Расчет тока по сечению провода калькулятор: Расчёт сечения кабеля по мощности и току | Калькуляторы

Содержание

Сечение кабеля по диаметру: способы и примеры расчета

При покупке кабельной продукции необходимо убедиться, не занижено ли сечение жил покупаемого кабеля. И сделать это крайне важно, так как если у кабеля заниженное сечение, то тем больше его сопротивление и тем больше тепла, выделяемого на токопроводящей жиле при прохождении тока, следовательно заниженное сечение может привести к возгоранию изоляции и к короткому замыканию.


Расчет сечения кабеля по диаметру. Вариант № 1

Рис.1

Определить сечение кабеля возможно по диаметру жилы. На практике чаще всего замеряют диаметр жилы без изоляции штангенциркулем или микрометром. Чтобы вспомнить, как работать со штангенциркулем при измерении диаметра жилы посмотрите рис. 1

Зная диаметр жилы, достаточно легко определить сечение кабеля. Для этого нужно воспользоваться формулой сечения кабеля, которая совпадает с обычной школьной формулой расчета площадки круга (рис.

2/4=24,6 мм2

Ближайшее стандартное сечение 25мм2. Таким образом, на склад поставлен кабель ВВГнг 3х25.

Что делать, если фактическое сечение не совпадает с указанным в маркировке?

У производителей кабеля также существуют свои допуски относительно сечения жил кабеля. Эти допуски регламентируются ГОСТ 22483-77, в соответствии с которым сечение жилы должно соответствовать указанному в ГОСТ электрическому сопротивлению.

Например, для кабеля ВВГ (класс гибкости жил 1) диапазон диаметров жилы, соответствующих ГОСТ, рассчитан и приведен в таблице ниже:

Номинальное сечение, мм2 Max. диаметр жилы, мм Min. диаметр жилы исходя из max сопротивления по ГОСТ 22483-77, мм
0,5 0,80 0,78
0,75 0,98 0,95
1 1,13 1,10
1,5 1,38 1,35
2,5 1,78 1,72
3 1,95 1,90
4 2,26 2,18
5 2,52 2,45
6 2,76 2,67
8 3,19 3,12
10 3,57 3,46
25 5,64 5,49
35 6,68 6,47
50 7,98
7,52
70 9,44 9,04
95 11,00 10,65
120 12,36 11,97
150 13,82 13,29
185 15,35 14,87
240 17,49 17,05

Подробнее об этом в нашей статье — Заниженное сечение кабеля. Допустимые нормы занижения сечения

Расчет сечения кабеля по диаметру. Вариант № 2

Если под рукой нет штангенциркуля или микрометра, позволяющих достаточно точно замерить диаметр жил малых сечений, то можно воспользоваться этим способом.

Одна из жил очищается от изоляции и наматывается на карандаш или ручку (рис.3,4). Чем больше витков, тем точнее получится измерение. Ширина намотки измеряется обычной линейкой и делится на количество витков. Получившееся число и будет диаметром жилы. Зная диаметр, вычисляем сечение варианту № 1.


Расчет сечения гибкого кабеля по диаметру

Принцип расчета сечения гибкого кабеля по диаметру остается тот же самый. Измерять диаметр всей жилы, состоящей из множества проволочек будет неправильно, так как между проволоками есть воздушный зазор.

Для расчета сечения по диаметру в гибком кабеле необходимо сначала высчитать сечение одной из проволочек в жиле. Диаметр проволочки вычисляется штангенциркулем (вариант №1) или витками для удобства по линейке (рис.5) (вариант 2). Далее по формуле (рис.2) в варианте №1 находим сечение одной проволочки и умножаем на количество проволочек, получаем сечение гибкого кабеля.


Какие провода лучше: одножильные или многожильные

Профессионалы редко задают вопросы, обычно они превосходно знают свой «участок» и делают необходимую работу. Но если человек не специалист, то даже простые для спецов проблемные ситуации могут поставить его перед дилеммой: вызвать мастера дела или изучить теорию, а затем провести нужные манипуляции самому.


В профессии проектировщика, строителя и электромонтера, которые часто приходится осваивать рядовому обывателю, также немало тонких нюансов. И задача нашего цикла статей – максимально простым и технически грамотным, но человеческим языком донести до любителя или, возможно, даже до профи весь массив полезной информации.

В следующем материале пойдет речь о том, какой кабель лучше, одножильный или многожильный.

Понятие и сфера применения

Собственно, основное различие между данными типами проводов четко прослеживается из их названия. Моножильный кабель имеет один монолитный токопроводник, поэтому общее сечение изделия соответствует паспортному. В то же время мультижильный провод сконструирован из нескольких, зачастую переплетенных между собой проволок. Для придания эластичности и гибкости в скрутку иногда вплетается нить, по структуре напоминающая капроновую. Сумма диаметров проводников мультижильного кабеля всегда равна паспортному значению сечения.

Одножильные и многожильные провода одинаково успешно применяются как в бытовых целях, так и на промобъектах. Моножила неплохо зарекомендовала себя в стационарной проводке как в заводских цехах, так и в квартирах в качестве провода для освещения и розеток. Профессиональный одножильный провод большого сечения может использоваться для отвода энергии, которая выработана генераторами, в сетях постоянного напряжения или для энергоснабжения контактных сетей электротранспорта (поездов, троллейбусов, трамваев).

Будучи более гибкими, эластичными и вибростойкими, мультижильные кабельные изделия составляют основу автомобильной проводки, электроприборов, промышленных и бытовых удлинителей, наушников, а также любой временной или мобильной электропроводки.

Для большей точности в использовании терминов уточним, что, говоря «одножильный» и «многожильный», обычно подразумевается моно- и мультипроволочная жила, проводящая ток. Это не совсем правильно, ведь понятия одножильный и многожильный относится только лишь к общему числу жил, а сами жилы вернее было бы называть одно- и многопроволочными.

Автор видеоролика Моножильный или мультижильный провод подробно рассказывает о данных разновидностях кабельных изделий.

Преимущества и недостатки моножильных и мультижильных проводов

Выбирая тип проводника, который наилучшим образом подойдет для использования на конкретном объекте, необходимо соотнести технические параметры и условия эксплуатации, а также максимально учесть все достоинства и недостатки проводного изделия. Основные плюсы и минусы, которые помогут определить какой кабель лучше, одножильный или многожильный, мы постарались собрать в Таблице.

Тип кабеля

Преимущества

Недостатки

Моно-

жильный

— удобен для монтажа квартирной проводки. Не требует спецклемм, для соединения окончаний достаточно их надежной скрутки и изолирования. Не нужна опрессовка при подключении автоматов, розеток или выключателей. Как следствие, ускоряется процесс монтажа

— постоянный физические нагрузки, например, перегибы, скручивания или изломы крайне плохо влияют на срок службы

— имеет максимальную жесткость по сравнению с мультижилой. Это позволяет «навечно» зафиксировать изделие в разводной конструкции, к примеру, в штробе или на щите. Данный фактор важен при работе с кабельными изделиями большого сечения

— невысокий уровень гибкости и эластичности (1-2 класс)

— может функционировать в высокочастотных цепях

— плохо переносит вибронагрузки

— более доступная стоимость, по сравнению с многожильными кабелями

 

— период эксплуатации может достигать 30 лет

 

Мульти-

жильный

— повышенная гибкость (3-6 класс) за счет тонких скрученных проводников, эластичность, стойкость к износу

— сложность в применении в высокочастотных цепях;

— простота укладки на сложных трассах, в коммутационных коробах и разветвленных кабель-каналах. В одну коробку/канал можно положить несколько проводов, в отличие от жесткой моножилы с аналогичным сечением

— относительно высокая цена;

— высокий уровень проводимости; возможность использования в соединительных контурах разного рода оборудования и станков

—  интенсивное окисление, приводящее к снижению эффективного рабочего сечения проводников

— низкая нагреваемость за счет большой общей площади мультипроволочного проводника

— небольшой срок службы, до 5 лет

— применение специальных соединительных клемм в разы повышает надежность эксплуатации, существенно снижается токовое сопротивление и энергопотери

 

 

В конечном итоге, ответ на вопрос «какой кабель лучше, одножильный или многожильный» дает специалист, заказчик или непосредственный исполнитель, он же принимает решение о выборе типа провода.

Популярные марки кабельной продукции

В удобной и наглядной табличной форме приведены наиболее известные и востребованные марки моно- и мультижильных проводов, а также короткое описание способов прокладки и сфер применения.

Однопроволочный проводник

Многопроволочный проводник

Марка

Места монтажа

Марка

Места монтажа

ВВГ

NYM

АВВГ

ПуВ

Кирпич и бетон в штробе, в т.ч. в жилых помещениях и на промобъектах. Механическое воздействие не приветствуется

ПВС

ШВВП

ПуГВ

Трубы и провод-каналы с многочисленными изгибами. Для временного энергопитания энергоустановок, в т.ч. в помещениях офисного и промназначения

АВБбШв

АСБ

СКл

Бронированные марки, которые применяют при прокладке электролиний в земле и траншеях, тоннелях, коллекторах и шахтах, заводских помещениях с агрессивной средой

КГ

МГШВ

ВВП

ПВС

Подключение нестационарных приборов, мобильных промустройств, домашней техники, бытовых и промышленных удлинителей, переносных светильников

МФ

МК

НЛФ

Контактная сеть электро-транспорта (локомотивы, электрички, трамваи, троллейбусы

ПГВА

КРПТ

ПТЛ200

ПуГВ

Автомобильная электро-проводка, аудиоприборы и системы

ПНСВ

АПВ

Особые марки нагревательных кабелей для прокладки в  бетоне в холода для быстрого застывания раствора

UTP

FTP

 

Информационные марки типа «витая пара»

Оконцевание многожильных кабелей

У многопроволочной жилы есть один серьезный недостаток, который, впрочем, легко исправляется: многочисленные тонкие жилки-проволочки имеют свойство распушиваться, что существенно снижает качество контакта. С этой целью на окончания жил надевают специальные наконечники, которые зажимаются на кабеле при помощи инструментов или простой пропайкой.

Для обжима используются особые обжимные клещи (на рисунке слева), обычный стриппер с прессом (инструмент для снятия изолятора, на рисунке справа) или молоток с плоскогубцами.

Технический процесс оконцевания можно посмотреть в роликах Обжим проводов. Гильзование провода или Опрессовка многожильного провода наконечником.

 

Как соединить разные типы проводов? 

Иногда возникает необходимость подключения многожильного провода к моножильной электролинии (или наоборот). Ниже приведена краткая инструкция, как это правильно делать:

·  нельзя использовать скрутку, это прямо запрещено ПУЭ,

·  при соединении меди с алюминием следует приобрести специальную пасту (уже содержится в некоторых видах клемм),

·  потребуется оконцевать мультипроволочную жилу способом, описанным выше,

·  непосредственное присоединение обычно осуществляется посредством спецклемм, например, марки WAGO или описанных в ролике Основные типы клемм для соединения электропроводов,

·  перед окончательным закрытием полученной конструкции, нужно дать ему поработать с электронагрузкой. В случае нагрева контактов, придется все переделать заново.

Какой кабель лучше, одножильный или многожильный – ответить на данный вопрос не всегда однозначен, ведь каждый из типов кабельных изделий выполняет свои, иногда весьма специфические функции. Необходимо реально оценивать внешние эксплуатационные факторы, технические требования нормативов, а также внутренние аспекты, к примеру, стоимость провода, условия монтажа, срок службы или предпочтения специалиста, который монтирует электролинию.

Калькулятор расчета сечения провода по мощности и току

S=0,8D.

Небольшая поправка. — является округленным коэффициентом. Точная расчетная формула:

В электропроводке и электромонтаже в 90 % случаях применяется медный провод. Медный провод по сравнению с алюминиевым проводом, имеет ряд преимуществ. Он более удобен в монтаже, при такой же силе токе имеет меньшую толщину, более долговечен. Но чем больше диаметр (площадь сечения), тем выше цена медного провода. Поэтому, несмотря на все преимущества, если сила тока превышает значение 50 Ампер, чаще всего используют алюминиевый провод. В конкретном случае используется кабель, имеющий алюминиевую жилу 10 мм и более.

В квадратных миллиметрах измеряют площадь сечения проводов. Наиболее чаще всего на практике (в бытовой электрике), встречаются такие площади сечения: 0,75; 1,5; 2,5; 4 мм .

Существует иная система измерения площади сечения (толщины провода) — система AWG, которая используется, в основном в США. Ниже приведена таблица сечений проводов по системе AWG, а так же перевод из AWG в мм .

Выделяют, три основные принципа, при выборе сечения провода.

1.    Для прохождения электрического тока, площадь сечения провода (толщина провода), должна быть достаточной. Понятие достаточно означает, что когда проходит максимально возможный, в данном случае, электрический ток, нагрев провода будет допустимый (не более 600С).

2.    Достаточное сечение провода, что бы падение напряжения не превышало допустимого значения. В основном это относится к длинным кабельным линиям (десятки, сотни метров) и токам большой величины.

3.    Поперечное сечение провода, а также его защитная изоляция, должна обеспечивать механическую прочность и надежность.

Для питания, например люстры, используют в основном лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А).

Выбирая толщину провода, необходимо ориентироваться на максимальную рабочую температуру. Если температура будет превышена, провод и изоляция на нем будут плавиться и соответственно это приведет к разрушению самого провода. Максимальный рабочий ток для провода с определенным сечением ограничивается только максимально его рабочей температурой. И временем, которое сможет проработать провод в таких условиях.

Далее приведена таблица сечения проводов, при помощи которой в зависимости от силы тока, можно подобрать площадь сечения медных проводов. Исходные данные – площадь сечения проводника.

Максимальный ток для разной толщины медных проводов. Таблица 1.

Сечение токо-проводящей жилы, мм2

Ток, А, для проводов, проложенных

открыто

в одной трубе

одного двух жильного

одного трех жильного

0,5

11

0,75

15

1

17

15

14

1,2

20

16

14,5

1,5

23

18

15

2

26

23

19

2,5

30

25

21

3

34

28

24

4

41

32

27

5

46

37

31

6

50

40

34

8

62

48

43

10

80

55

50

16

100

80

70

25

140

100

85

35

170

125

100

50

215

160

135

70

270

195

175

95

330

245

215

120

385

295

250

Выделены номиналы проводов, которые используются в электрике. «Один двужильный» — кабель, имеющий два провода. Один Фаза, второй – Ноль – это считается однофазное питание нагрузки. «Один трехжильный» — используется при трехфазном питании нагрузки.

