работы следует доверять только опытному человеку.

Последовательность действий при расчёте сечения такова:

Составляется подробный список всех находящихся в помещении электрических приборов.
Устанавливаются паспортные данные потребляемой мощности всех найденных устройств, после чего определяется непрерывность работы того или иного оборудования.
Выявив значение потребляемой мощности от устройств, работающих постоянно, следует суммировать это значение, добавив к нему коэффициент, равный значению периодически включающийся электроприборов (то есть, если прибор будет работать всего 30% времени, то следует прибавить треть от его мощности).
Далее ищем полученные значения в специальной таблице расчёта сечения провода. Для большей гарантии рекомендуется к полученному значению потребляемой мощности добавить 10-15%.

Для определения необходимых вычислений по подбору сечения кабелей электропроводки согласно их мощности внутри сети важно использовать данные о количестве электрической энергии, потребляемой устройствами и приборами тока. На этом этапе необходимо учесть очень важный момент – данные электропотребляемых приборов дают не точное, а приближенное, усредненное значение

Поэтому к такой отметке необходимо добавлять около 5% от параметров, указанных компанией-производителем оборудования

На этом этапе необходимо учесть очень важный момент – данные электропотребляемых приборов дают не точное, а приближенное, усредненное значение. Поэтому к такой отметке необходимо добавлять около 5% от параметров, указанных компанией-производителем оборудования.

Большинство далеко не самых компетентных и квалифицированных электриков уверены в одной простой истине – для того, чтобы правильно провести электрические провода для источников освещения (к примеру, для светильников), необходимо брать провода с сечением, равным 0,5 мм², для люстр – 1,5 мм², а для розеток – 2,5 мм².

Об этом думают и так считают только некомпетентные электрики. Но что, если, например, в одном помещении одновременно работают микроволновка, чайник, холодильник и освещение, для которых нужны провода с разным сечением? Это может привести, к самым разным ситуациям: короткому замыканию, быстрой порче проводки и изоляционного слоя, а также к возгоранию (это редкий случай, но все же возможный).

Точно такая же не самая приятная ситуация может произойти, если человек будет подключать к одной и той же розетке мультиварку, кофеварку и, допустим, стиральную машину.

Зачем нужно проводить расчет нагрузки кабеля?

Этот вопрос часто возникает при прокладке проводки в квартире или своём доме. Сначала считаются все планируемые нагрузки, а потом определяется необходимое сечение провода. Потом приобретается нужный материал в магазине и производится монтаж электропроводки в доме.

В результате эксплуатации новой проводки сначала «выбивает» автомат на электрощитке, а потом обнаруживается повреждение провода. Причём он часто оказывается полностью расплавленным, в результате чего и произошло короткое замыкание. Получается, что сделаны неправильные расчёты, и как узнать минимально допустимое значение сечение провода в таком случае?

Чтобы избежать серьёзных перегрузок, необходимо подсчитать, сколько электрических приборов в квартире будет задействовано одновременно. Среди самых мощных бытовых приборов, которые обычно используются дома при приготовлении пищи и создания нашего комфорта, можно выделить:

электроплиту;
кондиционер;
микроволновку;
электрочайник;
утюг;
стиральную и посудомоечную машины;
кофемолку;
пылесос.

Потребляемая мощность этой бытовой техники колеблется от 1 до 2 киловатт (за исключением электроплиты).

Расчет по длине

Ну и последний способ, позволяющий рассчитать сечение кабеля – по длине. Суть следующих вычислений заключается в том, что каждый проводник имеет свое сопротивление, которое с увеличением протяженности линии способствует потерям напряжения (чем больше расстояние, тем больше и потери). В том случае, если величина потерь превысит отметку в 5%, необходимо выбрать проводник с жилами покрупнее.

Для вычислений используется следующая методика:

Нужно рассчитать суммарную мощность электроприборов и силу тока (выше мы предоставили соответствующие формулы).
Выполняется расчет сопротивления электропроводки. Формула имеет следующий вид: удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах). Получившееся значение необходимо разделить на выбранное поперечное сечение кабеля.

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Обращаем Ваше внимание на то, что длина прохождения тока должна умножаться в два раза, т.к. ток изначально идет по одной жиле, а потом возвращается назад по другой

Рассчитываются потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.

U_потерь=I_{нагрузки}*R_{провода}

ПОТЕРИ=(U_потерь/U_ном)*100%

Определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
Итоговое число анализируется. Если значение меньше 5%, оставляем выбранное сечение жилы. В противном случае подбираем более «толстый» проводник.

Допустим мы рассчитали, что сопротивление жил у нас 0,5 Ома, а ток 16 Ампер, тогда:

U_потерь=16*0,5=8 Вольт

ПОТЕРИ=(8/220)*100%=0,03636*100%=3,6%

Что вполне допустимо для большинства случаев, согласно ГОСТ 29322-14 «Стандартные напряжения». Подробнее в статье: https://samelectrik.ru/kakoe-otklonenie-napryazheniya-v-seti-schitaetsya-predelnym.html.

Таблица удельных сопротивлений:

Если Вы протягиваете линию на довольно протяженное расстояние, обязательно производите расчет с учетом потерь по длине, иначе будет высокая вероятность неправильного выбора сечения кабеля.

Таблица соответствия диаметров проводов и их площадь сечения

Проводить расчеты в магазине или на рынке не всегда хочется или есть возможность. Чтобы не тратить время на расчеты или не ошибиться, можно воспользоваться таблицей соответствия диаметров и сечений проводов, в которой есть наиболее распространенные (нормативные) размеры. Ее можно переписать, распечатать и захватить с собой.

Диаметр проводника	Сечение проводника
0,8 мм	0,5 мм2
0,98 мм	0,75 мм2
1,13 мм	1 мм2
1,38 мм	1,5 мм2
1,6 мм	2,0 мм2
1,78 мм	2,5 мм2
2,26 мм	4,0 мм2
2,76 мм	6,0 мм2
3,57 мм	10,0 мм2
4,51 мм	16,0 мм2
5,64 мм	25,0 мм2

Как работать с этой таблицей? Как правило, на кабелях есть маркировка или бирка, на которой указаны его параметры. Там указывается маркировка кабеля, количество жил и их сечение. Например, ВВНГ 2х4. Нас интересуют параметры жилы а это цифры, которые стоят после знака «х». В данном случае заявлено, что есть два проводника, имеющих поперечное сечение 4 мм 2 . Вот и будем проверять, соответствует ли эта информация действительности.

Как работать с таблицей

Чтобы проверить, проводите измерение диаметра любым из описанных методов, после сверяетесь с таблицей. В ней указано, что при таком сечении в четыре квадратных миллиметра, размер провода должен быть 2,26 мм. Если измерения у вас такие же или очень близкие (погрешность измерений существует, так как приборы неидеальные), все нормально, можно данный кабель покупать.

Заявленные размеры далеко не всегда соответствуют реальным

Но намного чаще фактический диаметр проводников значительно меньше заявленного. Тогда у вас два пути: искать провод другого производителя или взять большего сечения. За него, конечно, придется переплатить, но первый вариант потребует достаточно большого промежутка времени, да и не факт, что вам удастся найти соответствующий ГОСТу кабель.

Второй вариант потребует больше денег, так как цена существенно зависит от заявленного сечения. Хотя, не факт — хороший кабель, сделанный по всем нормам, может стоит еще дороже. Это и понятно — расходы меди, а, часто, и на изоляцию, при соблюдении технологии и стандартов — значительно больше. Потому производители и хитрят, уменьшая диаметр проводов — чтобы снизить цену. Но такая экономия может обернуться бедой. Так что обязательно проводите измерения перед покупкой. Даже и проверенных поставщиков.

И еще: осмотрите и пощупайте изоляцию. Она должна быть толстой, сплошной, иметь одинаковую толщину. Если кроме изменения диаметра еще и с изоляцией проблемы — ищите кабель другого производителя. Вообще, желательно найти продукцию, отвечающую требованиям ГОСТа, а не сделанную по ТУ. В этом случае есть надежда на то, что кабель или провод буде служить долго и без проблем

Сегодня это сделать непросто, но если вы разводите проводку в доме или подключаете электричество от столба, качество очень важно. Потому, стоит, наверное, поискать

P=IU

Данные формулы используют в случаях активной нагрузки (потребители в жилых помещениях, лампочки, утюги). Для реактивной нагрузки в основном используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (для работы мощных трансформаторов, электродвигателей, обычно в промышленности).

В следующей таблице предложены исходные параметры – потребляемый ток и мощность, а определяемые величины – сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.

Исходя из потребляемой мощности и тока – выбор площади поперечного сечения провода и автоматического выключателя.

Зная мощность и ток, в нижеприведенной таблице можно выбрать сечение провода.

Таблица 2.

Макс. мощность, кВт	Макс. ток нагрузки, А	Сечение провода, мм2	Ток автомата, А
1	4.5	1	4-6
2	9. 1	1.5	10
3	13.6	2.5	16
4	18.2	2.5	20
5	22.7	4	25
6	27.3	4	32
7	31.8	4	32
8	36.4	6	40
9	40.9	6	50
10	45.5	10	50
11	50.0	10	50
12	54.5	16	63
13	59. 1	16	63
14	63.6	16	80
15	68.2	25	80
16	72.7	25	80
17	77.3	25	80

Критические случаи в таблице выделены красным цветом, в этих случаях лучше перестраховаться, не экономя на проводе, выбрав более толстый провод, нежели указано в таблице. А ток автомата наоборот поменьше.

По таблице можно без труда выбрать сечение провода по току, или сечение провода по мощности. Под заданную нагрузку выбрать автоматический выключатель.

В данной таблице все данные приведены для следующего случая.

Одна фаза, напряжение 220 В
Температура окружающей среды +300С
Прокладка в воздухе либо коробе (находится в закрытом пространстве)
Провод трехжильный, в общей изоляции (провод)
Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
В очень редких случаях потребитель достигает максимальную мощность. В таких случаях, максимальный ток может действовать длительно без отрицательных последствий.

Рекомендовано выбирать большее сечение (следующее из ряда), в случаях, когда температура окружающей среды будет на 200С выше, либо в жгуте будет несколько проводов

Это особо важно в тех случаях, если значение рабочего тока, приближено к максимальному

В сомнительных и спорных моментах, таких как:

большие пусковые токи; возможное в будущем увеличение нагрузки; пожароопасные помещения; большие перепады температур (например, провод находится на солнце), необходимо увеличить толщину проводов. Либо же для достоверной информации, обратиться к формулам и справочникам. Но в основном, табличные справочные данные применимы для практики.

Также толщину провода можно узнать эмпирическим (полученным опытным путем) правилом:

Правило выбора площади сечения провода для максимального тока.

Нужную площадь сечения для медного провода, исходя из максимального тока, можно подобрать применяя правило:

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

Расчеты по этому правилу без запаса, поэтому полученный результат нужно округлить в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, нужен провод сечением мм, а ток 32 Ампер. Необходимо брать ближайший, конечно, в большую сторону – 4 мм . Видно, что данное правило вполне укладывается в табличные данные.

Следует заметить, что данное правило хорошо работает для токов до 40 Ампер. Если же токи больше (за пределами жилого помещения, такие токи на вводе) – нужно выбирать провод с еще большим запасом, и делить уже не на 10, а на 8 (до 80 А).

Это же правило и для поиска максимального тока через медный провод, если известна его площадь:

Максимальный ток равен площади сечения, умножить на 10.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К выбору сечения нужно подходить со всей ответственностью. Чтобы знать, кабель 3х4 сколько выдерживает киловатт, надо уметь расшифровать цифры. Такая маркировка обозначает то, что в кабель имеет три жилы, с сечением по 4 мм2. Далее уже можно смотреть по таблице напряжения и мощности для выбора сечения.

Правильно подобранное сечение кабеля позволит смонтированным сетям не перегреваться, выдерживать даже кратковременные нагрузки, в 2-3 раза превышающие номинальную величину. Это создаёт определённый запас по току в случае увеличения количества и мощности включённых в сеть потребителей. Нагруженный по максимуму провод не будет нагреваться и создавать опасность самовозгорания, повлекшую за собой пожар на объекте.

В квартире при скрытой проводке обнаружить точное место повреждения сложно, требуется замена всего участка с выполнением штробы и последующего ремонта помещения.

Общая информация о кабеле и проводе

При работе с проводниками необходимо понимать их обозначение. Существуют провода и кабеля, которые отличаются друг от друга внутренним устройством и техническими характеристиками. Однако многие люди часто путают эти понятия.

Проводом является проводник, имеющий в своей конструкции одну проволоку или группу проволок, сплетенных между собой, и тонкий общий изоляционный слой. Кабелем же называется жила или группа жил, имеющих как собственную изоляцию, так и общий изоляционный слой (оболочку).

Каждому из типов проводников будут соответствовать свои методы определения сечений, которые почти схожи.

Материалы проводников

Количество энергии, какую передает проводник, зависит от ряда факторов, главный из которых – это материал токопроводящих жил. Материалом жилок проводов и кабелей могут выступать следующие цветные металлы:

Алюминий. Дешевые и легкие проводники, что является их преимуществом. Им присуще такие отрицательные качества, как низкая электропроводность, склонность к механическим повреждением, высокое переходное электросопротивление окисленных поверхностей;
Медь. Наиболее популярные проводники, имеющие, по сравнению с другими вариантами, высокую стоимость. Однако им присуще малое электрическое и переходное на контактах сопротивление, достаточно высокая эластичность и прочность, легкость в спайке и сварке;
Алюмомедь. Кабельные изделия с жилами из алюминия, которые покрыты медью. Им свойственна чуть меньшая электропроводность, чем у медных аналогов. Также им присуще легкость, среднее сопротивление при относительной дешевизне.

Различные вида кабелей по материалу изготовления жил

Важно! Некоторые способы определения сечения кабелей и проводов будут зависеть именно от материала их жильной составляющей, который напрямую влияет на пропускную мощность и силу тока (метод определения сечения жил по мощности и току)

Материал изготовления провода

Как известно, медный и алюминиевый провода имеют разное сопротивление, равно как и различный срок службы, из чего можно сделать вывод, что и расчеты по мощности или току их сечения требуется производить отдельно.

Медный провод, как уже упоминалось, требуется меньшей толщины, чем алюминиевый, при одинаковой нагрузке на кабель, и вот почему. Удельное сопротивление у алюминия выше, чем у меди, а потому токовые потери больше. А как раз за счет этого и идет нагрев кабеля, так как бытовые электроприборы не разбирают, посредством какого материала на них поступило напряжение. Они берут именно столько, сколько им необходимо.

А вот медь, которая имеет сопротивление, равное 0,017 Ом*кВ мм/м. потребляет на нагрев меньшее количество электроэнергии, чем алюминий с его удельным сопротивлением в 0.028 Ом*кв. мм/м. В результате нагрев меди меньший, провод необходим тоньше, а коэффициент полезного действия медного кабеля выше.

Именно по этому, несмотря на высокую стоимость по сравнению с алюминием, медные провода более востребованы на рынке электротехники.