Таблица помогает определиться, при каких токах, а также в каких условиях эксплуатируется провод данного сечения.

Например, если на розетке написано «Мах 16А», то к одной розетке можно проложить провод сечением 1,5мм . Необходимо защитить розетку выключателем на ток не более чем 16А, лучше даже 13А, или 10 А. Эту тему раскрывает статья «Про замену и выбор защитного автомата».

Из данных таблицы видно, что одножильный провод – означает, что вблизи (на расстоянии менее 5 диаметров провода), не проходит более никаких проводов. Когда два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции – провод двужильный. Здесь более тяжелый тепловой режим, поэтому меньше максимальный ток. Чем больше собрано в кабеле или пучке проводов, тем меньше должен быть максимальный ток отдельно для каждого проводника, из-за возможности перегрева.

Однако, эта таблица не совсем удобна с практической стороны. Зачастую исходный параметр – это мощность потребителя электроэнергии, а не электрический ток. Следовательно, нужно выбирать провод.

Определяем ток, имея значение мощности. Для этого, мощность Р (Вт) делим на напряжение (В) – получаем ток (А):

Общая информация для потребителя

Токонесущая часть кабеля выполняется из металла. Часть плоскости, проходящей под прямым углом к проводу, ограниченная металлом, называется сечением провода. В качестве единицы измерения используют квадратные миллиметры.

Сечение определяет допустимые токи, проходящие в проводе и кабеле. Этот ток, по закону Джоуля-Ленца, приводит к выделению тепла (пропорционально сопротивлению и квадрату тока), которое и ограничивает ток.

Условно можно выделить три области температур:

  • изоляция остается целой;
  • изоляция обгорает, но металл остается целым;
  • металл плавится от высокой температуры.

Из них только первая является допустимой температурой эксплуатации. Кроме того, с уменьшением сечения возрастает его электрическое сопротивление, что приводит к увеличению падения напряжения в проводах.

Однако, увеличение сечения приводит к увеличению массы и особенно стоимости или кабеля.

Из материалов для промышленного изготовления кабельной продукции используют чистую медь или алюминий. Эти металлы имеют различные физические свойства, в частности, удельное сопротивление, поэтому и сечения, выбираемые под заданный ток, могут оказаться различными.

Узнайте из этого видео, как правильно подобрать сечение провода или кабеля по мощности для домашней проводки:

Выбираем сечение кабеля по мощности

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

Выбор сечения кабеля зависит от мощности и силы тока

Собираем данные

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

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

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

Таблица потребляемой мощности различных электроприборов

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

Суть метода

Чтобы подобрать сечение провода по нагрузке, складываете мощности приборов, которые будут подключаться к данному проводнику

При этом важно, чтобы все мощности были выражены в одинаковых единицах измерения — или в ваттах (Вт), или в киловаттах (кВт). Если есть разные значения, приводим их к единому результату

Для перевода киловатты умножают на 1000, и получают ватты. Например, переведем в ватты 1,5 кВт. Это будет 1,5 кВт * 1000 = 1500 Вт.

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

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

Сечение кабеля, мм2 Диаметр проводника, мм Медный провод Алюминиевый провод
Ток, А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт
220 В 380 В 220 В 380 В
0,5 мм2 0,80 мм 6 А 1,3 кВт 2,3 кВт
0,75 мм2 0,98 мм 10 А 2,2 кВт 3,8 кВт
1,0 мм2 1,13 мм 14 А 3,1 кВт 5,3 кВт
1,5 мм2 1,38 мм 15 А 3,3 кВт 5,7 кВт 10 А 2,2 кВт 3,8 кВт
2,0 мм2 1,60 мм 19 А 4,2 кВт 7,2 кВт 14 А 3,1 кВт 5,3 кВт
2,5 мм2 1,78 мм 21 А 4,6 кВт 8,0 кВт 16 А 3,5 кВт 6,1 кВт
4,0 мм2 2,26 мм 27 А 5,9 кВт 10,3 кВт 21 А 4,6 кВт 8,0 кВт
6,0 мм2 2,76 мм 34 А 7,5 кВт 12,9 кВт 26 А 5,7 кВт 9,9 кВт
10,0 мм2 3,57 мм 50 А 11,0 кВт 19,0 кВт 38 А 8,4 кВт 14,4 кВт
16,0 мм2 4,51 мм 80 А 17,6 кВт 30,4 кВт 55 А 12,1 кВт 20,9 кВт
25,0 мм2 5,64 мм 100 А 22,0 кВт 38,0 кВт 65 А 14,3 кВт 24,7 кВт

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

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

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

Параметры, определяющие сопротивление проводника

На предыдущих уроках мы уже поднимали вопрос о том, каким образом электрическое сопротивление влияет на силу тока в цепи, но не обсуждали, от каких же конкретно факторов зависит сопротивление проводника. На сегодняшнем уроке мы узнаем о параметрах проводника, которые определяют его сопротивление, и узнаем, каким образом Георг Ом в своих экспериментах исследовал сопротивление проводников.

Для получения зависимости силы тока в цепи от сопротивления Ому пришлось провести огромное количество экспериментов, в которых необходимо было изменять сопротивление проводника. В связи с этим он столкнулся с проблемой изучения сопротивления проводника в зависимости от его отдельно взятых параметров

В первую очередь, Георг Ом обратил внимание на зависимость сопротивления проводника от его длины, о которой уже вскользь шла речь на предыдущих уроках. Он сделал вывод, что при увеличении длины проводника прямо пропорционально увеличивается и его сопротивление

Кроме того, было выяснено, что на сопротивление влияет еще и сечение проводника, т. е. площадь фигуры, которая получается при поперечном разрезе. При этом, чем площадь сечения больше, тем сопротивление меньше. Из этого можно сделать вывод, что чем провод толще, тем его сопротивление меньше. Все эти факты были получены опытным путем.

Кроме геометрических параметров на сопротивление проводника влияет еще и величина, описывающая род вещества, из которого состоит проводник. В своих опытах Ом использовал проводники, изготовленные из различных материалов. При использовании медных проводов сопротивление было каким-то одним, серебряных – другим, железных – третьим и т. д. Величину, которая характеризует род вещества в таком случае, называют удельным сопротивлением.

Таким образом, можно получить следующие зависимости для сопротивления проводника (рис. 1):

1. Сопротивление прямо пропорционально длине проводника , которую в СИ измеряют в м;

2. Сопротивление обратно пропорционально площади сечения проводника , которую мы будем измерять в мм2 из-за малости;

3. Сопротивление зависит от удельного сопротивления вещества  (читается «ро»), которое является табличной величиной и измеряется обыкновенно в .

Рис. 1. Проводник

Проблемы качества выпускаемых проводов

Многие производители кабельно-проводниковой продукции, стараясь выручить побольше, искусственно занижают толщину изоляции и завышают диаметр кабеля.
Указывая большее, чем в реальности, сечение провода, производитель экономит очень большую сумму. К примеру, на производство тысячи метров медного провода сечением 2,5 мм2 требуется меди 22,3 кг, а при изготовлении провода в 2,1 мм2 требуется всего 18,8 кг. Вот и получается экономия в 3,5 кг меди.

Ещё один способ удешевления продукции – изготовление токопроводящей жилы из некачественного сырья. При добавлении дешёвых примесей снижается токопроводность, следовательно, расчёты длины кабеля должен быть изменены.

Особенности самостоятельного расчета

Самостоятельное вычисление продольного сечения выполняется на жиле без изоляционного покрытия. Кусочек изоляции можно отодвинуть или снять на отрезке, приобретенном специально для тестирования. Вначале понадобится определить диаметр и по нему найти сечение. Для работ используется несколько методик.

Способ оправдан, если будут измеряться параметры усеченного, или бракованного кабеля. К примеру, ВВГ может обозначаться как 3х2,5, но фактически быть 3х21. Вычисления производятся так:

  1. С проводника снимается изоляционное покрытие.
  2. Диаметр замеряется штангенциркулем. Понадобится расположить провод между ножками инструмента и посмотреть на обозначения шкалы. Целая величина находится сверху, десятичная – снизу.
  3. На основании формулы поиска площади круга S = π (D/2)2 или ее упрощенного варианта S = 0,8 D² определяется поперечное сечение.
  4. Диаметр равен 1,78 мм. Подставляя величину в выражение и округлив результат до сотых, получается 2,79 мм2.

Вычисление ПС с помощью линейки и карандаша

При отсутствии специального измерителя можно воспользоваться карандашом и линейкой. Операции выполняются с тестовым образом:

  1. Зачищается от изоляционного слоя участок, равный 5-10 см.
  2. Получившаяся проволока наматывается на карандаш. Полные витки укладываются плотно, пространства между ними быть не должно, «хвостики» направляются вверх или вниз.
  3. В конечном итоге должно получиться определенное число витков, их требуется посчитать.
  4. Намотка прикладывается к линейке так, чтобы нулевое деление совпадало с первой намоткой.
  5. Замеряется длина отрезка и делится на количество витков. Получившаяся величина – диаметр.
  6. Например, получилось 11 витков, которые занимают 7,5 мм. При делении 7,5 на 11 выходит 0,68 мм – диаметр кабеля. Сечение можно найти по формуле.

Точность вычислений определяется плотностью и длиной намотки.

Рекомендации по устройству

Устройство проводки, кроме всего прочего, требует навыков проектирования, что есть не у каждого, кто хочет ее сделать. Недостаточно иметь только хорошие навыки в электромонтаже. Некоторые путают проектирование с оформлением документации по каким-то правилам. Это совершенно разные вещи. Хороший проект может быть изложен на листках из тетрадки.

Прежде всего, нарисуйте план ваших помещений и отметьте будущие розетки и светильники. Узнайте мощности всех ваших потребителей: утюгов, ламп, нагревательных приборов и т. п. Затем впишите мощности нагрузок, наиболее часто потребляемых в разных помещениях. Это позволит вам выбрать наиболее оптимальные варианты выбора кабелей.

Вы удивитесь, сколько тут возможностей и какой резерв для экономии денег. Выбрав провода, подсчитайте длину каждой линии, которую вы ведете. Сложите все вместе, и тогда вы приобретете ровно то, что нужно, и столько, сколько нужно.

Каждая линия должна быть защищена своим автоматом (автоматическим выключателем), рассчитанным на ток, соответствующий допустимой мощности линии (сумма мощностей потребителей). Подпишите автоматы, расположенные в щитке, например: «кухня», «гостиная» и т. д.

Целесообразно иметь отдельную линию на все освещение, тогда вы сможете спокойно чинить розетку в вечернее время, не пользуясь спичками. Именно розетки чаще всего и бывают перегруженными. Обеспечивайте розетки достаточной мощностью – вы не знаете заранее, что вам придется туда включать.

В сырых помещениях используйте кабели только с двойной изоляцией! Используйте современные розетки («евро») и кабели с заземляющими проводниками и правильно подключайте заземление. Одножильные провода, особенно медные, изгибайте плавно, оставляя радиус в несколько сантиметров. Это предотвратит их излом. В кабельных лотках и каналах провода должны лежать прямо, но свободно, ни в коем случае нельзя натягивать их, как струну.

В розетках и выключателях должен быть запас в несколько лишних сантиметров. При прокладке нужно убедиться, что нигде нет острых углов, которые могут надрезать изоляцию. Затягивать клеммы при подключении необходимо плотно, а для многожильных проводов эту процедуру следует сделать повторно, у них есть особенность усадки жил, в результате чего соединение может ослабнуть.

Медные провода и алюминиевые «не дружат» между собой по электрохимическим причинам, непосредственно соединять их нельзя. Для этого можно использовать специальные клеммники или оцинкованные шайбы. Места соединений всегда должны быть сухими.

Фазные проводники должны быть белого (или коричневого) цвета, а нейтрали – всегда синего . Заземление имеет желто-зеленый цвет. Это общепринятые правила расцветки и продажные кабели, как правило, имеют внутреннюю изоляцию именно таких цветов. Соблюдение расцветки повышает безопасность эксплуатации и ремонта.

Предлагаем вашему вниманию интересное и познавательное видео, как правильно рассчитать сечение кабеля по мощности и длине:

Выбор проводов по сечению является главным элементом проекта электроснабжения любого масштаба, от комнаты, до больших сетей. От этого будет зависеть ток, который можно отбирать в нагрузку и мощность. Правильный выбор проводов также обеспечивает электро- и пожарную безопасность, и обеспечивает экономичный бюджет вашего проекта.

Нередко перед приобретением кабельной продукции возникает необходимость самостоятельного замера ее сечения во избежание обмана со стороны производителей, которые из-за экономии и установления конкурентной цены могут незначительно занижать этот параметр.

Разнообразие кабельной продукции и проводов

Также знать, как производится определение сечения кабеля, необходимо, например, при добавлении новой энергопотребляющей точки в помещениях со старой электропроводкой, на которой отсутствует какая-либо техническая информация. Соответственно, вопрос о том, как узнать сечение проводников, остается актуальным всегда.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Правила устройства электроустановок описывают все факторы, оказывающие влияние на выбор сечения кабеля для монтажа электропроводки. Основным из них является нагрузка, используемая в сети. Получить ее можно, зная мощность электрооборудования.

Влияние оказывают и другие факторы:

  • Количество жил: от этого зависит, насколько сильно нагревается провод.
  • Способ укладки: кабели, уложенные под землей, выдерживают большую нагрузку. Провода, уложенные в короб, нагреваются друг о друга. Если в коробе находится больше четырех проводов, для расчета сечения применяется поправочный коэффициент, указанный в ПУЭ.
  • Процент падения напряжения.
  • Температура воздуха, при которой будет эксплуатироваться сеть.

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

  • безопасность;
  • надежность;
  • экономичность.

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

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

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

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

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

В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно “Правилам устройства электроустановок“, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на порядок больше, чем у ВА.