Разница между сечениями проводов на 220 и 380 вольт

Зачем надо уточнять сечения кабеля

На большинстве проводов и кабелей производитель обязан наносить маркировку, указывающую на их тип, количество токопроводящих жил и их сечение. Если провод промаркирован как 3х2,5 – это значит, что сечение провода по диаметру равно 2,5 мм². Фактические значения могут отличаться от указанных примерно на 30%, потому что некоторые виды проводки (в частности ПУНП) производятся по устаревшим нормам, допускающим погрешность на указанное количество процентов и в основном она появляется в меньшую сторону. В итоге, если использовать кабель меньшего сечения, чем расчетное, то для провода эффект будет примерно такой же, если бы тоненький полиэтиленовый шланг подключить к пожарному гидранту. Это может привести к опасным последствиям: перегреву электропроводки, оплавлению изоляции, изменению свойств металла. Поэтому, прежде чем сделать покупку, обязательно надо проконтролировать чтобы площадь поперечного сечения проводника не отличалась от той, что заявлена производителем.

Способы узнать реальный диаметр провода

Микрометр даст более достоверное значение, чем штангенциркуль.

Как проводить измерения подробно показано в этом видео:

Какие формулы надо использовать

S = ϖ R²

R – радиус круга, равен половине диаметра;

ϖ = 3,14

Чтобы получить более точный результат надо иметь в виду:

Чем больше витков (их должно быть не меньше 15) накрутить на отвертку, тем точнее получится результат;
Расстояний между витками быть не должно, из-за зазора погрешность будет выше;
Нужно сделать несколько замеров, каждый раз меняя его начало. Чем их больше, тем выше точность расчетов.

Определяем сечение провода с помощью таблицы

Способы определения

Существует несколько способов определения сечения кабеля. Все они сводятся к тому, чтобы сначала вычислить диаметр жилы, после чего с помощью небольших расчетов узнать окончательное значение.

Способ №1 – Приборы в помощь!

На сегодняшний день существуют инженерные приборы, с помощью которых можно запросто определить диаметр жилы провода либо кабеля. К таким приборам относятся штангенциркуль и микрометр (увеличьте фото нажатием, чтобы просмотреть все инструменты).

Данный способ определения наиболее точный, но «обратная сторона медали» заключается в стоимости самого штангенциркуля/микрометра. Цена, конечно, не космическая, но для единоразового использования нет смысла приобретать данный инструмент.

Чаще всего такой вариант выбирают профессиональные электрики, чья жизнь непосредственно связана с монтажом электропроводки. Имея штангенциркуль можно точнее всего определить сечение провода своими силами. Преимущество данной методики заключается в том, что замерить диаметр жил можно даже на участке работающей линии (к примеру в розетке).

После измерения необходимо воспользоваться следующей формулой:

Не забываем, что число «Пи» составляет 3,14. Для максимального упрощения формулы можно 3,14 разделить на 4, после чего вычисления сведутся к умножению 0,785 на диаметр в квадрате!

Способ №2 – Использование линейки

Если Вы не желаете тратить деньги (а правильно и делаете!), то рекомендуем использовать простой «дедовский» способ для того чтобы определить сечение провода по его диаметру. Если имеются проволока, простой карандаш и линейка, найти ответ можно за считанные минуты. Все что Вам нужно — зачистить жилу от изоляции, после чего плотно накрутить ее на карандаш (как показано на картинке) и линейкой измерить общую длину намотки.

Суть способа заключается в том, что необходимо измерить общую длину намотанного проводника и разделить ее на количество жил. Значение, которое получиться – диаметр, который Вам нужно определить.

Несмотря на свою простоту, вычисления имеют свою особенность:

чем больше жил будет намотано на карандаш, тем точнее выйдет результат, минимальное количество витков – 15;
витки обязательно должны быть вплотную прижаты друг к другу, чтобы не было свободного пространства, которое значительно увеличит погрешность;
определение необходимо осуществлять несколько раз (меняя начальную сторону замера, переворачивая линейку и т.д.). Опять-таки, чем больше вычислений – тем меньше погрешность.

Обращаем Ваше внимание на существенные недостатки данного способа. Во-первых, для измерения подойдут только тонкие проводники (из соображений того, что толстый кабель будет сложно накручивать)

Во-вторых, в магазине перед покупкой для такой методики необходимо отдельно приобрести небольшой кусочек изделия.

После всех измерений необходимо воспользоваться все той же формулой, которую мы указали выше. На видео демонстрируется пример определения сечения проводника с помощью линейки:

Применение линейки и формул

Способ №3 – Использование таблиц

Вместо того, чтобы определять сечение кабеля по формуле, можно просто использовать готовые таблицы, которые сократят Ваше время и сделают результат наиболее точным.

Таблица довольно простая: в одной колонке указаны диаметры жил, во второй – их поперечные сечения в квадратах.

Проводим расчет сечения провода по диаметру

В последнее десятилетие особенно заметно снизилось качество выпускаемой кабельной продукции. Больше всего страдает сопротивление — сечения провода. На форуме я часто замечал, что народ недоволен подобными изменениями. И продолжаться это будет до тех пор, пока на это наглое воровство изготовителя не начнут реагировать.

Со мной произошел аналогичный случай. Мною было куплено метра два провода маркировки ВВГнг 3х2,5 кв. миллиметра. Первое что мне бросилось в глаза, это очень тонкий диаметр. Я подумал, что, скорее всего, мне подсунули провод меньшего сечения. Еще больше удивился, когда увидел надпись на изоляции ВВГнг 3х2.5 кв.мм.

Опытному электрику, ежедневно сталкивающемуся с проводами, легко определить «на глаз» сечение кабеля или провода. Но порой даже профессионал делает это с трудом, не говоря уже о новичках. Сделать расчет сечения провода по диаметру – это важная задача, которую нужно решить прямо в магазине. Поверьте, эта минимальная проверка обойдется вам дешевле и проще, чем восстановление ущерба от возгорания, которое может возникнуть из-за короткого замыкания.

Вы наверное спросите зачем необходимо проводить расчет сечения кабеля по диаметру? Ведь в магазине любой продавец подскажет, какой провод вы должны купить под вашу нагрузку, тем более на проводах есть надписи, на которых указано количество жил и сечение. Что тут сложного рассчитал нагрузку, купил провод, сделал электромонтаж. Однако не все так просто.

Порой на бухте провода или кабеля и вовсе нет бирки, на которой указаны технические характеристики. Скорее всего, эта та ситуация, о которой я рассказывал выше, − несоответствие проводниковой и кабельной продукции требованиям современных ГОСТов.

Чтобы никогда не становиться жертвой обмана, настоятельно рекомендую вам научиться определять сечение провода по диаметру самостоятельно.

Это интересно: Как подключить вентилятор через реле — разъясняем по пунктам

Для чего нужен расчёт сечения кабеля

В главную очередь, проведение этой несильно сложной процедуры необходимо для обеспечения безопасности как самого помещения, так и находящихся в нём людей. На сегодня человечеством не изобретено более удобного метода распределения и доставки электрической энергии до потребителя, как по проводам. Людям практически ежедневно необходимы услуги электрика — кто-то нуждается в подключении розетки, кому-то необходимо установить светильник и т. д. Из этого выходит, что с операцией подбора требуемого сечения связана даже такая, казалось бы, незначительная процедура, как установка нового светильника. Что же тогда говорить о подключении электрической плиты или водонагревателя?

Несоблюдение норм может привести к нарушению целостности проводки, что нередко становится причиной короткого замыкания или даже поражения электрическим током.

Если при выборе сечения кабеля допустить ошибку, и приобрести кабель с меньшей площадью проводника, то это приведёт к постоянному нагреву кабеля, что станет причиной разрушения его изоляции. Естественно, все это негативно влияет на продолжительность эксплуатации проводки — нередки случаи, когда через месяц после успешного монтажа электропроводка переставала работать, и требовалось вмешательство специалиста.

Следует помнить, что от правильно подобранного значения сечения кабеля напрямую зависит электро и пожаробезопасность в здании, а значит, и жизнь самих жильцов.

Виды клемм для соединения проводов: советы по выбору

Схема подключения УЗО: инструкция, методы, ошибки

Конечно, каждый собственник желает как можно больше сэкономить, но не стоит делать это ценой своей жизни, ставя её под угрозу — ведь в результате короткого замыкания может случиться пожар, который вполне может уничтожить все имущество.

Во избежание этого, перед началом электромонтажных работ следует подобрать кабель оптимального сечения. Для подбора необходимо учитывать несколько факторов:

общее количество электротехнических устройств, находящихся в помещении;
совокупную мощность всех приборов и потребляемую ими нагрузку. К полученному значению следует добавить «про запас» 20–30%;
затем, путём нехитрых математических расчётов, перевести полученное значение в сечение провода, учитывая при этом материал проводника.

Расчёт для многожильного провода

Многожильный провод (многопроволочный) представляет собой свитые вместе одножильные проволоки. Кто хоть немного дружит с математикой, тот прекрасно понимает, что необходимо посчитать количество этих проволочек в многожильном проводе. После этого измеряется сечение одной тонкой проволочки и умножается на их общее количество. Рассмотрим следующие варианты.

Расчёт с помощью штангенциркуля

Измерение проводится штангенциркулем с обычной шкалой (или микрометром). У опытных мастеров этот инструмент всегда находится под рукой, но не все же профессионально занимаются электрикой.

Для этого на примере кабеля ВВГнг разрежьте ножом толстую оболочку и разведите жилы в разные стороны.

Потом выберете одну жилу и зачистите ножом или ножницами. Далее произведите замер этой жилы. Должен получиться размер 1,8 мм. В качестве доказательства правильности измерения обратитесь к расчетам.

Полученная в результате вычисления цифра 2,54 мм2 – это фактическое сечение жилы.

Измерение с помощью ручки или карандаша

Если у вас не оказалось под рукой штангенциркуля, то можно воспользоваться подручными методами, используя карандаш и линейку. Сначала возьмите измеряемый провод, зачистите его и намотайте на карандаш или ручку так, чтобы витки ложились вплотную друг другу. Чем больше витков, тем лучше. Теперь подсчитаем количество намотанных витков и измерим их общую длину.

К примеру, получилось 10 витков с общей длиной намотки 18 мм. Нетрудно подсчитать диаметр одного витка, для этого общую длину делим на количество витков.

В результате всех производимых расчётов по формуле получите искомый диаметр жилы. В этом случае он составляет 1,8 мм. Так как диаметр одной жилы известен, то нетрудно посчитать сечение всего провода ВВГнг по известной уже формуле.

Можно заметить, что результаты получились равными.

Использование таблиц

Как можно узнать и измерить сечение кабеля, если под рукой не оказалось ни штангенциркуля, ни линейки, ни микрометра. Вместо того чтобы ломать себе голову над сложными математическими формулами, достаточно вспомнить, что есть уже готовые таблицы значений для измерения сечения кабеля. Существуют, конечно, очень сложные таблицы с множеством параметров, но, в принципе, для начала достаточно воспользоваться самой простой из двух колонок. В первой колонке вписывается диаметр проводника, а во второй колонке приводятся готовые значения сечения провода.

Таблица сечения проводя для закрытой проводки

Существует и другой «приблизительный» метод, который не требует измерения толщины отдельных проводков. Можно просто измерить сечение (диаметр) всего толстого свитка. Таким методом обычно пользуются опытные электрики. Они могут узнать сечение кабеля как «на глаз», так и с помощью инструментов.

{SOURCE}

Как узнать сечение провода по диаметру: вычисления, таблица

Определить какого сечения провода вам нужны — это только полдела. Надо еще требуемое сечение найти. Дело в том, что некоторые производители для увеличения прибыли выпускают кабели с проводами намного меньшего сечения, чем заявлено в сопроводительных документах. Например, заявлены жилы по 4 мм², а в реале — 3,6 мм² или даже меньше. Это приличная разница. Если ее во время не заметить, проводка может греться а это, в свою очередь, может привести к пожару. Потому дальше будем говорить о том, как узнать сечение провода по диаметру, ведь диаметр всегда можно измерить. Дальше по результатам измерений узнаем фактические параметры жилы.

Содержание статьи

Способы измерения диаметра проводника

При покупке электрического кабеля или провода для проверки сечения жилы необходимо измерить ее диаметр. Для этого есть несколько способов. Можно использовать измерительные приборы типа штангенциркуля или микрометра. Ими измеряют размер оголенной части проводника. Прибор просто приставляется к жиле, зажимается между губками, а результат отображается на шкале.

Как измерить диаметр жилы — взять штангенциркуль или микрометр

Для частного применения измерения достаточно точные, с небольшой погрешностью. Особенно, если приборы электронные.

Для второго способа нужны только линейка и какой-то ровный стержень. Но в этом случае еще придется заниматься расчетами, правда, очень простыми. Об этом способе — дальше.

Линейка+стержень

Если измерительных приборов в хозяйстве нет, можно обойтись обычной линейкой и любым стержнем одинакового диаметра. Этот метод имеет высокую погрешность, но если постараться будет достаточно точно.

Берем кусок провода длиной около 10-20 см, снимаем изоляцию. Оголенную медную или алюминиевую проволоку накручиваем на стержень одинакового диаметра (подойдет любая отвертка, карандаш, ручка и т.п.). Витки укладываем аккуратно, вплотную один к другому. Количество витков — 5-10-15. Считаем количество полных витков, берем линейку и измеряем расстояние, которое на стержне занимает намотанный провод. Затем делим это расстояние на количество витков. В результате получаем диаметр проводника.

Как измерить диаметр провода без приборов

Например, намотали 10 витков (считать проще), на стержне они заняли 3,8 см (или 38 мм). Далее делим расстояние на количество витков, 38/10=3,8 мм, получаем что диаметр намотанного провода 3,8 мм.

Как видите, тут присутствует погрешность. Во-первых, можно неплотно уложить провод. Во-вторых, недостаточно точно провести измерения. Но если делать все тщательно, расхождения с реальными размерами будут не такими уж большими.

Как измерять диаметр многожильного провода

Если вам надо узнать диаметр многожильного провода, измерения проводят с одной из проволочек, его составляющих. Процесс такой же: снять изоляцию, удалить оплетку (если она есть), распушить проволочки, выделив одну, провести измерения любым способом (микрометром или намотав на стержень).

Как определить сечение провода по диаметру если жил много?

Найденный размер умножить на количество проволочек в одном проводнике (распушите и пересчитайте). Вот и все, диаметр многожильного проводника вы нашли. Осталось узнать, как узнать сечение провода по диаметру, потому что при планировании проводки используется именно площадь сечения проводов.

Как вычислить по формуле

Так как сечение провода — круг, использовать будем формулу площади круга (на фото). Как видим, рассчитать сечение провода можно используя измеренный диаметр или высчитать радиус (поделить диаметр на 2). Для наглядности приведем пример. Пусть измеренный размер провода 3,8 мм. Подставляем эту цифру в формулу и получаем: 3,14 / 4 * 3,8² = 11.3354 мм². Можно результат округлить — это будет 11,3 мм². Внушительный кабель.

Формула сечения кабеля по диаметру

Вторая часть формулы использует радиус. Это — половина диаметра. То есть, чтобы найти радиус, диаметр делим на 2, получаем 3,8 / 2 = 1,9 мм². Далее подставляем в формулу и получаем: 3,14 * 1,9² = 11.3354 мм².