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

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

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

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

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

Определение индуктивного сопротивления проводов

Индуктивное сопротивление воздушных линий для стандартной частоты f = 50 Гц и относительной магнитной проницаемости для цветных металлов µ = 1, определяется по известной всем формуле :

где:

  • Dср. – среднее геометрическое расстояние между проводами, мм;
  • dр – расчетный диаметр провода (мм2), определяется по ГОСТ 839-80, таблицы 1 -4;

Среднее геометрическое расстояние между проводами определяется по формуле :

где:

  • D1-2 — расстояние между проводами первой и второй фазы;
  • D2-3 — расстояние между проводами второй и третей фазой;
  • D1-3 — расстояние между первой и третей фазой.

Данные значения определяются по чертежам опор линий электропередачи.

Для упрощения расчетов индуктивного сопротивления проводов рекомендуется использовать приложения П28-П31 , предварительно определив значение Dср.

Если же нужно выполнить приближенный расчет, то можно использовать в расчетах средние значения сопротивлений:

  • для линий 0,4 – 10 кВ х = 0,3 Ом/км;
  • для линий 35 кВ х = 0,4 Ом/км;
  • для стальных проводов использовать приложение П6 ;

Индуктивное сопротивление кабелей рассчитать довольно сложно, из-за различной их конструкции. Поэтому активные и индуктивные сопротивления кабелей рекомендуется принимать по справочникам, приложение П7 .

Если же нужно выполнить приближенный расчет, можно принять индуктивные сопротивления:

  • для кабелей сечением 16 – 240 мм2 х = 0,06 Ом/км для напряжения до 1000 В;
  • для кабелей сечением 16 – 240 мм2 х = 0,08 Ом/км для напряжения 6 – 10 кВ;
  • для проводов проложенных на роликах х = 0,20 Ом/км;
  • для проводов проложенных на изоляторах х = 0,25 Ом/км;

Литература:

Как и чем измерить диаметр провода (проволоки)

Для измерения диаметра провода подойдет штангенциркуль или микрометр любого типа (механический или электронный). С электронными работать проще, но они есть не у всех. Измерять надо саму жилу без изоляции, потому предварительно ее отодвиньте или снимите небольшой кусок. Это можно делать, если продавец разрешит. Если нет — купите небольшой кусок для тестирования и проводите измерения на нем. На очищенном от изоляции проводнике замеряете диаметр, после чего можно определить реальное сечение провода по найденным размерам.

Какой измерительный прибор в данном случае лучше? Если говорить о механических моделях, то микрометр. У него точность измерений выше. Если говорить об электронных вариантов, то для наших целей они оба дают вполне достоверные результаты.

Если нет ни штангенциркуля, ни микрометра, захватите с собой отвертку и линейку. Придется зачищать довольно приличный кусок проводника, так что без покупки тестового образца на этот раз вряд ли обойдетесь. Итак, снимаете изоляцию с куска провода 5-10 см. Наматываете проволоку на цилиндрическую часть отвертки. Витки укладываете вплотную один к другому, без зазора. Все витки должны быть полными, то есть «хвосты» провода должны торчать в одном направлении — вверх или вниз, например.

Количество витков не важно — около 10. Можно больше или меньше, просто на 10 делить проще

Витки считаете, затем прикладываете полученную намотку к линейке, совместив начало первого витка с нулевой отметкой (как на фото). Измеряете длину участка, занятого проводом, потом его делите на количество витков. Получаете диаметр провода. Вот так все просто.

Например, посчитаем каков размер проволоки, изображенной на фото выше. Количество витков в данном случае — 11, занимают они 7,5 мм. Делим 7,5 на 11, получаем 0,68 мм. Это и будет диаметр данного провода. Далее можно искать сечение этого проводника.

Таблица сечения кабеля по мощности

Сечение одной жилы Ток, Ампер Мощность, кВт
3 20 4,5
4 25 6,5
7 35 8
11 52 11
17 65 14,2
25 80 18,2
30 110 23
40 120 30
55 160 36
70 200 45
120 220 50,1

Процесс замера с помощью штангенциркуля

Сечение одной жилы, мм Ток, Ампер Мощность, кВт
3 18 13,5
4 23 15,1
7 30 20
11 41 24,7
17 55 35
25 90 45,6
30 110 53,4
40 132 60,4
55 150 72
70 165 91
120 200 110
Сечение одной жилы, мм Ток, Ампер Мощность, кВт
3 19 4,1
4 30 5,7
7 36 8,1
11 44 10
17 60 15,3
25 75 18,2
30 84 24,7
40 110 40
55 230 45,1
70 255 58
120 300 66
Сечение одной жилы, мм Ток, Ампер Мощность, кВт
3 14 10,3
4 18 16
7 32 19,7
11 40 25,4
17 55 35
25 70 48,3
30 85 60
40 115 110,4
55 180 115
70 220 140
120 250 170,2

Не зависимо от выбора проводника, нужно обращать внимание на:

  • изоляционный слой. Если он поврежден, использовать такое изделие нельзя;
  • в течение какого времени будет использоваться;
  • пропускная способность кабеля.

Опытные электромонтеры советуют отдавать предпочтение проверенным фабрикам, которые на рынке уже более 10 лет. Также перед покупкой можно почитать отзывы о каждом производителе и выбрать более бюджетный и подходящий для себя вариант. На сегодняшний день в России существует более 50 изготовителей кабельной продукции. В некоторых местах даже можно заказать изделие из Европы. Такие кабели обычно стоят вдвое дороже.

Замер по количеству витков

Сечение провода — достаточно важная величина. При выборе неподходящего изделия могут возникнуть непоправимые последствия в виде пожаров и коротких замыканий. Рекомендуется посетить форум электриков, которые смогут дать ответ на все вопросы и предоставить больше информации, чтобы правильно выбирать продукцию.

Расчет сечения кабеля — онлайн калькулятор

Онлайн калькулятор для расчета сечения кабеля.

 







title = «Режим работы программы»>
  Выбор сечения провода по нагреву и потерям напряжения
  Расчет нагрузочной способности проводника заданного сечения  

  Расчет потерь и максимальных параметров линии

  

title = «Критерий выбора автомата защиты»>
  Автомат по линии
  Автомат по нагрузке  

 Напряжение: В,  
 Ток: А
 Мощность: КВт
 cos(φ):
 Сечение: мм2
 Диаметр: мм
 Запас: %

  1 фаза, Uф,  ( L+N )
  1 фаза, Uф,  ( L+N+PE )
  2 фазы, Uл,  ( L1+L2 )
  2 фазы, Uл,  ( L1+L2+PE )
  3 фазы, Uл,  ( L123 )
  3 фазы, Uл,  ( L123+PE )
  3 фазы, Uл,  ( L123+N )
  3 фазы, Uл,  ( L123+N+PE )

  Двигатель 3×400В
  Двигатель 230В
  Двигатель
  ТЭН,лампа 3×400В
  ТЭН,лампа 400В
  ТЭН,лампа 230В
  ТЭН,лампа, 12В
  Светодиоды,=12В
  ТЭН,лампа
  Комп.,телевизор
  Люмин.дросс. 230В
  Люмин.элктрн. 230В
  Другое
  =
 Δ  =
 Imax / Pmax =
 Запас =
  =
 Uвых =
 Автомат =
  =
  =
 Δ  =
 Imax / Pmax =
 Запас =
  =
 Uвых =
 Автомат =
  =
Проводка
м
  Медь
  Алюминий 

  ПУЭ, Кабель с ПВХ изоляцией в лотке  

  ПУЭ, 1-ж. провод в трубе,пучке,коробе       
  ПУЭ, 1-ж. провод в лотке, свободно
  ПУЭ, 1-ж. кабель в воздухе
  ПУЭ, N-ж. кабель в воздухе
  ПУЭ, N-ж. кабель в земле
  ПУЭ, Шнур соединительный
  ГОСТ 16442-80, 1-ж. кабель в воздухе
  ГОСТ 16442-80, 1-ж. кабель в земле
  ГОСТ 16442-80, N-ж. кабель в воздухе
  ГОСТ 16442-80, N-ж. кабель в земле


  песчано-глинистая почва вл. > 1% 

  Песок влажностью > 9% 
  Нормальные почва и песок вл. 7-9% 
  песчано-глинистая почва вл. 12-14% 
  Песок влажностью от 4 до 7% 

  песчано-глинистая почва вл. 8-12% 
  Песок влажностью до 4 % 
  Каменистая почва 


t° среды

  авто  

  -5°C  
  0°C  
  5°C  
  10°C  

  15°C  
  20°C  
  25°C  
  30°C  

  35°C  
  40°C  
  45°C  
  50°C  


Imax = Iтабл *



  ПВС  
  ВВГ  


 

Учесть запас

 

Масса 1м =   КГ
Масса трассы =   КГ
Диаметр кабеля =   мм
Кабельный ввод :
Металлорукав :
Гофрорукав Думин. :

Распределенная линия:  
         Узлов —

Как пользоваться калькулятором

Укажите заданные данные: мощность, ток, напряжение, материал изготовления проводника, тип проводки, количество проводов. Отметьте дополнительные условия длину провода, допустимые потери. Калькулятор автоматически рассчитает: сечение кабеля, массу одного метра, массу трассы.

Теория

Сечением кабеля — называется площадь среза токоведущей жилы.

Потеря напряжения в кабеле — называется величина, которая равна разности между установившимися значениями действующего напряжения, измеренными в двух разных точках системы электроснабжения.

Как работает калькулятор

Расчеты сечение кабеля производятся по току или мощности, исходя из параметров нагрузки и поступающего напряжения. Учитываются условия прокладки, материалы проводов, потери напряжения и критерии выбора проводника.

Примечание
  • Функционал раздела позволяет также произвести расчет максимального тока и нагрузки на проводник с заданными параметрами и выбрать устройства защиты.
  • Калькулятор расчета сечения кабеля работает в онлайн и в офлайн режиме.
  • Калькулятор не может гарантировать неоспоримую точность расчетов. Чем больше информации вы введете, тем точнее будет результат.

Электрик Про — расчет сечения проводов

Калькулятор позволяет рассчитать сечение токоведущих жил электрических проводов и кабелей по электрической мощности. Алгоритм калькулятора разработан в соответствии с требованиями п.1.3.10 «Допустимые длительные токи для проводов, шнуров и кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией» Правил устройства электроустановок (ПУЭ 7)


Вид электрического тока

Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.

Выберите вид тока: ВыбратьПеременный токПостоянный ток


Материал проводников кабеля

Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.

Выберите материал проводников: ВыбратьМедь (Cu)Алюминий (Al)

Суммарная мощность подключаемой нагрузки

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

Введите мощность нагрузки: кВт


Номинальное напряжение

Введите напряжение: В


Только для переменного тока

Система электроснабжения: ВыбратьОднофазнаяТрехфазная

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

Коэффициент мощности cosφ:


Способ прокладки кабеля

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

Выберите способ прокладки:

ВыбратьОткрытая проводкаСкрытая проводка

Количество нагруженных проводов в пучке

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

Выберите количество проводов:

ВыбратьДва провода в раздельной изоляцииТри провода в раздельной изоляцииЧетыре провода в раздельной изоляцииДва провода в общей изоляцииТри провода в общей изоляции

Минимальное сечение кабеля: 0

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

Длина кабеля

Введите длину кабеля: м


Допустимое падение напряжения на нагрузке

Введите допустимое падение: %


Минимальное сечение кабеля с учетом длины: 0

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

Как выбрать сечения кабеля по таблице. Интеллектуальный калькулятор для расчета сечения электрических кабелей

Вид электрического тока

Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.

Выберите вид тока : Выбрать Переменный ток Постоянный ток

Материал проводников кабеля

Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.

Выберите материал проводников:

Выбрать Медь (Cu) Алюминий (Al)

Суммарная мощность подключаемой нагрузки

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

Введите мощность нагрузки: кВт

Номинальное напряжение

Введите напряжение: В

Только для переменного тока

Система электроснабжения: Выбрать Однофазная Трехфазная

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

Коэффициент мощности cosφ:

Способ прокладки кабеля

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

Выберите способ прокладки:

Выбрать Открытая проводка Скрытая проводка

Количество нагруженных проводов в пучке

Для постоянного тока нагруженными считаются все провода, для переменного однофазного — фазный и нулевой, для переменного трехфазного — только фазные.0

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

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

Для правильного и безопасного монтажа кабелей для проводки обязательно нужно произвести предварительный расчет предполагаемой потребляемой мощности. Невыполнение требований по подбору сечения кабеля, используемого для проводки, может привести к оплавлению изоляции и пожару.

Расчет сечения кабеля для определенной системы электропроводки можно разбить на несколько этапов:

  1. разбивка потребителей электроэнергии по группам;
  2. определение максимального тока для каждого сегмента;
  3. выбор сечения кабеля.

Все потребляющие электроприборы следует разделить на несколько групп так, чтобы суммарная мощность потребления одной группой не была выше примерно 2,5-3 кВт. Это позволит подобрать медный кабель сечением не больше 2,5 кв. мм. Мощность некоторых основных бытовых приборов приведена в Таблице 1.

Таблица 1. Значение мощности основных бытовых приборов.

Потребители, объединенные в одну группу, должны находиться территориально примерно в одном месте, так как они подключаются к одному кабелю. Если весь подключаемый объект питается от однофазной сети, то количество групп и распределение потребителей не играют существенной роли.

Тогда процент расхождения можно рассчитать по формуле = 100% — (Pmin/Pmax*100%) , где Pmax – максимальная суммарная мощность, приходящаяся на одну фазу, Pmin– минимальная суммарная мощность, приходящаяся на одну фазу. Чем меньше процент расхождения мощности, тем лучше.

Расчет максимального тока для каждой группы потребителей

После того, как для каждой группы была найдена потребляемая мощность, можно рассчитать максимальный ток. Коэффициент спроса (Кс) лучше принять везде равным 1, так как не исключается использование одновременно всех элементов одной группы (например, вы можете включить одновременно все бытовые приборы, относящиеся к одной группе потребителей). Тогда формулы для однофазной и трехфазной сети будут иметь вид:

Iрасч = Pрасч / (Uном * cosφ)
для однофазной сети, в этом случае напряжение в сети 220 В,

Iрасч = Pрасч / (√3 * Uном * cosφ)
для трехфазной сети, напряжение в сети 380 В.

При монтаже электропроводки в последние десятилетия особенную популярность получил метод с использованием . Это объясняется целым набором свойств, которыми обладает гофрированная труба, но вместе с тем, при работе с ней необходимо придерживаться определенных правил.

Часто можно встретить и в теории, и на практике термины соединение треугольником и звездой, напряжение фазное и линейное — разобраться в их различиях поможет интересная .

Значение косинуса для бытовых приборов и освещения лампами накаливания принимается равным 1, для светодиодного освещения – 0,95, для люминесцентного освещения – 0,92. Для группы находится среднеарифметический косинус. Его значение зависит от того, какой косинус у прибора, потребляющего наибольшую мощность в данной группе. Таким образом, зная токи на всех участках проводки, можно приступить к выбору сечения проводов и кабелей.

Подбор сечения кабеля по мощности

При известных значениях расчетного максимального тока можно приступить к подбору кабелей. Это можно сделать двумя способами, но проще всего подобрать нужное сечение кабеля по табличным данным. Параметры для подбора медного и алюминиевого кабеля приведены в таблице ниже.


Таблица 2. Данные для выбора сечения кабеля с медными жилами и кабеля из алюминия.

При планировании электропроводки предпочтительно выбирать кабели из одного материала. Соединение медных и алюминиевых проводов обычной скруткой запрещено правилами пожарной безопасности, так как при колебаниях температуры эти металлы расширяются по-разному, что приводит к образованию зазоров между контактами и выделению тепла. Если возникает необходимость подключения кабелей из разных материалов, то лучше всего воспользоваться специально предназначенными для этого клеммами.

Видео с формулами расчета сечения кабеля

Любой электрик должен знать, каким образом проводится расчет сечения кабеля, а также, зачем это делается. Это одна из базовых основ.

На сегодняшний день существует несколько способов расчета сечения провода. Чаще остальных опытные электрики используют метод расчета по мощности. Именно данному вопросу и будет посвящена наша сегодняшняя статья.

Зачем нужны вычисления

Для людей, которые тесно не работали с электричеством и прокладкой проводов не понять, насколько важно подобрать для той или иной работы правильное сечение провода. А ведь это очень важный аспект. Такая важность вопроса обусловлена тем, что любой провод или кабель представляет собой ведущий элемент для распределения и подачи тока, который подводится к электроприборам. С их помощью подключаются абсолютно все электроприборы (светильники, компьютеры, электроплиты и т.д.), которые имеют разную мощность и технические характеристики.

Провода в доме

В связи с такой высокой востребованностью проводов расчет их сечения просто необходим для должного обеспечения постоянного притока электрической энергии к различным приборам. При этом риск возникновения опасностей должен быть по максимуму сведен к нулю. Такие ситуации могут возникнуть из-за постоянного контакта провода с током. Если расчет требуемого сечения кабеля не проводился, и провод имеет небольшое сечение, которое не способно обеспечить в нужных объемах адекватное функционирование электроприборов, к тому же это ведет к нагреванию кабеля. Вследствие этого с течением времени будет происходить медленное разрушение защитной изоляции изделия, и риск появления короткого замыкания также будет повышаться с каждым прошедшим днем.
Как видим, всего лишь неправильно подобранный тип сечения может привести к следующим последствиям:

  • приборы будут часто ломаться, не отслужив весь срок, установленный производителем;
  • существенно увеличивается риск возгорания провода из-за короткого замыкания;


Короткое замыкание кабеля

  • снижение срока службы самой электропроводки;
  • высокий риск сгорания проводки;
  • риск получения человеком электротравмы.

Обратите внимание! Правильный выбор сечения кабелей, применяемых в доме или других помещениях, является обязательной частью электробезопасности и пожаробезопасности комнат.

Поэтому не стоит пытаться сэкономить там, где от этого будет только вред. Ведь при негативном стечении обстоятельств на ремонт техники и замену проводки придется потратиться в разы больше, чем на приобретение провода с нужным сечением!

Факторы, которые влияют на расчет

Из-за важности расчетов при определении требуемого сечения для проводов нужно учитывать ряд параметров:

  • обязательно следует учитывать общее количество электроприборов, которые будут размещены в пределах конкретной квартиры;


Электротехника в помещении

  • общая потребляемая нагрузка приборов. При этом в расчетах данный параметр должен браться с небольшим запасом;
  • суммарная мощность электроприборов, функционирующих в доме;
  • выбор способа, с помощью которого будет происходить расчет сечения проводов.

Обратите внимание! Для вычисления этого параметра можно использовать разные методы и подходы.

При этом каждый из перечисленных пунктов играет важную роль и в расчетах без них не обойтись. Также следует отметить, что поскольку это математические вычисления, то конечная цифра должна быть проверена несколько раз для исключения ошибки.
Конечно, каждый математический расчет обладает определенной долей погрешности, так как оперирует не стандартизированными значениями. Поэтому иногда необходимо проводить округления в большую или меньшую сторону, чтобы отыскать кабель требуемого сечения.
Если подойти к расчету халатно, то можно навлечь на себя неприятности, которые как минимум проявятся в сгоревшей технике или проводке, а как максимум – приведут к пожару.

Факторы, влияющие на нагрев кабеля

В определении необходимого сечения провода большую роль играет сам проводник электричества. Поэтому данный тип расчета обязательно должен брать во внимание этот параметр. Иначе невозможно избежать перегрева кабеля. На процесс нагревания проводов могут оказывать влияние такие факторы:

  • площадь сечения жилы. Здесь необходимо понимать, что чем больше будет сечение у провода, тем ток больших значений он сможет через себя пропустить в безопасном режиме;

Обратите внимание! Сечение кабеля можно выяснить двумя способами: просто измерить штангенциркулем или посмотреть на его маркировку.


Марки кабелей

  • из чего изготовлен кабель. Выбирая провод для подключения к нему электроприборов или как элемент проводки, нужно помнить, что медные изделия обладают меньшим сопротивлением. Из этого следует, что такие провода будут нагреваться значительно медленнее, к примеру, алюминиевых аналогов.
  • тип исполнения проводки. Одиночный кабель, идущий в проводке, всегда будет пропускать через себя ток более высокого значения, чем при параллельной прокладке с остальными проводами;
  • тип исполнения прокладки. При помещении проводящих ток элементов в трубу они будут нагреваться значительно быстрее, чем при использовании открытого варианта проводки. Это связано с тем, что последний вариант способствует более эффективному охлаждению;


Открытая проводка

  • качество сделанной изоляции. Материал изоляции, а также ее качество оказывают прямое влияние на температурный диапазон, который способен выдерживать провод с определенным сечением.

Как видим, не только сам кабель, но и его расположение может оказывать влияние на нагрев проводника, что, в конечном счете, если расчеты не проводились или здесь имелись ошибки, приведет к негативным последствиям. Поэтому расчеты сечения должны обязательно учитывать факторы нагрева.

Как проводить расчет

Одним из вариантов получения точного значения сечения проводов является метод вычислений, проводимых по мощности.
Обратите внимание! Расчет будет опираться на то, что кабель выполнен из меди. Это связано с тем, что по действующим на сегодняшний день правилам ПУЭ в квартирах проводники для тока из алюминия не применяются.


Медные провода

Таблица ПЭУ

Используя метод расчета по мощности, вам необходимо будет подсчитать, какое точное количество приборов будет размещаться в помещении, а также вычислить их потребляемую мощность, при их включении по одной линии в сеть.
Вариант расчета может иметь следующий вид (пример):

  • в ситуации, если вам нужно запитать электрическую духовку и микроволновку, имеющие мощность в 120 Вт, то их общая (суммарная) мощность составит 4200 Вт;
  • далее нужно вычислить силу тока, имеющегося в этой сети. Здесь используем формулу J = 4200/220. Разделив суммарную мощность приборов на напряжение сети, мы получим 19 А.

Когда вы вычислили силу тока в сети, можно воспользоваться следующей таблицей ПЭУ, чтобы определить искомое сечение для провода.

Как видно из этой таблицы, в нашей ситуации нам потребуется кабель с сечением на 1,5 мм. кв.
Обратите внимание! По таблице мы выяснили минимальный параметр. Поэтому, чтобы точно предотвратить нагрев проводника тока, сечение рекомендуется брать с запасом.
В таблице максимально близкое к найденному значению — 2,5 мм. Такой запас позволит вам подключить при необходимости дополнительной прибор, не повышая при этом риск перегрева проводов.
Объем запаса можно вычислить математически. Для этого необходимо полученное в результате вычислений значение суммарной мощности умножить на коэффициент одновременности. Этот коэффициент имеет значение в 1,2. После этого следует высчитать силу тока по приведенному выше алгоритму.

Определяем точное значение для потребляемой мощности

Чтобы провести точный расчет для определения сечения провода по такому параметру, как мощность, обязательно необходимо пользоваться сведениями о том, какое потребление тока имеется у приборов при усредненном подсчете.

Обратите внимание! Приступая к точным вычислениям, необходимо помнить о том, что на приборах указаны усредненные значения. Поэтому к цифре, указанной на электроприборе, следует прибавить примерно 5% от нее.

Не забывайте, что включение приборов может происходить как одновременно, так и поодиночке. Если этого не предусмотреть, то одновременное включение, скажем, холодильника, микроволновки и точечных светильников приведет к серьезному перегреву кабелей (особенно при длительном включении). Здесь вполне допустима аналогия, когда в одну розетку сразу включить несколько электроприборов.


Перегруженная приборами розетка

  • для однофазной сети нужно рассчитывать мощность по формуле Р= 220*I*1,3;
  • для трехфазной сети — Р= √3*380* I*1,3.

Благодаря такому точному расчету, вы сможете определить нужное сечение кабеля, а также учесть все нюансы и возможности.

Как быть со скрытой проводкой

У нас по дому, несмотря на большое количество электротехники, провода не валяются по полу и не свисают со стен. Ведь у нас в доме скрытая проводка. Для ее организации также следует рассчитать сечение проводов. Только в данном случае запас необходимо увеличить не на 5%, а на 20–30%. Такое увеличение значения обусловлено тем, что для скрытой проводки характерно большее нагревание из-за маскировки ее в трубах и под отделкой.

Обратите внимание! В ситуации, когда имеется одна токоведущая линия, запас нужно увеличить на 35-40%.

Это позволит предупредить чрезмерный нагрев проводников и снизит риск возникновения короткого замыкания.
Как видим, при работе с электрическими кабелями необходимо учитывать самые разнообразные факторы. Ведь один, даже самый, казалось бы, незначительный нюанс, оставленный без внимания, может привести к настоящей катастрофе.

Заключение

Создавать в доме уют и комфортные для себя условия нужно еще на этапе планирования, в том числе и проводки. Это самая важная часть в доме, от которой напрямую зависит ваша безопасность. Причем, одним из наиболее важных параметров, требующих пристального внимания, является правильный расчет и выбор сечения провода. Используя метод вычисления по мощности подключаемых электроприборов, вы точно выберите подходящий для вашей квартиры вариант кабеля.

Грамотный подбор кабеля для восстановления или прокладки электропроводки гарантирует безупречную работу системы. Приборы будут получать питание в полноценном объеме. Не случится перегрева изоляции с последующими разрушительными последствиями. Разумный расчет сечения провода по мощности избавит и от угроз воспламенения, и от лишних затрат на покупку недешевого провода. Давайте разберемся в алгоритме расчетов.

Упрощенно кабель можно сравнить с трубопроводом, транспортирующим газ или воду. Точно так же по его жиле перемещается поток, параметры которого ограничены размером данного токоведущего канала. Следствием неверного подбора его сечения являются два распространенных ошибочных варианта:

  • Слишком узкий токоведущий канал, из-за которого в разы возрастает плотность тока. Рост плотности тока влечет за собой перегрев изоляции, затем ее оплавление. В результате оплавления по минимуму появятся «слабые» места для регулярных утечек, по максимуму пожар.
  • Излишне широкая жила, что, в сущности, совсем неплохо. Причем, наличие простора для транспортировки электро-потока весьма положительно отражается на функционале и эксплуатационных сроках проводки. Однако карман владельца облегчится на сумму, примерно вдвое превышающую по факту требующиеся деньги.

Первый из ошибочных вариантов представляет собой откровенную опасность, в лучшем случае повлечет увеличение оплаты за электроэнергию. Второй вариант не опасен, но крайне нежелателен.


«Протоптанные» пути вычислений

Все существующие расчетные способы опираются на выведенный Омом закон, согласно которому сила тока, помноженная на напряжение, равняется мощности. Бытовое напряжение – величина постоянная, равная в однофазной сети стандартным 220 В. Значит, в легендарной формуле остаются лишь две переменные: это ток с мощностью. «Плясать» в расчетах можно и нужно от одной из них. Через расчетные значения тока и предполагаемой нагрузки в таблицах ПУЭ найдем требующийся размер сечения.

Обратите внимание, что сечение кабеля рассчитывают для силовых линий, т.е. для проводов к розеткам. Линии освещения априори прокладывают кабелем с традиционной величиной площади сечения 1,5 мм².


Если в обустраиваемом помещении нет мощного диско-прожектора или люстры, требующей питания в 3,3кВт и больше, то увеличивать площадь сечения жилы осветительного кабеля не имеет смысла. А вот розеточный вопрос – дело сугубо индивидуальное, т.к. подключать к одной линии могут такие неравнозначные тандемы, как фен с водонагревателем или электрочайник с микроволновкой.

Тем, кто планирует нагрузить силовую линию электрической варочной поверхностью, бойлером, стиральной машиной и подобной «прожорливой» техникой, желательно распределить всю нагрузку на несколько розеточных групп.

Если технической возможности разбить нагрузку на группы нет, бывалые электрики рекомендуют без затей прокладывать кабель с медной жилой сечением 4-6 мм². Почему с медной токоведущей сердцевиной? Потому что строгим кодексом ПУЭ прокладка кабеля с алюминиевой «начинкой» в жилье и в активно используемых бытовых помещениях запрещена. Сопротивление у электротехнической меди гораздо меньше, тока она пропускает больше и не греется при этом, как алюминий. Алюминиевые провода используются при устройстве наружных воздушных сетей, кое-где они еще остались в старых домах.

Обратите внимание! Площадь сечения и диаметр жилы кабеля – вещи разные. Первая обозначается в квадратных мм, второй просто в мм. Главное не перепутать!