Цифры совпадают, что и должно быть. Итак, при диаметре провода 3,8 мм, площадь его сечения — 11,34 мм². Вы знаете, как узнать сечение провода по формуле. Но не всегда есть возможность заниматься подсчетами. В этом случае могут помочь таблицы.

Определение сечения провода по диаметру по таблицам

Для кабельно-проводниковой продукции есть определенный набор сечений, которые прописаны в нормативах. Зная какое сечение вам требуется, по таблице находим диаметр проводника. Далее только надо найти продукцию с нужными параметрами.

Сечение проводника	Диаметр
0,5 мм2	0,8 мм
0,75 мм2	0,98 мм
1,0 мм2	1,13 мм
1,5 мм2	1,38 мм
2,0 мм2	1,6 мм
2,5 мм2	1,78 мм
4,0 мм2	2,26 мм
6,0 мм2	2,76 мм
10,0 мм 2	3,57 мм

Теперь немного о том, как работать с этой таблицей. Вы идете за продукцией с определенными параметрами. Например, вы знаете, что вам нужен кабель с сечением жилы 4 мм². Найдя по таблице соответствующее значение, ищем требуемые параметры в кабельной продукции. В данном случае надо будет найти провода диаметром 2,26 мм. Если в магазине или на рынке находим близкие параметры — это уже хорошо. Случается, что указанные на бирке параметры завышены, т.е. реальное сечение проводников меньше.

Есть два пути найти требуемое. Первый — искать продукцию, которая соответствует заявленным параметрам. Возможно, потратив какое-то время, вам удастся найти. Но времени на поиски уйдет много. Слишком мало стало ответственных производителей. Есть, кстати признак, по которому можно ориентироваться. Это цена. Она значительно выше средней. Это потому, что потрачено большее количество меди или алюминия. Если пользоваться этим признаком, времени уйдет меньше.

Второй вариант — посмотреть продукцию с заявленным большим номиналом. В нашем случае рассуждаем так: нам нужен провод в 4 квадрата. Следующий по — 6 мм². Очень вероятно, что параметры этого кабеля в реале будут близки к требуемым 4 квадратам. Возможно, сечение проводников будет больше, но это хорошо — проводка точно не будет греться. Минус этого варианта в том, что потратите вы больше денег, так как такие кабели стоят больше.

В общем, вы знаете не только как узнать сечение провода по диаметру, но и то, как выбрать нужный. Даже если заявленные характеристики не совпадают с реальными.

Как определить сечение провода — способы определения сечения

Одной из важных и основных частей электропроводки являются кабели, проводящие ток. Для того чтобы все работало как надо, без коротких замыканий и расплавленных проводов, важно подобрать проводку так, чтобы она выдерживала напряжение. Убедиться в том, что провод надежный, безопасный и соответствует требованиям эксплуатации, можно рассчитав сечение провода. Если провод будет с недостаточным сечением, это может привести к замыканию и пожару в доме. Давайте разберемся, как определить сечение провода, чтобы избежать таких последствий.

Серьезный вопрос

Если у вас по плану замена электропроводки, то первым делом вам нужно определиться, какое сечение провода необходимо. Когда вы подсчитаете планируемую нагрузку на провод по току, сразу будет ясно, какое сечение нужно для нормальной работы. Для этой цели воспользуйтесь таблицей, которая находится ниже.

Подбор по току

Допустим, подсчитав все, вы определили силу тока в 27 А. Выходит, что вам необходим двужильный провод, сечение которого составляет 2,5 мм². Вы пошли в магазин, купили хороший провод, с заявленным от производителя сечением в 2,5 мм² и произвели монтаж электрических проводов. По истечении времени, когда система была запущена и работала, у вас отключается автомат на щитке. Это может говорить о поврежденной линии.

После того как вы осмотрите проводку, может выясниться, что было короткое замыкание. Причина проста – изоляция на проводе расплавилась из-за сильного нагрева. Но как же так? Вы же все сделали как надо, рассчитали, приобрели нужный провод. А все дело не в расчетах и вашей ошибке с подключением. Вся причина кроется в обмане. Да, именно в обмане, так как очень часто производители, изготавливающие провода, поставляют товар, который не соответствует заявленному сечению. К примеру, вы купили кабель с площадью провода в 2,5 мм², но когда вы проверили его самостоятельно, оказалось, что сечение кабеля составляет всего 2,1 мм², что меньше, чем необходимо вам по мощности. Вот и получается, что провод греется, и повышается риск возникновения замыкания.

Провод с поврежденной изоляцией

Но зачем это делать фирмам по производству кабелей? Все дело в жадности, так как, понижая сечение провода, компания-производитель экономит довольно значительную сумму денег. Посудите сами: чтобы изготовить 1000 м проводов сечением в 2,5 мм², понадобится приблизительно 22,3 кг меди. Но если сделать их с меньшим сечением, в 2,1 мм², то на их производство потребуется 18,8 кг. Получается, что экономия в пользу производителя составляет 3,5 кг меди. А когда производятся большие объемы продукции, то эта цифра вырастает в разы.

Вот и получается, что определение сечения провода – важный и серьезный этап, который нужно выполнить при монтаже проводки. Таким образом вы сможете избежать плавления изоляции, замыкания и, как следствие, пожара.

Каким образом можно определить сечение кабеля

Итак, вы купили провод, давайте узнаем, как можно произвести замер его сечения. Для этой цели вам понадобится:

штангенциркуль;
калькулятор;
сам кабель;
канцелярский нож или стриппер для снятия изоляции.

Замер штангенциркулем

Определяется сечение по диаметру провода. Давайте рассмотрим, как это сделать поэтапно.

Возьмите провод и снимите с него изоляцию при помощи стриппера или канцелярского ножа.
Используя штангенциркуль, измерьте диаметр провода.
Теперь, вам придется вспомнить уроки геометрии в школе. Для того чтобы определить площадь круга существует определенная формула:

S_кр= π r²,

где число π = 3,14, а r – радиус провода.

Но вот тут у нас возникает проблема: при помощи штангенциркуля измерить радиус невозможно – только диаметр. Поэтому формулу нужно немного изменить под диаметр. Как нам известно, радиус – это половина диаметра. Чтобы наши данные подходили, формулу нужно переделать так:

S_кр= ( π d²)/4,

где d – диаметр жилы.

В таком случае формулу можно сократить, разделив число π на четыре. В итоге выходим на стандартную формулу для вычисления сечения жилы по диаметру:

Sкр=0,785d²

Осталось только подставить числа к формуле и получить площадь круга, которая и будет его сечением. К примеру, диаметр вашего медного провода составляет 1,68 мм. Это число в квадрате составляет 2,8224. Умножаем 2,8224 на 0,785. Если округлить, то в итоге искомое сечение получилось 2,2 мм².

Вот и все, как видите, много времени и усилий эта процедура не займет, однако она является очень важной частью работ по монтажу электричества. Ведь даже отклонение в несколько десятых миллиметра может сыграть злую шутку. Но как быть, если вы не электрик и штангенциркуля у вас под рукой нет? Не спешите бежать в магазин, есть простой метод вычисления диаметра с помощью подручных средств.

Простой метод определения диаметра

Метод определения сечения

Все что нужно, есть у каждого под рукой. Для данного способа потребуется только карандаш или ручка и линейка.

Первым делом возьмите провод, сечение которого нужно узнать, и снимите с него 300–400 мм изоляции по длине.
Возьмите карандаш, ручку, фломастер или что будет под рукой, и намотайте на него провод. Для того чтобы добиться наиболее точного результата, витки должны быть подогнаны вплотную один к одному.
Чем больше витков вы сделаете, тем точнее будет результат. Рекомендуемое количество – 10 и больше витков.
Затем подсчитайте количество витков, которые вы намотали на карандаш, и запишите это число или запомните.
При помощи линейки измеряйте полную длину посчитанных витков. К примеру, у вас получилось 19 витков, которые имеют длину 32 мм.
Чтобы определить диаметр провода осталось только разделить длину на количество витков. Получается так: 32/19= 1,68 мм.

Вот и все, теперь осталось только подставить диаметр провода в формулу и получится сечение провода в 2,2 мм². Такой результат можно считать точным при двух условиях: витки были намотаны вплотную, а их количество превышает 10 штук – чем больше, тем лучше. В результате вам не придется тратить лишние деньги.

Единственный минус такого способа: если жила с большим сечением, намотать ее на карандаш не получится.

Как измерять сечение, если провод многожильный

Многожильный многопроволочный кабель

Хорошо, скажете вы, если провод один, вычислить сечение легко. А как быть, если он многожильный? Там таких отдельных проволок много, как узнать его в таком случае? Определить сечение многожильного провода не так тяжело как кажется. Все что нужно, определить сечение одной из жил.

Для начала возьмите провод и снимите с него изоляцию.
Теперь все проводки нужно рассоединить между собой и пересчитать их количество.
Возьмите одну из жил и измерьте ее диаметр.
Применив формулу, которая представлена выше, определите площадь одной жилы.
Имея сечение одной жилы, можно узнать общее сечение. Для этого площадь одной проволоки умножьте на их общее количество. К примеру, у вас есть провод, состоящий из 15 жил. Вы узнали, что сечение одной проволоки составляет 0,2 мм². Для того чтобы узнать их общее сечение, 0,2 нужно умножить на 15. Получаем: 0,2 × 15 = 3 мм².

Различие между многожильным и многопроволочным кабелем

Но следует учесть, что все жилы в проводе не могут быть соединены вплотную. Из-за того, что они круглые, между ними образуется воздушный зазор. Его нужно учитывать. Для этого получившийся результат умножьте на 0,91. Допустим, если сечение провода составило 3 мм², то, умножив его на коэффициент 0,91, получаем сечение 2,7 мм². Вот и все. Сложного ничего нет, нужно только придерживаться инструкции.

Как видите, определить сечение провода под силу всем, кто умеет пользоваться формулами. Но, несмотря на простоту такой работы, она является одним из важнейших этапов, которые необходимо сделать перед тем, как проводить проводку по всему дому.

Видео

Подробнее о практическом значении сечения провода в видеоматериале:

Расчёт сечения провода по диаметру

Основным и самым распространённым способом передачи электроэнергии к потребителю является электрический провод и электрический кабель. Электрический провод и электрический кабель – это электротехническое изделие, состоящее из металлической токопроводящей жилы или нескольких жил. Каждая жила помещена в электрическую изоляцию. Все изолированные жилы провода или электрического кабеля помещаются в общую изоляцию.

В настоящее время промышленностью выпускаются самые разнообразные электрические провода и электрические кабели. Кабели и провода в основном бывают медные и алюминиевые, т.е. состав жил кабеля или провода – медь или алюминий.

Электрические кабели и провода бывают одножильные и многожильные. Жила кабеля или провода может быть как однопроволочная (монолитная), так и многопроволочная. Жилы изготавливаются в основном круглой формы, однако нередко у электрических кабелей большого сечения форма многопроволочной жилы может быть выполнена в виде треугольника. Сегодня мы расскадем как сделать расчет сечения провода по диаметру.

Маркировка электрического кабеля (провода)

Существует стандартный ряд сечений жил проводов и электрических кабелей, которые применяются. Это 1мм²; 1,5мм²; 2,5мм²; 4мм²; 6мм²; 8мм²; 10мм² и т.д. Тип, сечение и количество жил указывается либо на бирке, идущей в комплекте с кабелем или проводом, либо на самом изделии. Например, маркировка часто наносится на общую изоляцию кабеля и провода. Также технические данные электрических проводников указываются и в паспорте изделия.

Допустим, в наличии имеется кабель ВВГнг 3х2,5. Расшифровывается данная маркировка достаточно просто: кабель медный с ПВХ изоляцией, в ПВХ оболочке, не горючий, количество жил равно трём, сечение каждой жилы равно 2,5мм². Если в начале маркировки будет стоять буква «А», т.е. тип кабеля будет АВВГ, то это значит, что жилы у кабеля алюминиевые.

По маркировке провода также можно узнать не только тип самого провода, но также количество и сечение токопроводящих жил. Например, провод ПВС 3х1,5. Расшифровка следующая: провод с ПВХ изоляцией и в ПВХ оболочке, соединительный. Количество жил также три, а сечение каждой жилы равно 1,5мм².

Сечение проводника

У каждой жилы провода и кабеля своё сечение. Оно может быть как совсем малым (1мм² и менее), так и очень большим (95мм² и более). Сечение жилы влияет на способность длительно и кратковременно выдерживать электрический ток определённой величины. Чем больше сечение жилы, тем больший ток она способна выдержать в течение практически неограниченного времени.

Неправильно выбранное сечение при проектировании может в дальнейшем стать причиной перегрева проводника, повреждения (разрушения) его изоляции в процессе большого нагрева, вследствие чего может произойти короткое замыкание и, как следствие, возникновение возгорания и пожара.

Несоответствие сечения

Не всегда причиной перегрева кабеля или провода в процессе эксплуатации может быть неправильный расчёт сечения. Как часто бывает на практике, причина очень проста. Не все производители кабельно-проводниковой продукции добросовестно относятся к качеству выпускаемых изделий. Дело в том, что очень часто сечение выпускаемых кабелей и проводов фактически занижено, т.е. не соответствует заявленному значению.

Чтобы избежать покупки электрического кабеля или провода с заниженным сечением, необходимо сначала визуально оценить его фактическое сечение. Практически любой специалист в области электрики способен «на глаз» определить сечение проводника. Но когда этого недостаточно, то профессионал может самостоятельно рассчитать площадь поперечного сечения электрического проводника. Расчёт сечения производится по обычной математической формуле:

S = π*D²/4 – формула №1

или

S = π*R² – формула №2

где: π – математическая постоянная, которая всегда равна примерно 3,14;

R – радиус провода;

D – диаметр провода.

Радиус равен половине диаметра:

R = D/2 – формула №3

Расчёт фактического сечения электрического проводника

Зная формулу расчёта сечения проводника, можно рассчитать его фактическое значение и узнать, насколько занижена или завышена (что бывает редко) производителем заявленная величина сечения.

Однопроволочная (монолитная жила)

Для того чтобы самостоятельно рассчитать сечение жилы провода или кабеля, необходим штангенциркуль и возможно калькулятор.

Для начала необходимо с жилы провода или с жилы электрического кабеля снять слой изоляции, чтобы оголить саму жилу. Затем штангенциркулем измеряется диаметр жилы. Т.к. жила монолитная, то замер будет всего лишь один. После замера диаметра жилы, необходимо подставить значение диаметра (радиуса) в одну из вышеуказанных формул.

Пример №1

Допустим, на кабеле или проводе заявленное сечение жилы 2,5мм². При замере диаметр жилы оказался равен 1,7мм. Подставляя значение в формулу №1, получим:

S = 3,14*1,7²/4 = 2,26865 ≈ 2,3мм²

Расчёт по формуле №1 показал, что сечение жилы от стандартного значения занижено на 0,2мм².