Для поиска табличных значений мощности и допустимой силы тока можно пользоваться обоими показателями. Если в таблице указан размер площади сечения в мм², а нам известен только диаметр в мм, площадь нужно найти по следующей формуле:

Расчет размера сечения по нагрузке

Простейший способ подбора кабеля с нужным размером — расчет сечения провода по суммарной мощности всех подключаемых к линии агрегатов.

Алгоритм расчетных действий следующий:

  • для начала определимся с агрегатами, которые предположительно могут использоваться нами одновременно. Например, в период работы бойлера нам вдруг захочется включить кофемолку, фен и стиралку;
  • затем согласно данным техпаспортов или согласно приблизительным сведениям из приведенной ниже таблицы банально суммируем мощность одновременно работающих по нашим планам бытовых агрегатов;
  • предположим, что в сумме у нас вышло 9,2 кВт, но конкретно этого значения в таблицах ПУЭ нет. Значит, придется округлить в безопасную большую сторону – т.е. взять ближайшее значение с некоторым превышением мощности. Это будет 10,1 кВт и соответствующее ему значение сечения 6 мм².

Все округления «направляем» в сторону увеличения. В принципе суммировать можно и силу тока, указанную в техпаспортах. Расчеты и округления по току производятся аналогичным образом.

Как рассчитать сечение по току?

Табличные значения не могут учесть индивидуальных особенностей устройства и эксплуатации сети. Специфика у таблиц среднестатистическая. Не приведены в них параметры максимально допустимых для конкретного кабеля токов, а ведь они отличаются у продукции с разными марками. Весьма поверхностно затронут в таблицах тип прокладки. Дотошным мастерам, отвергающим легкий путь поиска по таблицам, лучше воспользоваться способом расчетаразмера сечения провода по току. Точнее по его плотности.

Допустимая и рабочая плотность тока

Начнем с освоения азов: запомним на практике выведенный интервал 6 — 10. Это значения, полученные электриками многолетним «опытным путем». В указанных пределах варьирует сила тока, протекающего по 1 мм² медной жилы. Т.е. кабель с медной сердцевиной сечением 1 мм² без перегрева и оплавления изоляции предоставляет возможность току от 6 до 10 А спокойно достигать ожидающего его агрегата-потребителя. Разберемся, откуда взялась и что означает обозначенная интервальная вилка.

Согласно кодексу электрических законов ПУЭ 40% отводится кабелю на неопасный для его оболочки перегрев, значит:

  • 6 А, распределенные на 1 мм² токоведущей сердцевины, являются нормальной рабочей плотностью тока. В данных условиях проводник работать может бесконечно долго без каких-либо ограничений по времени;
  • 10 А, распределенные на 1 мм² медной жилы, протекать по проводнику могут краткосрочно. Например, при включении прибора.

Потоку энергии 12 А в медном миллиметровом канале будет изначально «тесно». От тесноты и толкучки электронов увеличится плотность тока. Следом повысится температура медной составляющей, что неизменно отразиться на состоянии изоляционной оболочки.

Обратите внимание, что для кабеля с алюминиевой токоведущей жилой плотность тока отображает интервал 4 – 6 Ампер, приходящийся на 1 мм² проводника.

Выяснили, что предельная величина плотности тока для проводника из электротехнической меди 10 А на площадь сечения 1 мм², а нормальные 6 А. Следовательно:

  • кабель с жилой сечением 2,5 мм² сможет транспортировать ток в 25 А всего лишь несколько десятых секунды во время включения техники;
  • он же бесконечно долго сможет передавать ток в 15А.

Приведенные выше значения плотности тока действительны для открытой проводки. Если кабель прокладывается в стене, в металлической гильзе или , указанную величину плотности тока нужно помножить на поправочный коэффициент 0,8. Запомните и еще одну тонкость в организации открытого типа проводки. Из соображений механической прочности кабель с сечением меньше 4 мм² в открытых схемах не используют.

Изучение схемы расчета

Суперсложных вычислений снова не будет, расчет провода по предстоящей нагрузке предельно прост.

  • Сначала найдем предельно допустимую нагрузку. Для этого суммируем мощность приборов, которые предполагаем одновременно подключать к линии. Сложим, например, мощность стиральной машины 2000 Вт, фена 1000 Вт и произвольно какого-либо обогревателя 1500 Вт. Получили мы 4500 Вт или 4,5 кВт.
  • Затем делим наш результат на стандартную величину напряжения бытовой сети 220 В. Мы получили 20,45…А, округляем до целого числа, как положено, в большую сторону.
  • Далее вводим поправочный коэффициент, если в нем есть необходимость. Значение с коэффициентом будет равно 16,8, округленно 17 А, без коэффициента 21 А.
  • Вспоминаем о том, что рассчитывали рабочие параметры мощности, а нужно еще учесть предельно допустимое значение. Для этого вычисленную нами силу тока умножаем на 1,4, ведь поправка на тепловое воздействие 40%. Получили: 23,8 А и 29,4 А соответственно.
  • Значит, в нашем примере для безопасной работы открытой проводки потребуется кабель с сечением более 3 мм², а для скрытого варианта 2,5 мм².

Не забудем о том, что в силу разнообразных обстоятельств порой включаем одновременно больше агрегатов, чем рассчитывали. Что есть еще лампочки и прочие приборы, незначительно потребляющие энергию. Запасемся некоторым резервом сечения на случай увеличения парка бытовой техники и с расчетами отправимся за важной покупкой.

Видео-руководство для точных расчетов

Какой кабель лучше купить?

Следуя жестким рекомендациям ПУЭ, покупать для обустройства личной собственности будем кабельную продукцию с «литерными группами» NYM и ВВГ в маркировке. Именно они не вызывают нареканий и придирок со стороны электриков и пожарников. Вариант NYM – аналог отечественных изделий ВВГ.


Лучше всего, если отечественный кабель будет сопровождать индекс НГ, это означает, что проводка будет пожароустойчивой. Если предполагается прокладывать линию за перегородкой, между лагами или над подвесным потолком, купите изделия с низким дымовыделением. У них будет индекс LS.

Содержание:

Большое значение в электротехнике имеет такая величина, как поперечное сечение провода и нагрузка. Без этого параметра невозможно проведение каких-либо расчетов, особенно, связанных с прокладкой кабельных линий. Ускорить необходимые вычисления помогает таблица зависимости мощности от сечения провода, применяемая при проектировании электротехнического оборудования. Правильные расчеты обеспечивают нормальную работу приборов и установок, способствуют надежной и долговременной эксплуатации проводов и кабелей.

Правила расчетов площади сечения

На практике расчеты сечения любого провода не представляют какой-либо сложности. Достаточно всего лишь с помощью штангенциркуля, а затем полученное значение использовать в формуле: S = π (D/2)2, в которой S является площадью сечения, число π составляет 3,14, а D представляет собой измеренный диаметр жилы.

В настоящее время используются преимущественно медные провода. По сравнению с алюминиевыми, они более удобны в монтаже, долговечны, имеют значительно меньшую толщину, при одинаковой силе тока. Однако, при увеличении площади сечения стоимость медных проводов начинает возрастать, и все преимущества постепенно теряются. Поэтому при значении силы тока более 50-ти ампер практикуется применение кабелей с алюминиевыми жилами. Для измерения сечения проводов используются квадратные миллиметры. Наиболее распространенными показателями, применяемыми на практике, являются площади 0,75; 1,5; 2,5; 4,0 мм2.


Таблица сечения кабеля по диаметру жилы

Основным принципом расчетов служит достаточность площади сечения, для нормального протекания через него электрического тока. То есть, допустимый ток не должен нагревать проводник до температуры свыше 60 градусов. Падение напряжения не должно превышать допустимого значения. Этот принцип особенно актуален для ЛЭП большой протяженности и высокой силы тока. Обеспечение механической прочности и надежности провода осуществляется за счет оптимальной толщины провода и защитной изоляции.

Сечение провода по току и мощности

Прежде чем рассматривать соотношение сечения и мощности, следует остановиться на показателе, известном, как максимальная рабочая температура. Данный параметр обязательно учитывается при выборе толщины кабеля. Если этот показатель превышает свое допустимое значение, то из-за сильного нагрева металл жилы и изоляция расплавятся и разрушатся. Таким образом, происходит ограничение рабочего тока для конкретного провода его максимальной рабочей температурой. Важным фактором является время, в течение которого кабель сможет функционировать в подобных условиях.


Основное влияние на устойчивую и долговечную работу провода оказывает потребляемая мощность и . Для быстроты и удобства расчетов были разработаны специальные таблицы, позволяющие подобрать необходимое сечение в соответствии с предполагаемыми условиями эксплуатации. Например, при мощности 5 кВт и силе тока в 27,3 А, площадь сечения проводника составит 4.0 мм2. Точно так же подбирается сечение кабелей и проводов при наличии других показателей.

Необходимо учитывать и влияние окружающей среды. При температуре воздуха, на 20 градусов превышающей нормативную, рекомендуется выбор большего сечения, следующего по порядку. То же самое касается наличия нескольких кабелей, содержащихся в одном жгуте или значения рабочего тока, приближающегося к максимальному. В конечном итоге, таблица зависимости мощности от сечения провода позволит выбрать подходящие параметры на случай возможного увеличения нагрузки в перспективе, а также при наличии больших пусковых токов и существенных перепадов температур.

Формулы для расчета сечения кабеля

Закон Ампера — Университетская физика, том 2

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните, как закон Ампера связывает магнитное поле, создаваемое током, со значением тока
  • Рассчитайте магнитное поле для длинного прямого провода, тонкого или толстого, по закону Ампера

Фундаментальным свойством статического магнитного поля является то, что, в отличие от электростатического, оно не является консервативным.Консервативное поле — это поле, которое выполняет одинаковую работу с частицей, движущейся между двумя разными точками, независимо от выбранного пути. Магнитные поля таким свойством не обладают. Вместо этого существует связь между магнитным полем и его источником, электрическим током. Он выражается в виде линейного интеграла и известен как закон Ампера. Этот закон также может быть выведен непосредственно из закона Био-Савара. Теперь рассмотрим этот вывод для частного случая бесконечной прямой проволоки.

(рисунок) показана произвольная плоскость, перпендикулярная бесконечному прямому проводу, ток которого I направлен за пределы страницы. Силовые линии магнитного поля представляют собой окружности, направленные против часовой стрелки с центром на проводе. Для начала рассмотрим закрытые трассы M и N . Обратите внимание, что один путь ( M ) охватывает провод, а другой ( N ) — нет. Поскольку силовые линии круглые, это произведение B и проекции dl на проходящую через окружность. Если радиус этого конкретного круга составляет r , проекция равна и

Ток I длинного прямого провода направлен за пределы страницы.Интеграл равен и 0 соответственно для трасс M и N .

С дано (рисунок),

Для пути M , который проходит по проводу, и

Путь N , с другой стороны, проходит как через положительный (против часовой стрелки), так и через отрицательный (по часовой стрелке) (см. (Рисунок)), и поскольку он закрыт, Таким образом, для пути N ,

Распространение этого результата на общий случай — это закон Ампера.

Закон Ампера

По произвольному замкнутому пути,

, где I — полный ток, проходящий через любую открытую поверхность S , периметр которой является путем интегрирования. Необходимо учитывать только токи внутри пути интеграции.

Чтобы определить, является ли конкретный ток I положительным или отрицательным, согните пальцы правой руки в направлении пути интегрирования, как показано на (Рисунок). Если I проходит через S в том же направлении, что и ваш вытянутый большой палец, I является положительным; если I проходит через S в направлении, противоположном вашему вытянутому большому пальцу, это отрицательно.

Стратегия решения проблем: закон Ампера

Чтобы рассчитать магнитное поле, создаваемое током в проводе (ах), выполните следующие действия:

  1. Определите симметрию тока в проводе (ах). Если симметрии нет, используйте закон Био-Савара для определения магнитного поля.
  2. Определите направление магнитного поля, создаваемого проводом (ами) по правилу правой руки 2.
  3. Выберите контур, в котором магнитное поле либо постоянное, либо нулевое.
  4. Рассчитайте ток внутри контура.
  5. Вычислите линейный интеграл вокруг замкнутого контура.
  6. Приравнять и решить для

Использование закона Ампера для расчета магнитного поля, обусловленного проводом Используйте закон Ампера для расчета магнитного поля, создаваемого постоянным током I в бесконечно длинном, тонком, прямом проводе, как показано на (Рисунок).

Возможные составляющие магнитного поля B из-за тока I , который направлен за пределы страницы.Радиальная составляющая равна нулю, потому что угол между магнитным полем и траекторией прямой.

Стратегия

Рассмотрим произвольную плоскость, перпендикулярную проводу, с током, направленным за пределы страницы. Возможные компоненты магнитного поля в этой плоскости и показаны в произвольных точках на окружности радиуса r с центром на проводе. Поскольку поле цилиндрически симметрично, оно не меняется и не зависит от положения на этом круге. Также из-за симметрии радиальные линии, если они существуют, должны быть направлены либо внутрь, либо наружу от провода.Это означает, однако, что чистый магнитный поток должен проходить через произвольный цилиндр, концентричный с проводом. Радиальная составляющая магнитного поля должна быть равна нулю, потому что мы можем применить закон Ампера к круговой траектории, как показано.

Решение По этому пути постоянный и параллельный так

Таким образом, закон Ампера сводится к

Наконец, поскольку это единственный компонент, мы можем опустить нижний индекс и написать

Это согласуется с приведенным выше расчетом Био-Савара.

Значение Закон Ампера хорошо работает, если у вас есть способ интеграции, который дает результаты, которые легко упростить. Для бесконечного провода это легко работает с круговой траекторией вокруг провода, так что магнитное поле не учитывается при интегрировании. Если зависимость от траектории выглядит сложной, вы всегда можете вернуться к закону Био-Савара и использовать его для определения магнитного поля.

Расчет магнитного поля толстого провода по закону Ампера Радиус длинного прямого провода на (рис.) Равен a , и по проводу проходит ток, который равномерно распределяется по его поперечному сечению.Найдите магнитное поле как внутри, так и снаружи провода.

(а) Модель токоведущего провода радиуса a и тока (b) Поперечное сечение того же провода, показывающее радиус a и петлю Ампера радиуса r .