Теперь рассчитаем фактическое значение сечения по формуле №2, но для начала определим по формуле №3 радиус:

R = 1,7/2 = 0,85мм

Подставляем значение радиуса в формулу №2 и получаем:

S = 3,14*0,85² = 2,26865 ≈ 2,3мм

Расчёт по второй формуле оказался аналогичным расчёту по первой. Т.е. сечение жилы кабеля оказалось заниженным на 0,2мм².

Пример №2

Допустим, диаметр жилы при измерении штангенциркулем оказался равен 1,8мм. Подставляя данное значение в формулу №1, получаем:

S = 3,14*1,8²/4 = 2,5434 ≈ 2,5мм²

Т.е. фактическое сечение составило 2,5мм², что в принципе соответствует стандартной величине.

Многопроволочная жила

Если определять сечение многопроволочной жилы, то нельзя производить замер диаметра по методу монолитной жилы, т.к. расчёт будет с большой погрешностью. Для определения сечения многопроволочной жилы, необходимо произвести замер диаметра каждой отдельной проволоки в жиле.

Если общее сечение жилы достаточно велико, то замер каждой проволоки вполне возможен, т.к. диаметр реально замерить штангенциркулем. Но если многопроволочная жила имеет малое сечение, то определить диаметр каждой проволоки очень проблематично ввиду тонкости проводника.

Как определить сечение провода на глаз. Способы определения сечения провода

Говорят, что ремонт в доме сродни пожару. И в какой-то степени это действительно так. Ведь даже если начать делать только небольшую косметику, одна работа начинает тянуть за собой другую, а так и до полного ремонта недалеко.

И, конечно же, редко ремонт проходит без замены проводки. Ведь где-то необходимо поставить дополнительную розетку, а где-то и сам провод уже приходит в негодность (особенно это касается алюминиевых изделий). И вот тогда приходится думать, какую толщину провода выбрать, чтобы и в монтаже он был не слишком сложен, и не переплатить за лишние, ненужные квадратные сантиметры, но, в то же время, и чтобы хватило на все электроприборы, которых с каждым годом становится в квартирах все больше и больше.

Конечно, вопрос характеристик провода не только очень важен, но и сложен. Он требует серьезного подхода, расчетов и внимательности.

Сейчас попытаемся понять, как правильно определить сечение провода по диаметру, мощности, силе тока, а также как приобрести правильную толщину (измеряется в мм 2). Ведь иногда и маркировка может не совпадать с реальным диаметром.

Маркировка кабеля

Для начала имеет смысл разобраться с сечением токопроводящих изделий, которая указана на маркировке, на внешней стороне. К примеру, провод маркирован как АВВГ 3х2,5. Из этого обозначения можно узнать, что это алюминиевый проводник с изоляцией жил из ПВХ, с общей изоляцией из того же материала, без брони, т говоря на языке электриков, «голый». Но эта информация, которую можно узнать из буквенного обозначения, хотя и важна, но не настолько, как числовая маркировка. А по цифрам можно узнать, что кабель трехжильный, а площадь поперечного сечения проводника, то есть жилы, равна 2,5 мм.

Но часто бывает, что маркировка не совсем точна, погрешность может составить до 40 %, а это величина немалая (к примеру, написано КГ 3х16, а в действительности не более 12 мм 2). Ну а последствия такой неточности, естественно — прогоревшие кабеля (хорошо, если не сгоревшая квартира), а возможно, и испорченная бытовая техника.

Но, о способах, при помощи которых можно выполнить измерение сечения кабеля при покупке чуть ниже, а сейчас стоит рассмотреть материалы, из которых изготавливаются провода. Необходимо помнить что для одной и той же нагрузки сечение алюминиевого кабеля требуется большее, нежели медного. К тому же медь дает меньшие потери электропроводности, а также намного долговечнее. Конечно, и стоимость медных проводов выше, но это компенсируется при эксплуатации, а потому, такие кабеля предпочтительнее.

Расчет сечения провода по диаметру

Первое, что необходимо сделать перед тем, как идти в магазин за проводом — это вычислить необходимое сечение кабеля для того или иного помещения. Для этого нужно понять, какие приборы будут «нагружать» помещение. Суммировав мощности всех бытовых приборов, взять общую, и уже по ней, согласно таблице, выбрать нужные характеристики кабеля.

Аналогичным образом ведутся расчеты и по силе тока. Главное в этом деле ничего не упустить. Оптимальным будет кабель, толщина которого на 15–20 % больше требуемой по нагрузке. Тогда, при необходимости, можно подключить еще какие-то приборы, которые могут со временем появиться в помещении.

Все таблицы для выбора сечения провода по мощности или силе тока приведены в этой статье. Но как определить сечение кабеля, не глядя на маркировку, ведь она может не соответствовать действительности? Высчитать площадь сечения провода несложно.

Как посчитать сечение при покупке

При приобретении кабеля необходимо убедиться, что его сечение соответствует заявленной маркировке. Для этого можно приобрести пробный образец. Обычно минимальная длина в продаже составляет 0,5 метра — этой длины вполне будет достаточно.

Для замера найдите и возьмите с собой с собой штангенциркуль (механический или электронный, что предпочтительнее) или микрометр. Электронные приборы, конечно же, точнее, но они не у каждого имеются, а вот механический найдется практически у каждого.

Но даже если его нет, может выручить простая отвертка и линейка. Сейчас попробуем разобраться, как вычислить параметры сечения по рассчитанному радиусу.

Замеры микрометром или штангенциркулем

Для того, чтобы высчитать площадь сечения проводника, для начала необходимо зачистить одну из жил провода, диаметр которого нам требуется. Достаточная длина для замера подобным способом — 1 см. Далее, при помощи штангенциркуля или микрометра замеряется толщина жилы — это, как можно догадаться, и будет диаметр кабеля. Но для расчета соотношения сечения к диаметру по формуле нужна такая величина, как радиус, а потому делим полученное значение на 2. После такого перевода диаметр больше не используется, все считают с данными радиуса.

После произведенных замеров используется формула, по которой и вычисляется поперечное сечение кабеля, то есть площадь сечения кабеля — S = π*r2, где π — постоянная величина, равная 3,14.

Таким образом, если диаметр жилы составил 3,6 мм, тогда расчеты будут следующими:

3,6:2 = 1,8; после 3,14 х (1,8х1,8) = 3,14 х 3,24 = 10,17. Отсюда следует, что площадь сечения определяемого кабеля, диаметр жилы которого составила 3,6 мм. равна 10,17 кв. мм.

Аналогичным образом можно рассчитать толщину многопроволочного гибкого токопроводящего изделия, но при подобных расчетах нужно замерить диаметр одной проволоки из жилы, после умножить получившуюся цифру на количество проволок, которые составляют жилу, а потом уже высчитать толщину кабеля по вышеуказанной формуле.

Как становится ясно, вычислить толщину проводника по диаметру не так уж и сложно, причем, еще на стадии проекта можно перевести сечение в диаметр, тогда не нужно будет высчитывать данные, стоя у прилавка, в чем и плюс данного действия.

Замеры кабеля линейкой

При отсутствии высокоточных приспособлений для замера толщины провода, можно воспользоваться обычной линейкой и отверткой. Для замера понадобится зачистить не менее 10 см жилы (чем больше будет зачищено, тем точнее можно вычислить диаметр).

После снятия изоляции голая жила наматывается на отвертку таким образом, чтобы между витками не было зазоров, а получившаяся на жале отвертки спираль замеряется при помощи линейки. Для удобства желательно брать целое число в миллиметрах. Для примера, от начального края провода до края 10 витка получилось 23 мм. Тогда необходимо 23 мм разделить на количество витков, что будет равно 23:10 = 2.3 мм. Это и будет необходимое значение для того, чтобы вычислить толщину жилы кабеля. Ну а дальше снова по той же формуле — 2.3:2 = 1.15х1.15 = 1.3225х3.14 = 4.15. Вот и перевели диаметр в сечение проводника.

Аналогично производятся расчеты и по гибким многопроволочным проводам.

Определение сечения провода по таблицам

Как определить поперечное параметры кабеля, если не хочется возле прилавка производить расчеты? Для подобных случаев есть таблица для определения сечения и диаметра провода, которая также представлена в данной статье. Но при этом необходимо быть готовым к тому, что нужного диаметра жилы в них не окажется. В таком случае лучше принять за необходимое ближайшее меньшее значение. По крайней мере, в таком случае образуется небольшой запас по мощности.

Также, еще на стадии проектирования электромонтажа, необходимо определение при помощи таблиц сечения кабеля, которое будет нужно. Надо понимать, что на этот параметр провода влияет много факторов.

Конечно же, главным образом необходимо учесть потребляемую мощность или потребляемый ток всех бытовых электроприборов. Но, кроме этого, учитывается и длина кабеля, то есть расстояние от распределительного щита до прибора или до распределительной коробки, от которой могут пойти кабеля меньшего диаметра. Также на толщину провода влияет и окружающая температура. Если проводка монтируется в помещении с повышенной температурой, то смело можно добавлять 15–20%.

Опять же, если монтаж электропроводки ведется наружным способом, возможно применение кабеля меньшего диаметра, так как окружающий воздух будет лучше охлаждать жилы провода.

Материал изготовления провода

Особенности сечения провода на 380 вольт

Выбирая сечение или диаметр провода, который будет работать с напряжением в 380 вольт, необходимо учитывать, что фаза по такому кабелю подается не по одной, а по трем жилам. А потому и нагрузка будет распределена по всем трем. Как узнать сечение провода с тремя жилами? Да очень просто. Нужно также определить диаметр одной из жил, после, зная как найти сечение двухжильного провода, произвести перевод в этот параметр.

А после этого полученную цифру можно смело умножать на три. Либо изначально делить максимальную нагрузку на то же.

Вообще, подобные кабеля используются в основном в промышленности, так как в обычной жилой квартире нет оборудования, которое работает на подобном напряжении, а потому слишком глубоко рассматривать этого вопрос не стоит.

Вместо послесловия

Теперь вопрос определения сечение провода по диаметру не кажется таким уж сложным.

Выбирая необходимый диаметр кабеля для монтажа электропроводки в квартире не стоит слишком надеяться на добросовестность производителя, в любом случае большая их часть заботится не о нашей безопасности, а о своем финансовом благополучии. Многие из них увеличивают толщину изоляции, уменьшая при этом реальные параметры. В итоге товар выглядит внешне так, как и должен, но мощность, на которую должен быть рассчитан, уже не выдерживает. А потому имеет смысл всегда пересчитывать толщину вышеописанным способом, даже если это изделие проверенного производителя.

Как говорится, доверяй, но проверяй. Ведь не производителю пользоваться смонтированной проводкой, и не ему переделывать ее в случае прогорания. А потому, каждый сам должен заботиться о своем удобстве и комфорте проживания.

Определить какого сечения провода вам нужны — это только пол дела. Надо еще требуемое сечение найти. Дело в том, что некоторые производители для увеличения прибыли выпускают кабели с проводами намного меньшего сечения, чем заявлено в сопроводительных документах. Например, заявлены жилы по 4 мм 2 , а в реале — 3,6 мм 2 или даже меньше. Это приличная разница. Если ее во время не заметить, проводка может греться а это, в свою очередь, может привести к пожару. Потому дальше будем говорить о том, как узнать сечение провода по диаметру, ведь диаметр всегда можно измерить. Дальше по результатам измерений узнаем фактические параметры жилы.

Как измерить диаметр жилы — взять штангенциркуль или микрометр

Линейка+стержень

Как измерять диаметр многожильного провода

Как вычислить по формуле

Так как сечение провода — круг, использовать будем формулу площади круга (на фото). Как видим, рассчитать сечение провода можно используя измеренный диаметр или высчитать радиус (поделить диаметр на 2). Для наглядности приведем пример. Пусть измеренный размер провода 3,8 мм. Подставляем эту цифру в формулу и получаем: 3,14 / 4 * 3,8 2 = 11.3354 мм 2 . Можно результат округлить — это будет 11,3 мм 2 . Внушительный кабель.

Вторая часть формулы использует радиус. Это — половина диаметра. То есть, чтобы найти радиус, диаметр делим на 2, получаем 3,8 / 2 = 1,9 мм 2 . Далее подставляем в формулу и получаем: 3,14 * 1,9 2 = 11.3354 мм 2 .

Цифры совпадают, что и должно быть. Итак, при диаметре провода 3,8 мм, площадь его сечения — 11,34 мм 2 . Вы знаете, как узнать сечение провода по формуле. Но не всегда есть возможность заниматься подсчетами. В этом случае могут помочь таблицы.

Определение сечения провода по диаметру по таблицам

Сечение проводника	Диаметр
0,5 мм2	0,8 мм
0,75 мм2	0,98 мм
1,0 мм2	1,13 мм
1,5 мм2	1,38 мм
2,0 мм2	1,6 мм
2,5 мм2	1,78 мм
4,0 мм2	2,26 мм
6,0 мм2	2,76 мм
10,0 мм 2	3,57 мм

Теперь немного о том, как работать с этой таблицей. Вы идете за продукцией с определенными параметрами. Например, вы знаете, что вам нужен кабель с сечением жилы 4 мм 2 . Найдя по таблице соответствующее значение, ищем требуемые параметры в кабельной продукции. В данном случае надо будет найти провода диаметром 2,26 мм. Если в магазине или на рынке находим близкие параметры — это уже хорошо. Но чаще на кабелях с заявленными на бирках 4 квадратами оказываются гораздо более тонкие провода и кабель с требуемыми данными приходится искать.

Второй вариант — посмотреть продукцию с заявленным большим номиналом. В нашем случае рассуждаем так: нам нужен провод в 4 квадрата. Следующий по — 6 мм 2 . Очень вероятно, что параметры этого кабеля в реале будут близки к требуемым 4 квадратам. Возможно, сечение проводников будет больше, но это хорошо — проводка точно не будет греться. Минус этого варианта в том, что потратите вы больше денег, так как такие кабели стоят больше.

Нередко случается, что продавцы проводов непроизвольно завышают реальное значение поперечного сечения жилы провода, и на деле оказывается, что указанные на ценнике 2,5 квадрата, оказываются в реальности, например, 2,1 квадратами. Это совсем не удивительно, поскольку в промышленных масштабах экономия меди получается колоссальной, и продавец не виноват в желании производителя сэкономить.

В этих условиях и сам покупатель не должен терять бдительности. Ну представьте себе: вы хотите проложить проводку, скажем, в доме, прикинули типичную нагрузку, которую проводка должна гарантированно выдерживать, вычислили требуемое сечение провода, купили его, поверив заводским маркировкам, и в один прекрасный день проводка вдруг начинает неожиданно плавиться, происходит замыкание, а так и до пожара не далеко, хорошо, если при замыкании сработает автомат.

Зачастую причина, приходящая на ум горе-монтажнику, представляется как неправильно рассчитанное сечение провода. Однако, при пересчете выясняется, что все было рассчитано правильно, к тому же нагрузка не превысила по току допустимого предела, но почему-то произошел перегрев и расплавилась изоляция. Взглянув на проблему более внимательно, вооружившись штангенциркулем, человек обнаруживает, что диаметр то на 0,15 миллиметра меньше, а для тока это уже критичная разница в 2 ампера.

Как же быть? Прежде всего нужно уметь самостоятельно вычислить реальное сечение провода (жилы), прежде чем его покупать. Далее рассмотрим простой способ вычисления сечения жилы.

В первую очередь, вооружившись штангенциркулем, измерьте диаметр жилы проводника в миллиметрах. Разделите полученное значение на 2, так вы получите радиус. Следующим шагом возведите значение радиуса в квадрат (умножьте его значение на него же), и умножьте результат на число Пи, равное 3,1416. Вы получите значение сечения круглого проводника в квадратных миллиметрах.

У меня есть медный провод, сечение жилы которого я хочу узнать. Измеряю диаметр штангенциркулем, получается 1,2 мм, это диаметр жилы. Значит радиус жилы 0,6 мм. Возвожу в квадрат, и получаю 0,36, затем умножаю 0,36 на Пи, равное 3,1416, получаю 1,13 квадратных миллиметра. Делаю вывод: 3 киловатта при 220 вольтах этот провод точно выдержит.

Но что же делать, если под рукой штангенциркуля не оказалось? Достаточно оголить провода побольше, и намотать плотно несколько витков, скажем на стержень отвертки, а затем измерить линейкой длину намотки в миллиметрах, и разделить ее на количество витков.

Все тот же провод, с все той же жилой. Намотали на отвертку плотно 10 витков этой жилы, измеряем линейкой: они занимают 12 миллиметров, — значит жила имеет диаметр 1,2 миллиметра. Следовательно радиус 0,6 мм, и площадь сечения получается 0,6*0,6*3,1416 = 1,13 квадратных миллиметра.

Конечно, не всегда удобно наматывать толстый провод на стержень, гораздо удобней пользоваться штангенциркулем, но если выбора нет, то линейки, отвертки (или другого цилиндрического предмета, да хоть куска фанеры) и калькулятора оказывается достаточно, ну и плюс знание формулы.

Вообще, существуют таблицы, по которым можно легко определить площадь сечения жилы одножильного провода зная ее диаметр, и наоборот. Эти таблицы относятся и к гибким одножильным проводам, тогда берется в расчет диаметр проводящей части провода, состоящей из множества жил, и определяется общая площадь сечения проводящей многожильной части.

Надеемся, что эта краткая статья была для вас полезной, и теперь вы сможете легко определить реальное сечение провода, независимо от того, что написано на этикетке. Обычно, зная реальное сечение проводника и допустимый для этого сечения предельный ток, можно легко рассчитать, какого диаметра провод будет наиболее подходящим для ваших целей, чтобы работа силовых цепей была безопасной.

Кабель – основа любой электрической сети. При прокладке проводки и ремонтных работах возникает необходимость монтажа электропроводки. Сечение кабеля по диаметру кабеля должно быть определено по соответствующим параметрам, дабы предотвратить дальнейшие проблемы с использованием домашних электроприборов.

Цена кабеля достаточно высокая, это ещё одна причина тщательно отнестись к выбору продукции. При покупке товара многие ориентируются на стоимость, а не на фирму изготовителя. Поэтому для правильного проведения работ, важно научиться самому определять и проверять диаметр кабеля.

Метод 1
Метод 2
Метод 3
- Перевод ватт в киловатт
- Выбираем материал
- Выбираем марку кабеля

Метод 1

Если нет возможности использовать специальный прибор. Можно применить подручные средства. Для этого нужен предмет имеющий круглую продолговатую форму, это может быть любая пишущая принадлежность – ручка или карандаш, линейка. Провод зачищаем на длину минимум 30 см. Потом наматываем плотно на ручку спиралькой. Между витками не должно быть щелей.

Считаем количество витков и длину проволоки, использованную для них. Затем длину делим на количество.

Например, провод имеет 21 виток при длине 40 миллиметров. Для расчёта диаметра, длину делим на количество. То есть 40 делим на 21, получается 1,904 миллиметра.

Формула: S = πr 2 , где π – 3,14, S – площадь круга, r – радиус окружности.

Так как посчитанное число является диаметром, а не радиусом. То формулу изменяем для данного измерения: S = (πd 2)/4, где d — диаметр.

Полученное число подставляет в формулу. Результат и будет диаметр.

Например, d = 3,635. 3,14 × 3,635 ÷ 4 = 2,84

Метод 2

Для этого метода нужен механический или электронный штангенциркуль и микрометр.

Измерить микрометром. Прибор имеет две основные части – ручки и выемки полукругом для измерения. Провод вставляется в разъём микрометра, ручка закручивается до упора. Когда винты сошлись по сторонам, крутят трещотку на ручке прибора, пока она не начнёт прокручиваться. Замер выполнен, его показывает шкала на барабане микрометра.

Электронный микрометр показывает точные цифры, чем исключает ошибку расчёта человеком.

Расчёт сечения штангенциркулем. Для правильного использования необходимо знать структуру прибора. Он состоит из шкалы с разметкой в 1 мм, длина стандартной линейки 15см, губки для измерения, линейки для глубины, винта для зажатия предмета.

Кабель разделать, развести жилы. Зачистить одну из них. Раздвинуть губки, вставить жилу,так чтобы губки плотно облегали её. Зафиксировать винтом. Теперь можно увидеть длину предмета. Далее считаем по уже известной формуле.

Метод 3

Узнать сечение жил можно и с помощью готовой таблицы.

Для определения необходимого медного кабеля КГ предлагается воспользоваться таблицей.

Для определения нужного алюминиевого кабеля предлагается воспользоваться следующей таблицей.

Почему важно определять сечение кабеля?

Способность кабеля проводить ток зависит от его сечения.

При использовании неправильно подобранного провода напряжение падает. При тонком слое изоляции и недостаточном сечении провода при аварийной ситуации может возникнуть замыкание, а изоляция расплавится. Это может привести к пожару. Оплавится может не только провод, но и розетка к которой он ведёт, также вилка прибора и его провод.

Перевод ватт в киловатт

Для электроприборов, которые используют больше электрического тока – утюг, плита, нагреватель, для немощных изделий, типа лампы накаливания, мощность указывается в ваттах. Возникает необходимость перевести ватт в киловатт или наоборот. В одном кВт содержится 1 тыс.Вт.

Определение провода для мощности 380В

При использовании приборов, требующих большую мощность электроэнергии, необходимо подсоединение к сети из трёх фаз. Электричество поступает по трём линиям, а не по двум, как обычно, таким образом, требуется меньшее сечение провода.

Каждая жила использует меньше напряжения на 1,75 на каждую фазу. Это необходимо учитывать в расчетах по таблице.

Рассчитать сечение трёхжильного провода

Многожильный провод состоит из трёх одножильных жилок. Принцип подсчета тот же, как и у одножильного. Можно использовать высокотехнический прибор, а можно обычные предметы. Диаметр каждой жилы считается отдельно. Сначала распушите жилу, сосчитайте, сколько жилок. И рассчитать диаметр по одному из трёх методов.

Затем полученное число умножить на количество проволок. Это и будет сечение всего кабеля.

Например, диаметр одной жилы КГ равен 2,52. По формуле: S = πr 2

2,52×2,52×3,14= 19,94

В данном случае, разделили на четыре готовый результат кабеля КГ, учитывая, что это не радиус, а диаметр одной жилы. Получаем сечение одного проводка КГ.

Затем рассчитываем общее сечение провода КГ = 4,98× 3 = 14,95

Для примерного расчёта можно вычислить общее значение без разделения на отдельные проволочки. Но необходимо учитывать воздушный зазор. Поэтому полученную величину умножить на 0,91.

По этому принципу вычисляется сечение многожильных кабелей.

Важный момент — соединение проводов. При объединении нескольких жил возникают потеря напряжения. Особенно возрастают потери при большом количестве соединений.

Выбираем материал

Лучшим материалом считается медь, так как обладает большей проводимостью и прочностью. Алюминий при сгибании легко ломается, окисляется при соединении с воздухом. Если алюминий контактирует с медью, он подвергается электрокорозии и разрушается. Контакты ухудшаются, провод греется, искрится. Это может привести к пожару.

Выбираем марку кабеля

Марка провода — это буквенное значение, означает характеристику материала, степень гибкости, изоляцию. В отечественных кабелях следующая маркировка:

1 буква — материал жилы (А — алюминий). Медь буквы не имеет.

2 буква — провод.

3 буква — состав изоляции (резина (Р), капрон (К), полиэтилен (П)).

В некоторых проводах стоит буква, означающая вид резиновой изоляции. Это может быть найритовая (Н) или поливинилхлорид (В).

4 буква — конструкция асфальтированная (А), бронированная лентами (Б), защищена оплеткой (О).

Например — АПП, ТРП, ПВС, АППВ.

Определение сечения кабеля является необходимым этапом для безопасного монтажа электропроводов и дальнейшей их эксплуатации. Значимым оно становится из-за использования многочисленных приборов. Сечение кабеля должно соответствовать напряжению, требуемому электроприборами.

Более высокий уровень: сопротивление и площадь поперечного сечения — Расчет сопротивления — CCEA — Редакция GCSE Physics (Single Science) — CCEA

Второй эксперимент может быть проведен для экспериментального исследования того, как сопротивление металлического проводника при постоянной температуре зависит от площадь поперечного сечения.

Описанный выше эксперимент повторяется, но с шестью равными отрезками константановой проволоки разной толщины.

Запишите напряжение, ток и диаметр провода, d (поставляется производителем).2} {4} \)).

Постройте график зависимости сопротивления R в Ом по оси y от площади поперечного сечения A в мм2 по оси x.

Проведите линию наилучшего соответствия.

Из графика видно, что с увеличением площади поперечного сечения A сопротивление R уменьшается.

Более толстая проволока имеет меньшее сопротивление, чем тонкая.

Более подробное исследование показывает, что сопротивление и площадь поперечного сечения обратно пропорциональны.

Если вы удвоите площадь поперечного сечения, вы получите половину сопротивления провода.

Последний эксперимент может быть проведен для экспериментального исследования того, как сопротивление металлического проводника при постоянной температуре зависит от материала проводника.

Эксперимент повторяется снова, но с шестью проволоками из разных материалов одинаковой длины и толщины.

Запишите напряжение, ток и вычислите сопротивление.

Сравнение результатов в таблице показывает, что провода из разных материалов имеют разное сопротивление.

Ключевой момент

Сопротивление металлического проводника при постоянной температуре зависит от:

Длина l.Сопротивление прямо пропорционально длине.
Площадь поперечного сечения A. Сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения.
Материал проводника.

Сопротивление увеличивается по мере:

длина провода увеличивается;
толщина проволоки уменьшается.

Электрический ток течет, когда свободные электроны движутся в одном направлении через проводник, такой как металлический провод.

Движущиеся электроны могут сталкиваться с ионами металла.

Это затрудняет прохождение тока и вызывает сопротивление.

Сопротивление длинного провода больше, чем сопротивление короткого провода, потому что электроны сталкиваются с большим количеством ионов по мере их прохождения.

Сопротивление и длина провода прямо пропорциональны.

Сопротивление тонкой проволоки больше, чем сопротивление толстой проволоки, потому что у тонкой проволоки меньше зазоров, через которые могут пройти свободные электроны.

Сопротивление и площадь поперечного сечения провода обратно пропорциональны.

Рассчитайте площадь поперечного сечения провода 10 класса по физике CBSE

Подсказка: это проблемы базового уровня, которые можно легко решить, определив значения, чтобы использовать формулу площади провода, имеющего сопротивление и удельное сопротивление, т.е. $ area = \ dfrac {{\ left ({resistivity \ times length} \ right)}} { {resis \ tan ce}} $, чтобы найти площадь поперечного сечения данного провода.

Полное пошаговое решение:
В этом вопросе есть 2 термина «сопротивление» и «удельное сопротивление», которые можно объяснить следующим образом: Сопротивление — это величина сопротивления току, протекающему в проводе, и измеряется в омах. А удельное сопротивление — это характерное свойство материала провода: удельное сопротивление помогает сравнивать материалы на основе их способности проводить электрические токи.
Приведены значения:
Длина провода = 2 м, сопротивление = 46 $ \ Omega $, удельное сопротивление = 1 $.2} $.

Примечание. Знаете ли вы, как сопротивление провода зависит от площади поперечного сечения этого провода, давайте выясним, как это сделать; Толщина проводов влияет на сумму сопротивлений. Провода большего размера имеют большее поперечное сечение. Жидкость проходит в большую трубу с большей скоростью, чем через маленькую воронку. Это может быть связано с пониженным сопротивлением в трубе большего размера. Точно так же, чем длиннее провод, тем меньшее сопротивление он оказывает потоку электрического заряда.Если все остальные факторы одинаковы, заряд может проходить через более толстые провода с большей площадью поперечного сечения, чем через более тонкие провода с большей скоростью.

Расчеты кодов | EC&M

Бывают случаи, когда нам нужно добавить проводники к существующей кабельной канавке. Но знаете ли вы, как это сделать, не повредив ни существующие, ни новые проводники, ни то и другое? Вы можете обеспечить качественную установку в соответствии с Кодексом, сначала определив доступное свободное пространство в кабельном канале, а затем рассчитав количество проводов, разрешенных в этом свободном пространстве.Вот пятиступенчатый процесс, который поможет вам не сбиться с пути.

Шаг 1: Определите площадь поперечного сечения дорожки качения для заполнения проводника [Таблица 1 и Таблица 4 в Главе 9].
Шаг 2: Определите площадь существующих проводов [Таблица 5 главы 9].
Шаг 3: Вычтите площадь поперечного сечения существующих проводников (Шаг 2) из площади допустимого заполнения проводов (Шаг 1).
Шаг 4: Определите площадь поперечного сечения добавляемых проводников [Таблица 5 главы 9 для изолированных проводов и Таблица 8 главы 9 для неизолированных проводов].
Шаг 5: Разделите площадь свободного пространства (Шаг 3) на площадь поперечного сечения добавляемых проводников (Шаг 4).

Теперь вы должны быть готовы приступить к простому расчету.

Q. Существующий 1-дюймовый EMT содержит два проводника № 12 THHN, два провода № 10 THHN и один неизолированный (многожильный) провод № 12. Сколько дополнительных проводов № 8 THHN можно добавить к этому кабельному каналу?

Ответ:
Шаг 1: Допустимая площадь поперечного сечения для заполнения проводника
Дорожка качения = 0.864 x 0,4 = 0,3456 кв. Дюйма
Ниппель = 0,864 x 0,6 = 0,5184 кв. Дюйма

Шаг 2: Площадь поперечного сечения существующих проводников
№ 10 THHN [0,0211 кв. Дюйма x 2 = 0,0422 кв. Дюйма]
№ 12 THHN [0,0133 кв. Дюйма x 2 = 0,0266 кв. Дюйма]
№ 12, без покрытия [0,0060 кв. Дюйма x 1 = 0,0060 кв. Дюйма]
Общая площадь поперечного сечения существующих проводников = 0,0748 кв. Дюйма.
Примечание: Заземляющие провода должны учитываться при заполнении кабельных каналов.

Шаг 3: Вычтите площадь существующих проводников из разрешенной площади заполнения проводов.
Raceway длиной более 24 дюймов: 0,3456 кв. Дюйма — 0,0748 кв. Дюйма = 0,2708 кв. Дюйма
Ниппель (менее 24 дюймов в длину): 0,5184 кв. Дюйма — 0,0748 кв. Дюйма = 0,4436 кв. Дюйма

Шаг 4: Площадь поперечного сечения устанавливаемых проводников.
№ 8 THHN = 0,0366 кв. Дюйма

Шаг 5: Разделите область свободного пространства (Шаг 3) на площадь проводника.
Дорожка качения = 0,2708 кв. Дюйма ÷ 0,0366 кв. Дюйма = 7,4 или 7 проводников
Ниппель = 0,4436 кв. Дюйма ÷ 0,0366 кв. Дюйма= 12,1 или 12 проводников
Мы должны округлить до 18 проводников, потому что примечание 7 к таблице 1 применяется только в том случае, если все проводники имеют одинаковый размер и одинаковую изоляцию.

Общая физика II

Текущие и Сопротивление

Вопросы 2, 3, 4, 5, 7, 9, 17, 20

Задачи 1, 2, 7, 8, 15, 16, 22, 27, 33, 36, 43, 45, 46, 48, 49, 52

Q2 Какие факторы влияют на сопротивление проводника?

Длина, поперечное сечение, материал и температура все влияют на сопротивление.

Q3 В чем разница между сопротивлением и удельное сопротивление?

Сопротивление — это величина отношения напряжений. через сопротивление, деленное на ток через резистор. Удельное сопротивление — характеристика материала какой резистор сделан.

Q4 Два провода A и B круглого сечения изготовлены из того же металла и имеют одинаковую длину, но сопротивление провода А в три раза больше, чем провода Б.Что это соотношение их площадей поперечного сечения? Как соотносятся их радиусы?

Вспомните наше уравнение R = L / A
Изготовление из того же материала означает удельное сопротивление то же самое для двух проводов. У них одинаковая длина. Их площади поперечного сечения A должны отличаться в 3 раза. С
А = р ²
радиусы должны изменяться как квадратный корень из 3.

Q5 Что требуется для поддержания устойчивого ток в проводнике?

Постоянная разность потенциалов (или напряжение). Этот также означает постоянное электрическое поле внутри проводника — вызвано постоянным напряжением.

Q7 Когда напряжение на определенном проводе удвоение тока наблюдается в три раза. Что можно сделать о дирижере?

Этот проводник не подчиняется закону Ома.

Q9 Почему «хороший» электрический проводник может быть и «хорошим» термическим? дирижер?

Электроны, свободно перемещающиеся по материалу, например металл — проводят электричество, а также проводят тепло.

Q17 Два проводника одинаковой длины и радиуса подключены через одну и ту же разность потенциалов. У одного дирижера в два раза больше сопротивления другого. Какой провод будет рассеивать больше силы?

P = I V = I ² R = В ² / R
Использовать
P = V ² / R
Напряжение у обоих конечно одинаковое.Тот, у кого меньшее сопротивление рассеивает большую мощность.

Q20 Две лампочки работают от 110 В, но одна из них номинальная мощность 25 Вт, а другая — 100 Вт. Какая лампа несет больший ток?

P = I V = I ² R = В ² / R
Использовать
P = I V
или
I = P / V
При одинаковом напряжении (110 В) ток пропорционален к власти.Таким образом, лампа мощностью 100 Вт пропускает в четыре раза больше тока. лампы мощностью 25 Вт.

27,1 В модели Бора атома водорода электрон в низкоэнергетическом состоянии следует по круговой траектории, 5,29 x 10 ^{— 11} м от протона.

(a) Покажите, что скорость электрона равна 2,19 x 10 ⁶ м / с.

Что удерживает электрон на своей орбите? В центростремительная сила обеспечивается электрической силой от Закон Кулона Fc = m v ² / r = k Qq / r ² = Fel
m v ² / r = k e2 / r ²

v ² = k e ² / r m

v ² = (9×10 ⁹) (1.6×10 ^-19) ² / [( 5,29×10 ^-11) (9,11×10 ^-31)]

v ² = 4,78 x 10 ¹² м ² / с ²

v = 2,19 x 10 ⁶ м / с

(b) Каков эффективный ток, связанный с этим движением по орбите? электрон?

Ток определяется по I = dQ / dt
Какой период у этого электрона на орбите?
v = C / T
T = C / v

Т = 2 р / в

Т = 2 (5.29×10 ^-11) / (2,19 x 10 ⁶ м / с)

T = 1,52 x 10 ^{— 16} с

То есть электрон, с Q = e = 1,6 x 10 ^—
19 C заряда проходит каждые 1,2 x 10 ^{— 16} с на ток
I = 1,6 x 10 ^-19 C / 1,52 x 10 ^—
16 с
I = 1,05 x 10 ^{— 3} A

I = 1.05 мА

27,2 В конкретной электронно-лучевой трубке измеряемый пучок ток 30 А. Сколько электронов ударяет по экрану трубки каждые 40 с?

I = Q / т
Q = N e

I = N e / 40 с

N = (40 с) (I) / e

N = (40 с) (30 x 10 ^{— 6} C / s) / 1,6 x 10 ^—
19 С

N = 7.5 х 10 ¹⁵

27,7 Генератор Ван де Граафа создает луч Дейтроны с энергией 2,0 МэВ, представляющие собой тяжелые ядра водорода, содержащие протон и нейтрон.

(а) Если ток пучка 10,0 А, как далеко друг от друга дейтроны в пучке?

Во-первых, какова скорость дейтронов? E = KE = ( ¹ / ₂ ) м v ² = 2.0 МэВ [10 ⁶ эВ / МэВ] [ 1,6 x 10 ^{— 19} Дж / эВ]
Напоминая, что
эВ = (1,6 x 10 ^-19 C) (V) [(J / C) / V] = 1,6 x 10 ^{— 19} Дж
( ¹ / ₂ ) м v ² = 3,2 x 10 ^-13 Дж

Какова масса дейтрона? Из таблицы А.3, стр. A.4, находим
м = 2,014 м
измеряется в единицах u, «единых единицах массы». Но что ты?
1 u = 1,66 x 10 ^{— 27} кг
м = 2,014 ед. [1,66 x 10 ^{— 27} кг / ед]

м = 3,34 x 10 ^{— 27} кг

( ¹ / ₂ )) (3.34 x 10 ^{— 27} кг) v2 = 3,2 x 10 ^{— 13} J

v ² = 2 (3,2 x 10 ^{— 13} Дж) / 3,34 x 10 ^{— 27} кг

v ² = 1,92 x 10 ¹⁴ м2 / с2

v = 1,38 x 10 ⁷ м / с

I = Q / т

Назовите время между дейтронами T. Каждый дейтрон имеет заряд эл.
I = e / T
T = e / I

T = (1,6 x 10 ^{— 19} C) / (10 x 10 ^—
6 C / с)

T = 1,6 x 10 ^{— 14} с

Как далеко за это время путешествует дейтрон?
v = L / T
L = v T = (1,38 x 10 ⁷ м / с) (1,6 x 10 ^—
14 с)

L = 2.21 x 10 ^-7 м

Это расстояние между дейтронами в пучке.

(b) Их электростатическое отталкивание является фактором луча? стабильность?

При расстояниях вроде 10 ^{— 7} м электростатическая сила между двумя дейтронами будет очень большой и, следовательно, обязательно повлияет на стабильность луча F _el = k Qq / r ²
F _el = k e ² / r ²

F _el = (9×10 ⁹) (1.6×10 ^—
19) ² /( 2,21×10 ^-7) ²

F _el = 4,72 x 10 ^-15 N

Хотя это кажется небольшим числом, давайте применим Второй ЗАКОН Ньютона (F = ma) и посмотрите, какое ускорение что произвело бы на дейтроне,
F = м
a = Ф / м

а = 4.72 x 10 ^-15 Н / 3,34 x 10 ^—
27 кг

a = 1,41 x 10 ¹² м / с ²

27,8 Рассчитать среднюю скорость дрейфа электронов проходящий по медному проводу с площадью поперечного сечения 1,00 мм ² при токе 1,0 А (значения аналогично этим четырем проводам к настольной лампе). это известно, что около одного электрона на атом меди способствует электрический ток.Атомный вес меди 63,54, а его плотность составляет 8,92 г / см ³.

Из уравнения 27.4 имеем v _d = I / n q A
v _d = 1,0 A / [n (1,6 x 10 ^{— 19} C) (1,0 мм ²)]

(Как всегда) будьте осторожны с агрегатами! Легче укажите площадь поперечного сечения как A = 1,0 мм ², но мы нужно, чтобы в м ² к моменту проведения расчет.
A = 1,0 мм ² [1 м / 1000 мм] ²
A = 1,0 x 10 ^{— 6} м ²

Будьте осторожны. Поскольку 1000 мм = 1 м, нам потребуется преобразование что включает миллиметры в квадрате, 10 ⁶ мм ² = 1 м ²
v _d = 1,0 A / [n (1,6 x 10 ^—
19 C) (1,0 ^{— 6} м ²) ]
А что насчет n, «плотности числа» электронов. в медном проводе?
n = N _A / v _моль
v _моль = M _моль / плотность

v _моль = 63.54 г / [8,92 г / см ³]

То есть объем одного моля меди равен
v _моль = 7,12 см ³
Опять же, пока проще 7.12 придумать см ³, нам нужно преобразовать это в кубические метры перед мы подставляем его в уравнение,
v _моль = 7,12 см ³ [м / 100 см] ³
v _моль = 7.12 х 10 ^{— 6} м ³

n = N _A / v _моль

n = (6,02 x 10 ²³) / (7,12 x 10 ^{— 6} м ³)

n = 8,46 x 10 ²⁸ (1 / м ³)

или
n = 8,46 x 10 ²⁸ электронов / м ³
v _d = 1.0 A / [n (1,6 x 10 ^{— 19} C) (1,0 ^{— 6} м ²)]

v _d = 1,0 A / [(8,46 x 10 ²⁸ (1 / м ³)) (1,6 x 10 ^-19 C) (1,0 ^—
6 м ²)]

v _d = 7,39 x 10 ^{— 5} м / с

27,15 Рассчитайте сопротивление при 20 ^o ° C 40 м, длина серебряной проволоки с площадью поперечного сечения 0.40 мм ².

R = L / A
A = 0,4 мм ² [1 м / 1000 мм ] ² = 4 x 10 ^{— 7} м ²

R = (1,59 x 10 ^{— 8} -м) (40 м) / (4 x 10 ^-7 м ²)

R = 1,59

27,16 Проволока восемнадцатого калибра имеет диаметр 1.024 мм. Рассчитайте сопротивление 15,0 м медного провода 18 калибра при 20,0 ^o С.

R = L / A
А = р ²

r = 1,024 мм / 2 = 0,512 мм = 5,12 x 10 ^{— 4} м

А = (5,12 x 10 ^{— 4} м) ² = 8,235 x 10 ^—
7 м ²

R = L / A

R = (1.7 x 10 ^{— 8} -м) (15 м) / (8,235 x 10 ^-7 м ²)

R = 0,31

27,27 Резистор изготовлен из углеродного стержня, имеющего равномерная площадь поперечного сечения 5,0 мм ². Когда разность потенциалов 15 В приложена к концам стержень, в стержне есть ток 4,0 х 10 ^{— 3} А.

Найдите (а) сопротивление стержня и (б) длину стержня. стержень.

R = V / I
R = 15 В / 4,0 x 10 ^{— 3} A

R = 3,750

A = 5,0 мм ² [1 м / 1000 мм] 2 = 5 x 10 ^{— 6} м ²

R = L / A

L = R A /

L = (3750) (5 x 10 ^{— 6} м ²) / (3.5 x 10 ^-5 -м)

L = 535,7 м

Это кажется необоснованным!

27,33 Если медный провод имеет сопротивление 18 Ом на 20 ^o C, какое сопротивление он будет иметь при 60 ^o C?

R (T) = R _o [1 + T ] R (60 ^o ° C) = (18) [1 + (3,9 x 10 — 3 (1 / C ^o)) (40 C ^o)] R (60 ^o C) = (18) [1 + 0.156] R (60 ^o ° C) = (18) [1,156] R (60 ^o C) = 20,8

27,36 Сегмент нихромовой проволоки изначально находится на 20 ^o C. Используя данные из таблицы 27.1, рассчитайте температура, до которой необходимо нагреть проволоку, чтобы удвоить ее сопротивление.

27,43 Аккумулятор 10 В подключается к 120- резистор. Пренебрегая внутренним сопротивлением батареи, рассчитать мощность, рассеиваемую на резисторе.

27.45 Предположим, что скачок напряжения дает 140 В для момент. На сколько процентов будет выходная мощность 120-В, 100-Вт лампочка увеличивается, если ее сопротивление не меняется?

27,46 Особым типом автомобильной аккумуляторной батареи является характеризуется как «360 ампер-часов, 12 В». Какая общая энергия может аккумулятор поставить?

27,48 В гидроустановке турбина обеспечивает 1500 л.с. на генератор, который, в свою очередь, преобразует 80% механической энергия в электрическую энергию.В этих условиях какой ток будет ли генератор работать при конечной разнице потенциалов 2000 V?

27,52 Нагревательный элемент кофеварки работает на 120 V и проводит ток 2,0 А. Предполагая, что все тепло генерируется, поглощается водой, сколько времени нужно, чтобы нагреться 0,50 кг воды от комнатной температуры 23 ^o C до точка кипения.

Провода

A обеспечивает электрическое соединение между контактами.Обычно это стержень из тянутого или прокатного металла, длина которого превышает его диаметр.

В свойствах провода можно определить характеристики провода. Доступны следующие объекты недвижимости:

Объект	Описание
Поперечное сечение (CSA /)	Обязательная собственность.«Металлическое» сечение провода, обычно в [мм²] или [AWG]. В AWG отображается одно значение, если значение метрики находится в диапазоне 5% от преобразованного значения AWG. Если преобразованное значение AWG превышает 5%, отображается диапазон значений.
AWG	Спецификация диаметра проволоки («American Wire Gauge», первоначально называется Brown & Sharpe Gauge).Система начальных числовых размеров проволоки с наименьшими числами наибольших размеров. Каждый размер датчика составляет 20,6%. отдельно по площади поперечного сечения. Чем ниже номер AWG, тем больший диаметр проволоки. Примечание: Если поперечное сечение определяется в квадратных единицах измерения, AWG заполняется автоматически.
С изоляцией	Если этот параметр активирован, для провода определяется изоляция, и внешний диаметр необходимо вводить вручную.Если этот флажок не установлен, внешний диаметр рассчитывается автоматически.
Наружный диаметр	Обязательная собственность. Наружный диаметр провода, включая изоляцию.
Мин.	Минимально допустимый радиус изгиба согласно паспорту используемой проволоки. Примечание: Определяется кратно значению Наружного диаметра.
Макс.сопротивление	Максимально допустимое электрическое сопротивление, которое может иметь провод.
Макс. напряжение	Максимально допустимое напряжение для безопасной работы.
Макс.текущий	Максимально допустимый ток для безопасной работы.
Электрический класс	Классификация проводов (любая, определяемая пользователем классификация как «высокое напряжение», «данные», «управление», и т.п.) можно ввести здесь. Это значение будет использоваться по умолчанию для провода. поле возникновения в и может быть позже изменено. Это может предотвратить например провода высокого и низкого напряжения от прокладки в одном месте. Такой конфликт можно легко распознать в списке задач рабочей области.
Код материала	Краткая форма материала (e.грамм. ПОЛИВИНИЛХЛОРИД = ПВХ).
ниток	Многожильный провод, не обеспечить электрическую связь. Служит для увеличения механического сопротивление (особенно сила отрыва).
Цвет	Цвет провода при его размещении в рабочем пространстве EPLAN Harness proD и. Примечание: Цвет некоторых проводов может быть изменен в или, чтобы сделать их видимыми. Они изменены, чтобы усилить контраст провода с фоном и предотвратить, например, появление белых проводов на белом фоне.
Цвет полосы	Цвет полосы на проводе.
Выходные данные	Напечатанный номер или комбинация букв и цифр, напечатанных на провод для идентификации.

Серия тренингов по электричеству и электронике ВМС (NEETS), модуль 3, с 1-1 по 1-10

NEETS Модуль 4 — Введение в электрические проводники, методы электромонтажа и чтение схем

Страницы i — ix, с 1-1 по 1-10, 1-11 до 1-20, 1-21 до 1-28, От 2-1 до 2-10, от 2-11 до 2-20, 2-21 до 2-30, 2-31 до 2-40, 2-41 до 2-53, 3-1 до 3-10, 3-11 до 3-20, 3-21 до 3-24, 4-1 на 4-10, с 4-11 на 4-18, индекс

ГЛАВА 1

ЭЛЕКТРОПРОВОДНИКИ

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

Цели обучения указаны в начале каждой главы.Эти обучение цели служат предварительным просмотром информации, которую вы, как ожидается, узнаете в глава. Комплексные контрольные вопросы основаны на поставленных задачах. Успешно заполняя OCC-ECC, вы указываете, что достигли целей и узнали информация. Цели обучения перечислены ниже.

По завершении в этой главе вы должны уметь:

1. Напомнить определения размера единицы, мил-фут, квадратный мил и круговой мил, а также математические уравнения и расчеты для каждого.

2. Определите удельное сопротивление. и вспомните три фактора, использованные для его вычисления в омах.

3. Опишите правильное использование американского калибра проводов при измерении проводов.

4. Вспомните факторы, необходимые для выбора правильного размера. провод.

5. Назовите достоинства и недостатки меди. или алюминий в качестве проводников.

6. Определите сопротивление изоляции. и диэлектрическая прочность, включая то, как диэлектрическая прочность изолятора определенный.

7. Определите необходимые меры безопасности. при работе с изоляционными материалами.

8. Напомним наиболее распространенные изоляторы, используемые для чрезвычайно высоких напряжений.

9. Укажите тип защиты проводов, обычно используемый для судовой электропроводки.

10. Вспомните конструкцию и использование коаксиального кабеля.

ЭЛЕКТРОПРОВОДНИКИ

В предыдущих модулях этой серии тренингов вы узнали о различных схемных компонентах.Эти компоненты обеспечивают большую часть рабочих характеристики любой электрической схемы. Однако они бесполезны, если они не связаны вместе. Проводники — это средство, используемое для связи этих компонентов.

Многие факторы определяют тип электрического проводника, используемого для подключения составные части. Некоторыми из этих факторов являются физический размер проводника, его состав, и его электрические характеристики. Другие факторы, которые могут определить выбор проводника — это вес, стоимость и среда, в которой проводник будет использовано.

РАЗМЕР ПРОВОДНИКА

Чтобы сравнить сопротивление и размер одного проводника с другим, нам нужно установить стандартный или единичный размер. Удобная единица измерения диаметр проводника составляет мил (0,001, или одну тысячную дюйма). А удобной единицей длины проводника является фут. Стандартная единица размера в большинстве чехлы MIL-FOOT. Проволока будет иметь единичный размер, если ее диаметр составляет 1 мил. и длиной 1 фут.

1–1

SQUARE MIL

Квадратный мил — это единица измерения. используется для определения площади поперечного сечения квадратного или прямоугольного проводника (виды A и B на рис. 1-1). Квадратный мил определяется как площадь квадрата, стороны которых составляют 1 мил. Чтобы получить площадь поперечного сечения квадрата проводник, умножьте размер любой стороны квадрата на себя. Например, Предположим, у вас есть квадратный провод с размером стороны 3 мил.Умножить Сама по себе 3 мил (3 мил x 3 мил). Это дает вам площадь поперечного сечения 9 квадратных метров. мил.

Рисунок 1-1. — Сечения проводов.

1 кв. Укажите причину создания «единичного размера» для проводников.

2 кв. Рассчитать диаметр в MILS проводника диаметром 0,375 дюйма.

Q3. Определите мил-фут.

Чтобы определить площадь поперечного сечения прямоугольного проводника, умножьте длина, умноженная на ширину торца проводника (сторона выражена в мил).Например, предположим, что одна сторона прямоугольного поперечного сечения составляет 6 мил. а другая сторона — 3 мил. Умножьте 6 мил на 3 мил, что равно 18 квадратных мил. Другой пример. Предположим, что проводник имеет толщину 3/8 дюйма и 4 дюйма широкий. 3/8 дюйма можно выразить в десятичной форме как 0,375 дюйма. Поскольку 1 мил равен 0,001 дюйма, толщина проводника будет 0,001 x 0,375 или 375 мил. С ширина 4 дюйма и 1000 мил на дюйм, ширина будет 4 x 1000, или 4000 мил.Чтобы определить площадь поперечного сечения, умножьте длину на ширина; или 375 мил x 4000 мил. Площадь составит 1 500 000 квадратных миль.

Q4. Определите квадратный мил, относящийся к квадратному проводнику.

CIRCULAR MIL

Круговой мил является стандартным единица измерения площади поперечного сечения круглого провода (вид C на рис. 1-1). Эта единица измерения содержится в американских и английских таблицах проводов. Диаметр круглого проводника (провода), используемого для проведения электричества, может составлять лишь долю дюйм.Поэтому удобно выражать этот диаметр в мил, чтобы не использовать десятичные дроби. Например, диаметр проволоки выражается как 25 мил вместо 0,025 дюйма. Круглый мил — это площадь круга диаметром 1 мил, как показано на виде В на фиг. 1-2. Площадь круглого проводника в милах круглого сечения равна полученный путем возведения в квадрат диаметра, измеренного в мил. Таким образом, проволока диаметром 25 мил имеет площадь 25 ² или 625 круговых милов.Чтобы определить количество квадратных мил в одном и том же проводнике, применяйте обычную формулу для определения площади круга (A = πr ²). В этом формула, A (площадь) неизвестна и равна площади поперечного сечения в квадрате мил, p — константа 3,14, а r — радиус окружности или половина диаметра. (D). Путем подстановки A = 3,14 и (12,5) ²; следовательно, 3,14 x 156,25 = 490,625

1-2

кв. Мил.Площадь поперечного сечения провода составляет 625 круглых мил, но только 490,625 квадратных мил. Следовательно, круговой мил представляет собой меньшую единицу площади. чем квадратный мил.

Рисунок 1-2. — Сравнение круглых и квадратных мил.

Если провод имеет диаметр поперечного сечения 1 мил, по определению, круговая площадь в мил (CMA) равна A =
D ², или A = 1 ², или A = 1 круговой мил.Чтобы определить квадратную милю того же провода, примените формулу A = πr ²; следовательно, A = 3,14 x (0,5) ² (0,5 представляет половина диаметра). Когда A = 3,14 x 0,25, A = 0,7854 квадратных мил. Из этого, можно сделать вывод, что 1 круговой мил равен. 7854 кв. Мил. Это становится важно при сравнении квадратных (вид A на рис. 1-2) и круглых (вид B) проводников. как показано на рисунке C на рисунке 1-2.

Если дана площадь в квадратных мил, разделите площадь на 0.7854, чтобы определить круговую милую площадь, или CMA. Когда CMA дано, умножьте площадь на 0,7854, чтобы определить площадь в квадратных мил. Например,

Проблема: Проволока 12-го калибра имеет диаметр 80,81 мил. Что такое (1) его площадь в круговых милах и (2) его площадь в квадратных милах?

Решение

(1) A = D ² = 80,81 ² = 6530 круговых милов

(2) A = 0,7854 x 6,530 = 5,128,7 кв. Мил

Проблема: прямоугольный проводник равен 1.5 дюймов в ширину и 0,25 дюйма толстый. Какова (1) его площадь в квадратных миллиметрах и (2) в круглых миллиметрах? Какой размер круглый проводник должен проводить такой же ток, что и прямоугольный стержень?

1-3

Решение

(1) 1,5 дюйма = 1,5 дюйма x 1000 мил на дюйм = 1,500 мил

0,25 дюйма = 0,25 дюйма x 1000 мил на дюйм = 250 мил

A = 1500 x 250 = 375000 квадратных мил

(2) Чтобы проводить такой же ток, площадь поперечного сечения круглого проводника должны быть равны.
Круглые милы в этой области больше, чем квадратные. Следовательно:

Проволока в обычном виде представляет собой одиночный тонкий стержень или нить накала. из тянутого металла. При больших размерах проволока становится трудной в обращении. Для увеличения своего гибкость, он застрял. Пряди обычно представляют собой отдельные провода, скрученные вместе в достаточное количество, чтобы составить необходимую площадь поперечного сечения кабеля. В общая площадь многожильного провода в круглых миллиметрах определяется путем умножения площади в круглых милах одной жилы по количеству жил в кабеле.

Q5. Определите круговой мил.

Q6. Какова площадь в миллиметрах 19-жильного проводника, если длина каждой жилы составляет 0,004 дюйма?

CIRCULAR-MIL-FOOT

A круглая-мил-стопа (рисунок 1-3) единица объема. Он представляет собой единичный проводник длиной 1 фут и имеет поперечное сечение. площадь 1 круговой мил. Поскольку это единичный проводник, круговой милфут полезно при сравнении проводов, состоящих из разных металлов.Например, основа для сравнения УСТОЙЧИВОСТИ (будет обсуждено в ближайшее время) различных веществ может быть выполнено путем определения сопротивления в круговых милфутах каждого из вещества.

Рисунок 1-3. — Круговой милфут.

При работе с квадратными или прямоугольными проводниками, такими как амперметр шунтов и шин, иногда вам может быть удобнее использовать другой единичный объем. Шина — это тяжелая медная лента или шина, используемая для соединения нескольких цепей. все вместе.Шины используются, когда требуется большая токовая нагрузка. Единичный объем может быть измерен как сантиметровый куб. Таким образом, удельное сопротивление становится сопротивление

1-4

предлагает проводник в форме куба длиной 1 сантиметр и 1 квадратный сантиметр. в площади поперечного сечения. Используемая единица объема указана в таблицах конкретных сопротивления.

УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЛИ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Удельное сопротивление или удельное сопротивление — это предлагаемое сопротивление в омах. на единицу объема (круговой милфут или сантиметровый куб) вещества к протеканию электрического тока.Сопротивление обратно пропорционально проводимости. Вещество с высоким сопротивлением будет иметь низкую проводимость, и наоборот. Таким образом, удельное сопротивление вещества — это сопротивление единицы объема. этого вещества.

Многие таблицы удельного сопротивления основаны на сопротивление в Ом объема вещества длиной 1 фут и 1 круговой мил в площади поперечного сечения. Температура, при которой измеряется сопротивление сделано тоже указано.Если вы знаете, из какого металла сделан проводник, удельное сопротивление металла можно получить из таблицы. Удельные сопротивления некоторых распространенных веществ приведены в таблице 1-1.

Таблица 1-1. — Удельное сопротивление обычных веществ

Сопротивление проводника однородного сечения изменяется прямо пропорционально как произведение длины и удельного сопротивления проводника, и обратно пропорционально как площадь поперечного сечения проводника.Следовательно, вы можете рассчитать сопротивление провода, если вы знаете длину, площадь поперечного сечения и удельное сопротивление вещества. Выражается в виде уравнения, R (сопротивление в Ом) проводника это

1-5

Где:

ρ = (греч. Rho) удельное сопротивление в Ом на круговой мил-фут

(см. Таблицу 1-1)

L = длина в футах

A = площадь поперечного сечения в круглых милах

Проблема:

Каково сопротивление 1000 футов меди? проволока, имеющая площадь поперечного сечения 10 400 круглых
мил (No.10 провод) при температура 20º C? Решение:

Удельное сопротивление меди (таблица 1-1) составляет 10,37 Ом. Подставляя известных значений в предыдущем уравнении
, сопротивление R определяется как

Дано: ρ = 10,37 Ом

L = 1000 футов

A = 10 400 круговых милов

Решение:

= 1 Ом (приблизительно)

Если R, ρ и A известны, длина (L) может быть определена простым математическая транспозиция.У этого есть много ценных приложений. Например, когда Определив заземление в телефонной линии, вы воспользуетесь специальным тестовым оборудованием. Этот оборудование работает по принципу прямого изменения сопротивления линии. с его длиной. Таким образом, расстояние между контрольной точкой и повреждением может быть вычислено. точно.

Q7. Определите удельное сопротивление.

Q8. Перечислите три фактора, которые используются для расчета сопротивления конкретного проводник в Ом.

РАЗМЕР ПРОВОДА

Самый распространенный метод измерения размер провода в ВМФ определяется с использованием Американского калибра проводов (AWG). Исключением является проводка самолетов, размер и гибкость которой незначительно отличаются от стандартов AWG. Информацию о размерах авиационных проводов см. В соответствующих публикациях. для конкретного самолета. В следующем обсуждении используются только размеры проводов AWG.

1-6

Проволока производится в размерах, пронумерованных в соответствии с таблицами AWG.Различные провода (одножильные или многожильные) и материал, из которого они изготовлены (медь, алюминий, и т. д.) публикуются Национальным бюро стандартов. Таблица AWG для медный провод показан в таблице 1-2. Диаметр проволоки уменьшается по мере того, как калибр числа становятся больше. Для удобства числа округлены, но являются точными. для практического применения. Самый большой размер провода, указанный в таблице, — 0000 (читать «4 ноль»), а наименьший — номер 40. Выпускаются большие и меньшие размеры, но обычно не используются на флоте.Таблицы AWG показывают диаметр в мил, круговой площадь в мил и площадь в квадратных дюймах для проводов AWG. Они также проявляют сопротивление (Ом) на тысячу футов и на милю сечения проводов при определенных температурах. В последний столбец показывает вес провода на тысячу футов. Пример использования таблицы 1-2 выглядит следующим образом.

1-7

Таблица 1-2. — Стандартная твердая медь (американский калибр проволоки)

Проблема: требуется проложить 2 000 футов сплошной меди AWG 20. провод для новой единицы оборудования.Температура, при которой будет проложен провод, составляет 25 ° C (77 ° F). Какое сопротивление будет иметь провод для прохождения тока?