Стратегия

Эта проблема имеет ту же геометрию, что и (рисунок), но замкнутый ток изменяется по мере того, как мы перемещаем путь интегрирования из-за пределов провода внутрь провода, где он не захватывает весь заключенный ток (см. (Рисунок)).

Решение Для любой круговой траектории радиусом r , центрированной на проводе,

По закону Ампера это равно полному току, проходящему через любую поверхность, ограниченную путем интегрирования.

Сначала рассмотрим круговую траекторию внутри провода, как показано в части (а) (Рисунок). Нам нужен ток I , проходящий через область, ограниченную дорожкой. Она равна плотности тока в Дж, умноженной на замкнутой площади.Поскольку ток однороден, плотность тока внутри пути равна плотности тока во всем проводе, что составляет Следовательно, ток I , проходящий через область, ограниченную путем, равен

Мы можем учитывать это соотношение, потому что плотность тока Дж, постоянна по всей площади провода. Следовательно, плотность тока на части провода равна плотности тока на всей площади. Используя закон Ампера, получаем

, а магнитное поле внутри провода —

За пределами провода ситуация идентична ситуации с бесконечным тонким проводом из предыдущего примера; то есть

Вариант B с r показан на (Рисунок).

Изменение магнитного поля, создаваемое током в длинном прямом проводе радиусом .

Значение Результаты показывают, что по мере увеличения радиального расстояния внутри толстой проволоки магнитное поле увеличивается от нуля до известного значения магнитного поля тонкой проволоки. Вне провода поле спадает независимо от того, толстый он или тонкий.

Этот результат аналогичен тому, как закон Гаусса для электрических зарядов ведет себя внутри однородного распределения заряда, за исключением того, что закон Гаусса для электрических зарядов имеет равномерное объемное распределение заряда, тогда как закон Ампера здесь имеет однородную область распределения тока.Кроме того, падение за пределы толстой проволоки аналогично тому, как электрическое поле спадает за пределами линейного распределения заряда, поскольку оба случая имеют одинаковую геометрию, и ни один из этих случаев не зависит от конфигурации зарядов или токов, когда петля выходит за пределы. распространение.

Проверьте свое понимание Рассмотрите возможность использования закона Ампера для расчета магнитных полей конечного прямого провода и кольцевой петли провода. Почему это бесполезно для этих расчетов?

В этих случаях интегралы вокруг петли Ампера очень сложны из-за отсутствия симметрии, поэтому этот метод не будет полезен.

Сводка

  • Магнитное поле, создаваемое током, идущим по любому пути, является суммой (или интегралом) полей, создаваемых сегментами вдоль пути (величина и направление, как для прямого провода), в результате чего возникает общая взаимосвязь между током и полем, известная как поле Ампера. закон.
  • Закон Ампера можно использовать для определения магнитного поля по тонкой или толстой проволоке с помощью геометрически удобного пути интегрирования. Результаты соответствуют закону Био-Савара.

Концептуальные вопросы

Действует ли закон Ампера для всех закрытых путей? Почему обычно не используется для расчета магнитного поля?

Закон Ампера действителен для всех замкнутых путей, но он бесполезен для расчета полей, когда создаваемое магнитное поле не имеет симметрии, которая может быть использована подходящим выбором пути.

Глоссарий

Закон Ампера
физический закон, который гласит, что линейный интеграл магнитного поля вокруг электрического тока пропорционален току

2.7.9 Магнитное поле прямоугольного проводника с током

Флэш-модель

Вычислим пространственное распределение магнитного поля, создаваемого плотностью ток, протекающий по прямоугольному проводнику, имеющему длину , ширина и толщина , и (рис.1) .

Рис. 1. Поперечное сечение прямоугольной жилы.

Фиг.2. Схема бесконечно тонкого провода, по которому проходит постоянный ток. .

Согласно закону Био-Савара-Лапласа [ 1,2 ], магнитное поле от бесконечно-длинного тонкого токоведущего провода на расстоянии (рис. 2) в гауссовых координатах имеет вид

(1)

где , — скорость света, — ток в проводе, вектор магнитного поля и векторное произведение будучи сонаправленным.

Разделение поперечного сечения жилы на бесконечное количество жил, имеющих сечение как на рис.1, можно записать магнитное поле элементарной проволоки в точке в соответствии с формулой (1) следующим образом:

(2)

где , — плотность тока, — наименьшее расстояние от элементарного провода до точки А, — угол между вектором и ось X, и , . Мы не будем далее вычислять магнитное поле по оси Y, потому что в произвольной точке он явно равен нулю.

Полное магнитное поле в точке можно рассчитать интегрированием выражения (2) по сечению проводника:

(3)

, где мы произвели преобразование переменной: . Интегралы следующего типа

(4)

можно выразить через аналитические функции следующим образом:

(5)

Z-производные функций и в соответствии с (5) даются:

(6)

Аналогично вторые производные функций и по оси Z в соответствии с (5) определяются следующими выражениями:

(7)

Таким образом, магнитное поле определяемые выражениями (3), можно записать по формулам (5) следующим образом:

(8)

Производные магнитного поля Компоненты по оси Z по аналогии с (8) и в соответствии с (6) имеют вид:

(9)

Вторые производные магнитного поля по Z Компоненты по аналогии с (8) и в соответствии с (7) имеют вид:

(10)

Используя аналитические выражения для первой и второй Z-производных магнитного поля, можно вычислить силу взаимодействия (и ее первую производную) между магнитным зондом и прямоугольным проводником с током.Эти расчеты для различной геометрии зонда приведены в приложении .

Анализ взаимодействия между магнитным зондом и прямоугольным проводом можно выполнить с помощью специального приложения Flash . С помощью этого приложения, основанного на теории малых колебаний кантилевера, можно рассчитать амплитуду, фазу и резонансную частоту зонда в стандартном методе МСМ.


Резюме.

  • Получены аналитические выражения для пространственного распределения магнитного поля, его первой и второй производных по поверхности прямоугольного проводника с током (см. Формулы 8-10).
  • Теоретические выражения для пространственного распределения магнитного поля, его первой и второй производных как функции параметров проводника можно анализировать с помощью специального приложения Flash.

Список литературы.

  1. Д.В. Сивухин. Электричество (Общий курс физики). М .: Наука, 1983. — 688 с.
  2. Р. Фейнман, Р. Лейтос, М. Сэндс. Лекции Фейнмана по физике. Электричество и магнетизм. Москва, МИР 1977.- 299 с.

Калькулятор сопротивления провода

Формула сопротивления проволоки

сопротивление = удельное сопротивление * длина / площадь поперечного сечения
R = ρ * L / A

Объясните сопротивление провода и факторы, влияющие на его свойства?

Провод сопротивления — это провод, предназначенный для изготовления электрических резисторов (которые используются для контроля количества тока в цепи).Лучше, если используемый сплав будет иметь высокое удельное сопротивление, поскольку тогда можно использовать более короткую проволоку. Во многих случаях стабильность резистора имеет первостепенное значение, и поэтому температурный коэффициент сопротивления сплава и коррозионная стойкость играют большую роль при выборе материала. Когда резистивная проволока используется для нагревательных элементов (в электрических нагревателях, тостерах и т. Д.), Большое значение имеют высокое удельное сопротивление и стойкость к окислению. Иногда резистивный провод изолирован керамическим порошком и заключен в трубку из другого сплава.Такие нагревательные элементы используются в электрических духовках и водонагревателях, а также в специализированных формах для варочных панелей.

Как рассчитать сопротивление провода?

В калькуляторе сопротивления провода для расчета сопротивления используется значение : сопротивление = удельное сопротивление * длина / площадь поперечного сечения . Сопротивление провода является мерой противодействия протеканию тока в электрической цепи.Сопротивление измеряется в омах и обозначается греческой буквой омега (Ом). Сопротивление обозначается символом R .

Как рассчитать сопротивление провода с помощью этого онлайн-калькулятора? Чтобы использовать этот онлайн-калькулятор для определения сопротивления провода, введите удельное сопротивление (ρ) , длину (L) и площадь поперечного сечения (A) и нажмите кнопку расчета. Вот как можно объяснить расчет сопротивления провода с заданными входными значениями -> 5.100E-6 = 1,7E-05 * 3/10 .

Калькулятор ширины следа

Ширина дорожки является важным параметром при проектировании печатной платы. Соответствующая ширина дорожки необходима для обеспечения передачи желаемого количества тока без перегрева и повреждения вашей платы. Вы можете использовать этот онлайн-инструмент для расчета минимальной ширины дорожки для данного тока и веса меди. Для более высокого тока требуются более толстые дорожки, в то время как более толстая медная масса позволяет получить более тонкие дорожки.

Входные данные

Ток (макс. 35A)

Ампер мА

Толщина меди

унций / фут²милмм мкм

Повышение температуры (макс. 100 ° C)

° C ° F

Температура окружающей среды

° C F

Длина проводника

дюймов / см

Данные результатов

Внутренние трассы

Требуемая ширина трассы

милмммм

Площадь поперечного сечения

мил²мм²

Внешние трассы

мм Требуемая ширина

000500050005

Площадь

мил²мм²

Требуемый зазор гусеницы

милмммкм


Таблица минимальных размеров продукции Bittele
Медь Вес 0.5 унций 1 унция 2 унции 3 унции 4 унции или больше
Наружные слои Минимальная ширина следа 3 мил 4мил 5 мил 6мил Запрос предложений
Минимальный интервал между трассами 4мил 5 мил 7мил 10 мил Запрос предложений
Переходные отверстия к другим медным элементам 7мил 9 мил 12мил 16мил Запрос предложений
Внутренние слои Минимальная ширина следа 3 мил 3.5мил 5 мил 6мил Запрос предложений
Минимальный интервал между трассами 3 мил 4мил 6мил 9 мил Запрос предложений
Переходные отверстия к другим медным элементам 7мил 8мил 11мил 15мил Запрос предложений

Примечания:
Формула для расчета допустимого тока через дорожку опубликована в стандартном разделе 6 IPC-2221.2, как показано ниже.

Внутренние трассы: I = 0,024 x dT 0,44 x A 0,725
Внешние трассы: I = 0,048 x dT 0,44 x A 0,725

Где I — максимальный ток в амперах, k — постоянная величина, dT — превышение температуры окружающей среды в ° C, & A — площадь поперечного сечения в миллиметрах².

Затем можно рассчитать ширину следа, переставив эту формулу, чтобы определить площадь поперечного сечения, через которую может безопасно пройти желаемый ток.2] / (Толщина [oz] * 1,378 [мил / унция])

Согласно IPC-2221 для внутренних слоев k = 0,024 и для внешних слоев: k = 0,048

Отказ от ответственности:
Эти расчеты являются отраслевыми стандартами и считается правильным, но не гарантируется. Может не подходить для всех дизайнов.

Часто задаваемые вопросы о калькуляторе ширины следа
Q: Есть ли ограничение на величину силы тока, для которой этот инструмент может рассчитать ширину?

А: Да. Данные IPC-2221, из которых получены эти формулы, охватывают только токи до 35 А, ширину следа до 400 мил, допустимое повышение температуры от 10 до 100 градусов Цельсия и медь 0.От 5 до 3 унций на квадратный фут. При использовании за пределами этих диапазонов калькулятор будет экстраполировать, что приведет к снижению точности при более высоких токах.

В: Инстинктивно я бы предположил, что ширина внутренней дорожки должна быть меньше ширины внешней дорожки, поскольку внешняя дорожка может оторваться от платы, если будет слишком горячей. Ваш калькулятор дает противоположный результат. Почему?

A: Внешние слои имеют лучшую теплопередачу, чем внутренние слои, поскольку воздух рассеивает тепло за счет конвекции, а внутренний диэлектрик также не проводит тепло.Поскольку целью калькулятора ширины следа является предотвращение чрезмерного повышения температуры следов, он делает внутренние следы шире, поскольку они накапливают больше тепла. В случае схемы в вакууме или в герметичной сборке внешние слои не обладают преимуществом тепловой конвекции в воздухе, поэтому вы должны использовать внутреннюю ширину дорожки для всех дорожек.

В: Что в данном контексте означает повышение температуры?

A: Повышение температуры — это разница между максимальной безопасной рабочей температурой материала вашей печатной платы и типичной рабочей температурой вашей платы.Более высокий ток увеличивает температуру медных проводов, поэтому повышение температуры является расчетным параметром того, на сколько добавленного тепла вы хотите рассчитать. Основываясь на этом пределе, формула выбирает ширину, не превышающую его. Десять градусов — это безопасное практическое правило для большинства приложений. Если вам нужно уменьшить ширину дорожки, вы можете увеличить это значение, если позволяют материал печатной платы и рабочая температура.

Q: В некоторых случаях для облегчения пайки при подключении контактной площадки к большой площади меди используются терморазгрузочные линии, называемые «колесами тележки» или «спицами».Я использовал калькулятор ширины следа, и ширина, указанная для этих спиц, настолько велика, что использовать ее непрактично. Как мне их рассчитать?