1-8

Решение: под столбцом с номером датчика найдите размер AWG 20. Теперь прочитайте столбцы, пока не достигнете столбца «Ом на 1000 футов для 25 ° C (77 ° F)». Ты обнаружит, что провод будет обеспечивать сопротивление току 10,4 Ом. С мы используем 2000 футов провода, умножаем его на 2.

10,4 Ом x 2 = 20,8 Ом

Американский стандартный калибр проводов (рисунок 1-4) используется для измерения проводов размером от 0 до 36. Использовать этого калибра вставьте провод, который нужно измерить, в наименьшую прорезь, которая будет разместить оголенный провод. Номер калибра на этом слоте указывает размер провода. Передняя часть прорези имеет параллельные стороны, и именно здесь измеряется провод. взят. Его не следует путать с большим полукруглым отверстием на задняя часть слота.Заднее отверстие просто позволяет свободно перемещать проволоку. полностью через прорезь.

Рисунок 1-4. — Калибр провода.

Q9. Используя таблицу 1-2, определите сопротивление 1500 футов провода AWG 20 при 25 ° C.

Q10. Когда используешь калибр провода американского стандарта, чтобы определить размер провода, где вы должны поместите провод в калибр, чтобы получить правильное измерение?

ПРОВОДА И КАБЕЛИ

Провод — это одиночный тонкий стержень или нить из тянутого металла.Это определение ограничивает термин к тому, что обычно понимается как «сплошная проволока». Слово «стройный» употребляется потому что длина провода обычно больше по сравнению с его диаметром. Если провод покрыт изоляцией, это изолированный провод. Хотя термин «провод» правильно относится к металлу, в него также входит утеплитель.

А проводник — провод, пригодный для протекания электрического тока.

Многожильный проводник — это проводник, состоящий из группы проводов или любой комбинации групп проводов.Провода в многожильном проводе обычно скручены вместе и не изолированы друг от друга.

Кабель представляет собой либо многожильный провод (одножильный кабель), либо комбинацию проводов изолированные друг от друга (многожильный кабель). Термин «кабель» является общим один и обычно применяется только к проводам большего диаметра. Небольшой кабель чаще называют многожильным проводом или шнуром (например, тем, который используется для утюга или лампы шнур). Кабели могут быть неизолированными или изолированными.Изолированные кабели могут иметь оболочку (укрытие) со свинцом или защитной броней. На Рисунке 1-5 показаны различные типы проводов и кабелей. используется на флоте.

1-9

Рисунок 1-5. — Дирижеры.

Проводники скручены в основном для увеличения их гибкости. В жилы проводов в кабелях располагаются в следующем порядке:

Первый слой жил вокруг центрального проводника состоит из шести проводников.Второй слой состоит из 12 дополнительных проводников. Третий слой состоит из 18 дополнительных проводники и так далее. Таким образом, стандартные кабели состоят из 7, 19 и 37 жил, с постоянным фиксированным шагом. Общая гибкость может быть увеличена за счет дополнительных скручивание отдельных прядей.

На рис. 1-6 показан типичный крест отрезок 37-жильного кабеля. Он также показывает, как общее поперечное сечение в мил. определяется площадь многожильного кабеля.

Рисунок 1-6. — Многожильный провод.

1-10

NEETS Содержание

Введение в материю, энергию, и постоянного тока
Введение в переменный ток и трансформаторы
Введение в защиту цепей, Контроль и измерение
Введение в электрические проводники, электромонтаж Методы и схемы чтения
Введение в генераторы и двигатели
Введение в электронную эмиссию, трубки, и блоки питания
Введение в твердотельные устройства и Блоки питания
Введение в усилители
Введение в генерацию и формирование волн Схемы
Введение в распространение и передачу волн Линии и антенны
Принципы СВЧ
Принципы модуляции
Введение в системы счисления и логические схемы
Введение в микроэлектронику
Принципы синхронизаторов, сервоприводов и гироскопов
Знакомство с испытательным оборудованием
Принципы радиочастотной связи
Принципы работы радаров
Справочник техника, Главный глоссарий
Методы и практика испытаний
Введение в цифровые компьютеры
Магнитная запись
Введение в волоконную оптику

Приблизительное R.F. Сопротивление проводников прямоугольного сечения

Приблизительное R.F. Сопротивление проводников прямоугольного сечения
Вверх: w9cf Home

Кевин Шмидт, W9CF

В малых рамочных антеннах, таких как AEA-Isoloop, иногда используются прямоугольные провода с поперечным сечением, а иногда и круглого сечения трубка для антенного элемента. В этих антеннах резистивные потери важны для определения эффективности. Здесь я примерно рассчитать сопротивление элементов прямоугольного сечения.В целях проектирования мои результаты можно обобщить уравнением

d _{эффективный} =,

(1)

где d _{эффективный} — диаметр проводника круглого сечения с той же р.ф. сопротивление, Вт — ширина прямоугольного проводник, а т — толщина, причем т меньше, чем т . Мой примерный расчет разумен, если:

1.: Ширина полосы намного меньше длины волны,
2.: Полоса находится достаточно далеко от других проводников, чтобы их поля не нарушайте раздачу,
3.: Полоска намного толще, чем толщина кожи.

Вы можете думать о вычислении как о решении для текущего распределения на жилах двухжильной открытой проводной ЛЭП где оба проводника имеют одинаковые прямоугольное сечение. Затем я позволил разделить два проводника становятся достаточно большими, поэтому поля от другого проводника не меняйте текущую раздачу.

Двухпроводная линия передачи с идеально проводящими проводами работает в режиме ТЕМ. Решение уравнений Максвелла для этого режима можно рассчитать, решив более простая двумерная электростатическая задача для поверхности плотность заряда на проводах. Распределение поверхностного тока идентично к распределению заряда. Как только я получу распределение поверхностного заряда, Затем я применяю очень приблизительное возмущение граничных условий метод. Это тангенциальная составляющая магнитного поля сразу за пределами поверхность пропорциональна поверхностному току в этой точке.Если поверхность плоская, ток в хорошем, но несовершенном проводнике гаснет экспоненциально с увеличением расстояния до проводника. Обычная глубина кожи дает экспоненциальную скорость затухания. Очевидно, что возле углов предположение о плоском решении неверно. Однако если размеры проводника все большие по сравнению с глубиной скин-слоя, это приближение будет разумным, так как регионы, где он выходит из строя, будут только внести небольшой вклад в эффективное сопротивление. Настоящее возмущение метода граничных условий можно использовать для получения лучшего приближения возле углов проводника, но здесь я этого не делал.Используя это простое плоское приближение, сопротивление на единицу длины дирижера

где

— ток в проводнике, а интегралы — вокруг поверхности поперечное сечение проводника, — проводимость, и глубина кожи , и f это частота. Обратите внимание, что если ток равномерно распределен вокруг поверхности, что эта формула сводится к R = 1 / ( p ) где p — периметр поперечного сечения проводника.Эффективный диаметр d _{эффективный} рассчитывается как диаметр циркуляра сечение жилы с одинаковым сопротивлением,

d _{эффективный}	знак равно
	знак равно		(4)

Поскольку J _z имеет ту же форму, что и плотность заряда, я могу используйте плотность заряда на месте Дж _z в уравнении.4

Чтобы рассчитать плотность заряда, я разделил поверхность на небольшие сегменты и предположила, что плотность заряда равна постоянная по каждому сегменту. Затем я решил величину зарядить каждый сегмент, требуя среднего потенциала на каждом сегмент должен быть таким же. На рисунках 1 и 2, Показываю рассчитанный плотность заряда как функция расстояния от края квадрата сечение проводника. Поверхность сгустки плотности заряда по углам. Рисунок 2 отображает рассчитанная плотность заряда и функция 0.124 x ^{— 1/3}. Расчетная плотность заряда имеет правильную x ^{— 1/3} расхождение только по углам как утверждает аналитическая теория, должно быть правдой.

**Рисунок 1:** Расчетная плотность заряда на проводнике квадратного сечения со стороной единицы длины как функция расстояния от угла.

**Рисунок 2:** Бревенчатый график расчетной плотности заряда на проводнике квадратного сечения со стороной единицы длины как функция расстояния от угла.Пунктирная линия функция 0,124 x ^{— 1/3}.

Применяя этот метод к плоской полосе прямоугольного сечения, Я рассчитал эффективный диаметр. Я увеличил количество базисных функций до тех пор, пока результаты не сойдутся с указанной точностью.

**Таблица 1:** Расчетный эффективный диаметр прямоугольных полос с различное соотношение ширины к толщине.
w / t	d _{эффективный}/ w
1	1.02
2	0,74
5	0,54
10	0,46
20	0,40
50	0,34
100	0,31

На рисунке 3 показан график этих результатов вместе с функцией приведено в формуле. 1.

**Рисунок 3:** Участок расчетного эффективного диаметра прямоугольного сечения дирижер.Точки — это расчетные значения, а кривая — соответствуют этим данным и дается формулой. 1.

Чтобы убедиться, что код дает разумные результаты, я применил его к корпусу микрополосковой линии передачи с воздушной изоляцией. В этом случае подвешивается провод прямоугольного сечения. над плоскостью земли. Изначально проверил используя некоторые числа из Термана, Справочные данные для радиоинженеров. Микрополоска результаты, по-видимому, получены из приближенного метода конформного отображения Ассадуриан и Римай, Proc.IRE 40, 1651 (1952), но мои ценности довольно хорошо согласуются и с более современными расчетами.

Микрополосковый проводник имеет ширину w , толщину t , как и наши предыдущие расчеты. Расстояние от низа полосы до плоскости земли составляет х . Терман приводит следующую формулу для потерь в проводнике

Потери _Терман дБ / фут = 7,25 x 10 ^{— 5},

(5)

с графиком для значения.Используя тот же электростатический метод поскольку я использовал для изолированного проводника, я рассчитал сопротивление микрополосковые проводники. Я рассчитал характеристику сопротивление Z ₀ от емкости, а соотношение пропорционально затуханию.

В таблице 2 представлено сравнение значений 7,25 х 10 ^{— 5} от Термана и моих расчетов. При расчете потерь учитываются потери в медной пластине заземления. Я также дайте расчетное характеристическое сопротивление Z ₀, и эффективный диаметр полосы.Это диаметр изолированного кругового стержня с той же с.н. сопротивление как просто зачистной провод (не заземляющий провод).

**Таблица 2:** Сравнение расчетов потерь для микрополосковой линии из моих расчетов и таблица Термана.
ш / в	т / ч	Терман	Моя ценность	% разница	Мой ( Z ₀)	Мой ( d _{эффективный})
10	.1	7,25 х 10 ^{— 5}	7,16 х 10 ^{— 5}	1	28,7	3,55 ч
1	.1	10,73 х 10 ^{— 5}	9,46 х 10 ^{— 5}	14	118,7	0,47 ч
10	.01	7,68 х 10 ^{— 5}	8,42 х 10 ^{— 5}	9	29.0	2,72 ч
3	.01	9,57 х 10 ^{— 5}	9,90 х 10 ^{— 5}	3	69,5	0,82 ч
2	.01	10,37 х 10 ^{— 5}	10,82 х 10 ^{— 5}	4	88,5	0,56 ч
1	.01	13,78 х 10 ^{— 5}	13.18 х 10 ^{— 5}	5	125,2	0,30 ч

Так что в основном мой код согласуется с Терманом в пределах от 5 до 10 процентов. Терман данные старые и недоступны. Более современные результаты могут быть найдено по ссылке http://www.mit.edu/~mcmahill/software/mstrip/mscalc.htm Это микрополосковый веб-калькулятор. Измените входные данные на этом веб-страницу для:

Ширина = 10
Длина = 1000
Частота = 30 ГГц
Er = 1.0001 (1 вызывает проблему)
H = 10
Tmet = 1
Rho = 1
Грубый = 0.0
Танд = 0,0
Физические единицы = мил

Затем нажмите кнопку — — — ->. Это дает калькулятору входные данные что соответствует w / h = 1, t / h = 0,1.

Ввод других моих значений в этот калькулятор дает Z ₀ значений, которые согласен в пределах 0,1 Ом от моего, и разумное согласие для значения потерь. В веб-описании указано, что Z ₀ лучше, чем на 1 процент правильного ответа; заявлено, что убытки меньше точный, но все же полезный.Преобразование чисел Термана и моих из таблицы 2 в те же единицы, которые дает веб-калькулятор результаты представлены в таблице 3.

**Таблица 3:** Сравнение потерь, рассчитанных с помощью веб-калькулятора, мой расчет, и таблица Термана.
Ширина = w	H = h	Tмет = t	Калькулятор дБ / дюйм	Мой дБ / дюйм	Terman дБ / дюйм
100	10	1	0.1	0,103	0,105
10	10	1	0,14	0,137	0,155
100	10	.1	0,11	0,122	0,111
30	10	.1	0,13	0,143	0,138
20	10	.1	0,14	0.156	0,150
10	10	.1	0,18	0,190	0,199

Затем я использовал свой код и позволил увеличить высоту. Я использовал кусочный постоянная плотность заряда на проводниках со 100 элементами вдоль w и 50 вдоль t , за исключением бесконечных значений высоты, которые сходящиеся значения приведены в таблице 1.

Для ч очень мало ток в нижней части полосы будет почти равномерный, и мы ожидаем, что d эффективный перейдет в 1 / =.32

**Таблица 4:** Расчетный эффективный диаметр ленточного проводника микрополосковая линия в зависимости от ее высоты для различных толщины.
Вт	т	ч	d _{эффективный}
1	1	.001	,32
1	1	.01	,37
1	1	.1	,57
1	1	1	0,98
1	1	10	1.06
1	1	100	1.06
1	1		1.02
1	.1	.001	,32
1	.1	.01	.35
1	.1	.1	,44
1	.1	1	,47
1	.1	10	,47
1	.1	100	,47
1	.1		,46
1	.01	.001	,32
1	.01	.01	,34
1	.01	.1	,35
1	.01	1	,29
1	.01	10	,29
1	.01	100	,29
1	.01		,31

Итак, все мои результаты, похоже, соответствуют стандартным микрополоскам. значения.По мере увеличения высоты появляется два эффекты. Один, значительный ток начинает течь по верхней поверхности полоске, это уменьшает сопротивление, и, во-вторых, ток «сгустки» по краям. Это увеличивает сопротивление. Эти два эффекта имеют тенденцию отменить.

Я также сделал некоторые расчеты для геометрии « стадиона ». Это полоса с ширина w и толщина t , но края имеют полукруги диаметром t , поэтому нет острых углов и расчет сходится быстрее.В частности, поперечное сечение представляет собой прямоугольник шириной w — t и толщиной т , с добавлением по краям полукругов диаметром т . Расчет эффективного диаметра геометрии стадиона дает результаты в таблице 5

**Таблица 5:** Расчетный эффективный диаметр полос стадионов с различное соотношение ширины к толщине.
w / t	d _{эффективный}/ w
1	1.00
2	0,77
5	0,58
10	0,49
20	0,43
50	0,37
100	0,34

, который я подхожу к уравнению,

d _{эффективный} = стадион геометрия

(6)

Согласно W6TNS на его веб-странице http: // www.