A: Спицы термического разгрузки обычно очень короткие. Формула, на которой основан этот калькулятор, была определена эмпирическим путем для достаточно протяженных линий электропередачи. Цель этого калькулятора — предотвратить образование следов перегрева, поэтому, если эти спицы подключены для отвода тепла, они не должны быть такими широкими, как прогнозирует этот инструмент. Пожалуйста, обратитесь к другим ресурсам по проектированию печатных плат по этому поводу.2 * Сопротивление

Калькулятор размера электрического провода

Размер провода и номинальные токи: McGowan Electric Supply, Inc. Этот метод преследует две основные цели: отношение наибольшего сечения к наименьшему будет целым числом. Калькулятор падения напряжения Southwire разработан для приложений, использующих только размеры AWG и KCMIL. G&G Electric & Plumbing на 1900 NE 78th Street, Ste. Простой и удобный инструмент. Диаметр проволоки n-го калибра d n в дюймах (дюймах) равен 0.005, умноженное на 92, возведенное в степень 36 минус значение шкалы n, разделенное на 39 :. Калибр провода используется для определения размера провода или кабеля. ПРОВОД ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ ПВХ 1кВ. Помогает определить правильный размер провода для электрической цепи на основе падения напряжения и допустимой нагрузки по току в электрической цепи. Он также рассчитывает падение напряжения и максимальные расстояния фидеров. Если, например, на кабель будет действовать 120 вольт, и вы хотите, чтобы через него проходило 30 ампер: 120/30 = 4. Затем разделите общую мощность на напряжение системы, 110 или 220, и это даст вы ожидаемый ток или амперы.Таким образом, этот размер кабелепровода не соответствует нашей общей площади поперечного сечения проводов 0,8459 дюйма². R = Сопротивление. Он использует падение напряжения, длину проводника и ток, чтобы получить список годных / непроходимых проводов того калибра, который вы можете использовать. Калькулятор размера провода рассчитывает размер провода AWG для электрических кабелей и проводов в соответствии с Национальным электрическим кодексом (NEC) в США. Вы должны рассчитать автоматический выключатель и размер провода в зависимости от номинальной допустимой нагрузки ваших электроприборов. Расчет сечения медных и алюминиевых проводов в электрической цепи. Напряжение источника — Выбор напряжения источника — 120 В 240 В 480 В Этот калькулятор настроен для использования с высококачественным многожильным проводом только с номинальной температурой 105 ° C.Наименьший размер AWG — 40, а самый большой — 0000 (4/0). P = V x I Cos Φ для однофазной нагрузки. Вам будет предложено выбрать двигатель или электрическую нагрузку. Калькулятор сечения электрических проводов россия. Преимущества этой системы включают возможность быстрого расчета физических размеров или веса проволоки, возможность учитывать некруглую проволоку и простоту расчета электрических свойств. Рассчитайте падение напряжения. Этот калькулятор свободного падения напряжения оценивает падение напряжения в электрической цепи на основе размера провода, расстояния и ожидаемого тока нагрузки.Вот почему рекомендуется использовать провод на 175 А и более крупный провод на 125 А сечением 2/0. Длина кабеля = 100 м. P = √3 x V x I Cos Φ для трехфазной нагрузки. Например, используйте провод 12 или 40 мм 2 для трехфазного тока 415 В 480 В мощностью до 12 кВт, при максимальном токе 182 А. Просто введите источник напряжения, мощности / тока и калькулятора расстояния и калибра провода, который рассчитает необходимый размер провода в AWG и круглых милах. ВНИМАНИЕ! Калькулятор сначала находит ток с I = P / V. ШАГ 3: Рассчитайте горизонтальный размер: прямая тяга: слева направо: 8 дюймов x 2 = 16 дюймов.Проконсультируйтесь с вашим электриком или лицензированным электриком, чтобы узнать правильный размер провода. Всегда необходимо соблюдать требования Национального электротехнического кодекса (NEC) и местных норм. мм, затем увеличиваются до 3,3 кв. В наших калькуляторах размеров проводов используется формула, основанная на законе Ома, для расчета диаметра проводника, который удерживает падение напряжения ниже значения, установленного вами в калькуляторе. Быстрый и простой способ расчета размера кабелепровода для кабелей и проводов (Примечание: он просто рассчитывает падение напряжения, обратитесь к приведенной выше таблице для практических правил, либо к местным или национальным электротехническим нормам или к электрику, чтобы решить, что допустимо!) Основные расчеты: сечение провода, падение напряжения, ток, напряжение, активная / полная / реактивная мощность, коэффициент мощности, сопротивление, максимальная длина провода… при одинаковом коэффициенте мощности кабеля и нагрузки.Сечение жилы кабеля следует выбирать в соответствии с потребляемым током подключаемых нагрузок. Электронный электрический калькулятор, который поможет вам рассчитать сечение медных, алюминиевых проводов в электрической цепи. Онлайн-калькулятор размеров проводов поможет вам рассчитать размеры после ввода данных. Следующий калькулятор американского калибра проводов (AWG) рассчитает диаметр в мм, дюймах, площадь поперечного сечения в мм 2, дюймах 2 и тысячах мил или миллиметрах в миллиметрах, сопротивление на 1000 футов и на 1000 метров, а также номинальный ток в амперах для проводки шасси и приложения для передачи энергии.Это ваше целевое сопротивление, измеряемое в омах. Калькулятор размера заземляющего проводника: определяет минимальный рекомендуемый размер заземляющего проводника для медных и алюминиевых проводов на основе номинального тока устройств защиты от сверхтока в цепи. Это следует использовать только для справки. Размеры проволоки основаны на традиционных коэффициентах протяжки в британской системе мер или «калибрах», разработанных в 19 веке. ШАГ 2: Определите, нужна ли вам прямая или соединительная / угловая / U-образная тяга, поскольку вам нужно использовать разные формулы. Это означает, что даже если ваш друг установил те же компоненты (например,г. КАЛЬКУЛЯТОР РАЗМЕРА КАБЕЛЯ. Проводники одной из дорожек кабельного телевидения типоразмера 3 на левой стене протягиваются через дорожку качения стандартного размера 3 на правой стене (прямое натяжение). Однофазное напряжение обычно составляет 115 В или 120 В, а трехфазное напряжение обычно составляет 208 В, 230 В или 480 В. Нагрузка. Ваши требования к кабелю также уникальны. R = Сопротивление. Напряжение (В) 3 фазы переменного тока 1 фаза переменного тока. Связанные ресурсы: Загрузите версии Excel наших калькуляторов кабеля со страницы бесплатных ресурсов — это бонусный калькулятор падения напряжения.Монтаж электропроводки для флигеля: как определить размеры и рассчитать электрическую панель для флигеля, онлайн-калькулятор электрической нагрузки и калькулятор падения напряжения. Это определяет количество электрического тока, которое может безопасно переносить провод, а также его электрическое сопротивление и вес. Разделите напряжение, проходящее через кабель, на целевой ток. После этого калькулятор сечения кабеля использует для учета температуры. Продолжая высказывание Пола выше, учтите, что требования Национального электротехнического кодекса к сечению кабеля / размера проводника и защите от сверхтоков всегда были довольно запутанными и сложными.Характеристики основаны на температуре проволоки ниже 80 градусов по Цельсию при температуре окружающей среды 30 градусов по Цельсию. Для электропроводки промышленных зданий, жилищного фонда, системы управления При выборе размеров проводников расчет ограничивает размер провода падением напряжения и допустимой допустимой нагрузкой по NEC. Источник напряжения. Напряжение системы 12 В 24 В 32 В 36 В 48 В 96 В 120 В 144 В 230 В. Макс. Если размер провода больше, чем все калибры (например, 0000 — это самый большой размер провода), то инженер-электрик измеряет его в см, кСм или миллиметров в миллиметрах, а не в дюймах, потому что дюйм — это небольшая единица для таких типов проводов.-8 = 0,0005172 Ом на квадратный метр. Калькулятор размера провода двигателя: вычисляет ток при полной нагрузке, размер провода, размер выключателя, размер нагревателя, размер стартера и размер кабелепровода для заданной мощности двигателя и напряжения. Фактическое падение напряжения может варьироваться в зависимости от состояния провода, используемого кабелепровода / кабелепровода. Мотор кВт = 90 кВт. Вы должны выбрать автоматический выключатель, номинальный ток которого на 25% превышает ток цепи. Образец 120 В, однофазный, медный провод, 144 фута (половина цепи 288 футов) с нагрузкой 10 А дает размер провода 10 AWG.Сечения и калибры электрических проводов: Эти таблицы с размерами кабелей ввода в электрическую сеть, диаметрами проводов электрических цепей, допустимой нагрузкой цепи, допустимым падением напряжения и увеличением размера провода на основе длины пробега помогают в определении размера электрической службы или других требуемых размеров электрических проводов в зданиях. . Щелкните инструмент «Пересчитать размер провода» в раскрывающемся списке «Конструктор цепей» на панели «Вставить компоненты» на вкладке «Схема» на ленте. Например, если в приведенном выше калькуляторе сечения кабеля указано, что вам нужно 3 кабеля.0 кв. Часто результатом является не обычный размер автоматического выключателя. Диаметр проволоки в миллиметрах = √3 x 2 x ρ x I x L / (% допустимого падения напряжения источника) Примечание: значение ρ = удельное сопротивление или удельное сопротивление проводника, используемое здесь для меди и алюминия, составляет 12,9 и 21,2 соответственно при 75 ° С (167 ° F). Затем он добавляет дополнительные 20% нагрузки для будущих расширений, и рекомендуется установить его «Да». Электрические расчеты — лучшее приложение в области электротехники, в нем есть много расчетов, которые могут помочь вам в вашей работе.Где: WL = Длина провода. Кроме того, вы должны знать, как читать размер провода. Метод определения калибра проволоки естественным образом вытекает из способа изготовления проволоки производителями. Расчет калибра проволоки Расчет диаметра проволоки. Оценка кабеля (или проводника) — это способ выбора подходящих размеров жил электрического кабеля. Если, например, на кабель будет действовать 120 вольт, а вы хотите, чтобы через него проходило 30 ампер: 120/30 = 4; Калибр провода зависит от ТОКА и ДЛИНЫ провода.Вам нужно знать, какой толщины должен быть кабель для солнечной панели, холодильника, аккумулятора или двигателя? Импеданс рассчитывается как: Z c = R c 2 + X c 2. Я должен сказать вам, что каждая из этих ферм является блоком мощностью 100 кВт, поэтому таких блоков 50. Этот калькулятор покажет минимальный размер провода, соответствующий вашим текущим требованиям. Эта таблица Excel выполняет расчет сечения кабеля в три шага ниже: Шаг 1: Рассчитайте ток нагрузки на основе имеющихся данных о нагрузке. Как рассчитать сечение электрического кабеля? Разделите напряжение, проходящее через кабель, на целевой ток.Размеры кабелей обычно указываются в пределах территории поперечного сечения, американского калибра проводов (AWG) или тысяч километров в зависимости от географического района. Ниже приводится формула размера электрического провода и кабеля для расчета сечения проводника или электрического провода трансформатора. Этот размер кабелепровода может иметь заполнение только 0,794 дюйма², но при этом он остается ниже требуемого 40%. Формула расчета размера провода / кабеля для трехфазных цепей. Результаты сечения кабеля для международного стандартного кабеля рассчитаны на основе IEC 60364-5-52: Электрические установки низкого напряжения, выбор и монтаж электрического оборудования — Системы электропроводки и основаны на падении напряжения 230 В и 415 В.Откроется диалоговое окно Select Motor, как показано ниже. Наш калькулятор дает результаты, которые находятся в пределах кода в большинстве мест, однако мы советуем вам проверить свой местный электротехнический кодекс. Следовательно, требуемый кабель должен выдерживать ток не менее 15 А. Калькулятор размеров Выбор кабельного канала 4 «x4» 6 «x6» 8 «x8» 4 / O Использует соединения и ответвители Соединения и ответвители разрешены внутри кабельного канала при условии, что они доступны. Этот калькулятор предполагает, что контур будет работать при нормальной комнатной температуре с нормальной частотой.МОЙ ВОПРОС: У моего кабеля будет два горячих вывода (каждый по 120, что позволяет подавать 240 В в сарае), но моя вспомогательная панель также будет использоваться для разделения одиночных цепей освещения на 120 В. Размер кабеля = 1,5 x 10 = 15 А. Калькулятор размера провода даст вам очень простое и быстрое решение проблемы расчета сечения проводов и кабелей для насосных систем на полях для гольфа, ландшафтных проектах и ​​сельском хозяйстве. Этот калькулятор определяет минимальный размер кабеля, используя метод, описанный в австралийском стандарте AS / NZS 3008.1.1 и использует метод точного падения напряжения. Ваша тяговая коробка должна быть не менее 16 дюймов в ширину. Простой расчет размеров кабелей постоянного тока в зависимости от их длины, силы тока и напряжения в цепи. Процент вольт. Расчет импеданса кабеля. Расчет электроснабжения — 1476 Проводники из других торговых марок кабельных каналов размером 3 на левую стенку протягивают через единую дорожку качения типоразмера 3 в нижней части тягового короба (угловая тяга). Это калькулятор для оценки падения напряжения в электрической цепи на основе размера провода, расстояния и ожидаемой нагрузки. Текущий.Какая польза от калькулятора размера кабеля? и однотонного цвета кожи в соответствии с SANS 1411, часть 2. Согласно нашему калькулятору сечения кабеля, ток полной нагрузки двигателя мощностью 5,5 кВт составляет 10 А. Калькулятор американского калибра проводов «AWG». Pf = 0,8, КПД = 94%. Прежде чем выбрать подходящий калибр, необходимо учесть множество факторов. Определяет размер провода для соответствия определенным пределам падения напряжения или рассчитывает падение напряжения для определенного участка проводника. Диаметр проволоки n калибра d n в миллиметрах (мм) равен 0,127 мм, умноженным на 92, в степени 36 минус калибр.Здесь просто введите необходимое значение, и наш калькулятор даст вам точный размер кабеля в AWG. Например, если расчет нагрузки составляет 48 ампер, вам следует использовать прерыватель на 50 ампер. Американский калибр проводов Таблица размеров проводов Американский калибр проводов (AWG) — это стандартизированная система калибра проводов для диаметров круглых, сплошных, цветных и электропроводящих проводов. ; Калибр провода зависит от ТОКА и ДЛИНЫ провода. Общее практическое правило — умножить его на 0,8. Следующий калькулятор рассчитывает падение напряжения и напряжение на конце провода для провода американского калибра от 4/0 AWG до 30 AWG, алюминиевого или медного провода.101, Ванкувер, Вашингтон, 98665 КАК РАССЧИТАТЬ РАЗМЕРЫ ПРОВОДОВ И ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ Поскольку электродвигатели имеют очень большую потребляемую силу тока во время фазы запуска, размеры проводов и предохранителей необходимо рассчитывать очень тщательно. Отожженные многожильные медные проводники с высокой проводимостью в соответствии с SANS 1411 Часть 1. Например, 175A x 0,8 соответствует 140A, а прерыватель на 150A поддерживает всего 120A. Калькулятор позволяет узнать количество грязи, которую нужно удалить, количество грязи, которую нужно вернуть, количество бетона для блока воздуховодов и количество оставшейся грязи.Электрическая нагрузка в Амперах Ватт. Например, для 120-вольтовой цепи вы можете проложить до 50 футов кабеля 14 AWG, не превышая 3. размер провода. Ниже приведена формула для расчета падения напряжения в электрической цепи в зависимости от размера провода и тока нагрузки. AWG = американский калибр проволоки (калибр Brown & Sharpe 1855) или; SWG = стандартный калибр проволоки (британский стандартный калибр проволоки). Калькулятор размера проволоки — как рассчитать калибр проволоки. Системное напряжение, V1 = 415. Это хорошая цель, к которой следует стремиться при выборе размеров проводников для подземного кабеля.Калькулятор падения напряжения Помогает определить правильный размер провода для электрической цепи на основе падения напряжения и допустимой нагрузки по току в электрической цепи. Расчет падения напряжения в электрической цепи Мне нужен источник питания на 20 ампер на расстоянии 700 футов от места обслуживания. Калькулятор сечения электрических проводов.

Окончательное определение, Музыкальный факультет Университета Западной Либерти, Сервисная зона Oncor Electric, Расписание футбольных матчей Болдуина Уоллеса на 2021 год 2022 год, Дата выхода Кабхи Ид Кабхи Дивали, The Fatback Band — Я нашел дату выхода Lovin, Примеры производства продуктов питания, Ки-Уэст каяк-тур по мангровым зарослям, Меню таверны Вест-Сайд возле Слагельсе, Абурия Кинноске Меню, Контактное лицо Мемфисского делового журнала,

11.5: Магнитная сила на проводнике с током

Движущиеся заряды испытывают силу в магнитном поле. Если эти движущиеся заряды находятся в проводе, то есть если по проводу проходит ток, на провод также должна действовать сила. Однако, прежде чем обсуждать силу, действующую на ток со стороны магнитного поля, мы сначала исследуем магнитное поле, создаваемое электрическим током. Здесь мы изучаем два отдельных эффекта, которые тесно взаимодействуют: провод с током создает магнитное поле, а магнитное поле оказывает силу на провод с током.

Магнитные поля, создаваемые электрическим током

Обсуждая исторические открытия в области магнетизма, мы упомянули открытие Эрстеда о том, что провод, по которому проходит электрический ток, вызывает отклонение расположенного поблизости компаса. Было установлено, что электрические токи создают магнитные поля. (Эта связь между электричеством и магнетизмом более подробно обсуждается в Источниках магнитных полей.)

Стрелка компаса рядом с проволокой испытывает силу, которая выравнивает касательную иглы к окружности вокруг проволоки.Следовательно, токоведущий провод создает кольцевые петли магнитного поля. Чтобы определить направление магнитного поля, создаваемого проводом, мы используем второе правило правой руки. В RHR-2 ваш большой палец указывает в направлении тока, в то время как ваши пальцы охватывают провод, указывая в направлении создаваемого магнитного поля (рисунок \ (\ PageIndex {1} \)). Если магнитное поле попадало на вас или выходило за пределы страницы, мы отмечаем это точкой. Если магнитное поле попадало на страницу, мы обозначаем это знаком ×.

Эти символы получены с учетом векторной стрелки: стрелка, направленная на вас, с вашей точки зрения будет выглядеть как точка или кончик стрелки. Стрелка, направленная от вас, с вашей точки зрения будет выглядеть как крест или знак ×. Составной эскиз магнитных кругов показан на рисунке \ (\ PageIndex {1} \), где показано, что напряженность поля уменьшается по мере удаления от провода петлями, которые находятся дальше друг от друга.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): (a) Когда провод находится в плоскости бумаги, поле перпендикулярно бумаге.Обратите внимание на символы, используемые для поля, указывающего внутрь (например, хвоста стрелки), и поля, указывающего наружу (например, кончика стрелки). (б) Длинный и прямой провод создает поле с силовыми линиями магнитного поля, образующими кольцевые петли.

Расчет магнитной силы

Электрический ток — это упорядоченное движение заряда. Следовательно, провод с током в магнитном поле должен испытывать силу, создаваемую этим полем. Чтобы исследовать эту силу, давайте рассмотрим бесконечно малое сечение провода, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \).Длина и площадь поперечного сечения секции равны дл и A соответственно, поэтому ее объем равен \ (V = A \ cdot dl \). Проволока сформирована из материала, который содержит n носителей заряда в единице объема, поэтому количество носителей заряда в секции равно \ (nA \ cdot dl \). Если носители заряда движутся со скоростью дрейфа \ (\ vec {v} _d \), ток I в проводе равен (от тока и сопротивления)

\ [I = neAv_d. \]

Магнитная сила на любом отдельном носителе заряда равна \ (e \ vec {v} _d \ times \ vec {B} \), поэтому общая магнитная сила \ (d \ vec {F} \) на \ (nA \ cdot дл \) носителей заряда в сечении провода

\ [d \ vec {F} = (nA \ cdot dl) e \ vec {v} _d \ times \ vec {B}.\]

Мы можем определить dl как вектор длины dl , указывающий вдоль \ (\ vec {v} _d \), что позволяет нам переписать это уравнение как

\ [d \ vec {F} = neAv_dd \ vec {l} \ times \ vec {B}, \] или

\ [d \ vec {F} = Id \ vec {l} \ times \ vec {B}. \ label {11.12} \]

Это сила магнитного поля на отрезке провода. Обратите внимание, что на самом деле это результирующая сила, действующая со стороны поля на сами носители заряда. Направление этой силы задается RHR-1, где вы указываете пальцами в направлении тока и сгибаете их к полю.Затем ваш большой палец указывает в направлении силы.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): бесконечно малое сечение токоведущего провода в магнитном поле.

Чтобы определить магнитную силу \ (\ vec {F} \) на проводе произвольной длины и формы, мы должны интегрировать уравнение \ ref {11.12} по всему проводу. Если сечение провода прямое, а B однородный, дифференциалы уравнения становятся абсолютными величинами, давая нам

\ [\ vec {F} = I \ vec {l} \ times \ vec {B}.\]

Это сила, действующая на прямой провод с током в однородном магнитном поле.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): уравновешивание гравитационных и магнитных сил на проводе с током

Провод длиной 50 см и массой 10 г подвешен в горизонтальной плоскости с помощью пары гибких проводов (рисунок \ (\ PageIndex {3} \)). Затем на проволоку действует постоянное магнитное поле величиной 0,50 Тл, которое направлено, как показано. Каковы величина и направление тока в проводе, необходимые для снятия напряжения в опорных выводах?

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): (a) Проволока, подвешенная в магнитном поле.(б) Схема свободного тела для проволоки.

Стратегия

Из диаграммы свободного тела на рисунке, натяжения в опорных выводах стремятся к нулю, когда гравитационная и магнитная силы уравновешивают друг друга. Используя RHR-1, мы обнаруживаем, что магнитная сила направлена ​​вверх. Затем мы можем определить ток I , приравняв две силы.

Раствор

Приравняйте две силы веса и магнитной силы к проводу:

\ [мг = IlB.2)} {(0,50 \, m) (0,50 \, T)} = 0,39 \, A. \]

Значение

Это сильное магнитное поле создает значительную силу на длине провода, чтобы противодействовать его весу.

Пример \ (\ PageIndex {2} \): расчет магнитной силы на токопроводящем проводе

Длинный жесткий провод, проложенный вдоль оси y , несет ток 5,0 А, текущий в положительном направлении y . (а) Если постоянное магнитное поле величиной 0.30 Тл направлено вдоль положительной оси x , какова сила магнитного поля на единицу длины провода? (b) Если постоянное магнитное поле 0,30 Тл направлено на 30 градусов от оси + x к оси + y , какова магнитная сила на единицу длины на проводе?

Стратегия

Магнитная сила, действующая на провод с током в магнитном поле, определяется выражением \ (\ vec {F} = I \ vec {l} \ times \ vec {B} \). Что касается части а, поскольку в этой задаче ток и магнитное поле перпендикулярны, мы можем упростить формулу, чтобы дать нам величину и найти направление через RHR-1.Угол θ составляет 90 градусов, что означает \ (sin \, \ theta = 1. \). Кроме того, длину можно разделить на левую часть, чтобы найти силу на единицу длины. Для части b текущая длина, умноженная на длину, записывается в обозначении единичного вектора, а также магнитное поле. После взятия перекрестного произведения направленность очевидна по результирующему единичному вектору.

Раствор

  1. Начнем с общей формулы магнитной силы на проводе. Мы ищем силу на единицу длины, поэтому мы делим ее на длину, чтобы вывести ее в левую часть.Мы также устанавливаем \ (sin \, \ theta \). Следовательно, решением будет \ [F = IlB \, sin \, \ theta \] \ [\ frac {F} {l} = (5.0 \, A) (0.30 \, T) \] \ [\ frac {F} {l} = 1,5 \, Н / м. \] Направленность: Укажите пальцами в положительном направлении y и согните пальцы в положительном направлении x . Ваш большой палец будет указывать в направлении \ (- \ vec {k} \). Следовательно, с учетом направленности решение будет \ [\ frac {\ vec {F}} {l} = -1,5 \ vec {k} \, Н / м. \]
  2. Текущее значение, умноженное на длину, и магнитное поле записываются в виде единичного вектора.o) \ hat {i} \] \ [\ vec {F} / l = -1.30 \ hat {k} \, Н / м. \]

Значение

Это большое магнитное поле создает значительную силу на небольшой длине провода. По мере того, как угол магнитного поля становится более близким к току в проводе, на него действует меньшая сила, как видно из сравнения частей a и b.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Прямой гибкий медный провод погружают в магнитное поле, направленное внутрь страницы.(а) Если ток в проводе течет в направлении + x , в каком направлении будет изгибаться провод? (b) В какую сторону изгибается провод, если ток течет в направлении — x -?

Раствор

а. наклоняется вверх; б. наклоняется вниз

Пример \ (\ PageIndex {3} \): сила на круглом проводе

Круговая токовая петля с радиусом R , по которой проходит ток I , размещена в плоскости xy . Постоянное однородное магнитное поле пересекает петлю параллельно оси y (рисунок \ (\ PageIndex {4} \)).Найдите магнитную силу на верхней половине петли, нижней половине петли и общую силу на петле.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): петля из провода, по которой течет ток в магнитном поле.

Стратегия

Магнитная сила на верхнем контуре должна быть записана в терминах дифференциальной силы, действующей на каждый сегмент контура. Если мы проинтегрируем каждую деталь дифференциала, мы найдем общую силу на этом участке петли. Сила, действующая на нижнюю петлю, определяется аналогичным образом, а общая сила складывается из этих двух сил.

Раствор

Дифференциальное усилие на произвольном отрезке проволоки, расположенном на верхнем кольце, составляет:

\ [dF = I B \, sin \, \ theta \, dl, \], где \ (\ theta \) — угол между направлением магнитного поля (+ y ) и отрезком провода. Дифференциальный сегмент расположен на том же радиусе, поэтому, используя формулу длины дуги, мы имеем:

\ [dl = Rd \ theta \]

\ [dF = IBR \, sin \, \ theta \, d \ theta. \]

Чтобы найти силу на отрезке, мы интегрируем по верхней половине круга от 0 до \ (\ pi \).0 sin \, \ theta \, d \ theta = IBR (-cos 0 + cos \ pi) = -2 IBR. \]

Чистая сила — это сумма этих сил, равная нулю.

Значение

Полная сила на любом замкнутом контуре в однородном магнитном поле равна нулю. Несмотря на то, что каждая часть петли имеет силу, действующую на нее, результирующая сила, действующая на систему, равна нулю. (Обратите внимание, что на петле есть чистый крутящий момент, который мы рассмотрим в следующем разделе.)

кругов — как рассчитать площадь сечения пучка труб / кабелей

Если вы посмотрите на поперечное сечение вашей связки, то на самом деле это просто связка окружностей, собранных вместе.Поскольку вы не упоминаете размер провода, я предполагаю, что все провода одинакового размера. Это делает проблему более разрешимой. Когда размер провода сильно различается, нет простого способа оценить это.

Когда все круги одинакового размера, вы можете разместить ровно 6 кругов вокруг центрального. Эти шесть кругов образуют шестиугольную форму. Помещение другого слоя добавляет еще $ 12 = 2 \ times 6 $ кругов, а следующий слой добавляет $ 18 = 3 \ times 6 $ кругов, и так далее.Таким образом, общее количество кругов для $ n $ слоев (не считая исходного круга как слоя) равно $$ 1 + 6 (1 + 2 + 3 + … + n) $$ Сумма первых $ n $ натуральных чисел равна $ \ dfrac {n (n + 1)} 2 $. Подключив это, $ n $ слоев обеспечивают $$ 1 + 3n (n + 1) $$ проводов.

Это означает, что если у вас есть какое-то количество проводов $ N $ в связке, вы хотите найти наименьшее количество слоев $ n $, такое что $ 1 + 3n (n + 1) \ ge N $. Когда вы его получите, то, посмотрев на картинку, вы увидите, что диаметр жгута будет в 2n + 1 $ раз больше диаметра проволоки.(Если $ N $ меньше $ 1 + 3n (n + 1) $, тогда диаметр будет немного меньше, так как внешний слой не будет полным).

Решая для $ n $, мы обнаруживаем, что нам нужно наименьшее целое число $ n $, удовлетворяющее $$ n \ ge \ frac12 + \ sqrt {\ frac {4N-1} {12}} $$ Если диаметр проволоки равен $ d_W $, то диаметр жгута будет равен $$ d_B = (2n + 1) d_w $$

Объединив это и поместив в формулу, подобную Excel:

  дБ = (2 * ПОТОЛОК (0,5 + КОРЕНЬ ((4 * N - 1) / 12)) + 1) * dW
  

Теперь, надеюсь, где-то в этом месте вы начали думать, что «это шестиугольник, а не круг».И вы правы. Для небольшого количества слоев этот шестиугольный узор — лучшее, что вы можете сделать. Но в какой-то момент плоские стороны, которые образуются в результате добавления новых слоев, оставляют достаточно места, чтобы в отверстие можно было вставить дополнительные провода, не добавляя еще один полный слой. В этот момент формула начнет завышать диаметр вашего пучка.

Но исправить это намного сложнее. Поэтому, если вы не используете слишком большое количество проводов и получение правильного диаметра не является критическим, лучше всего проигнорировать это и просто жить с завышенной оценкой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *