Сечение провода в зависимости от мощности: Зависимость мощности от сечения кабеля

Содержание

Расчет сечения кабеля (провода) по нагрузке | Полезные статьи

Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!

От того, насколько правильно подобрано сечение жил прокладываемых кабелей электропроводки, зависит как бесперебойная работа электроприборов, так и безопасность имущества и жизни людей. Ни для кого не секрет, что в последнее время участились случаи пожаров из-за некачественной проводки. Чтобы этого избежать, необходим выбирать продукцию проверенных производителей, а также выполнять верный расчет сечения кабеля(провода) по нагрузке.

Как театр начинается с вешалки, так и проводка на даче, в квартире или в гараже начинается с вводного кабеля. На него выпадает самая большая нагрузка, и если по какой либо причине он не выдерживает, то велика вероятность пожара. Чтобы выяснить оптимальное сечение кабеля(провода) необходимо и достаточно прикинуть общую мощность потребления всех электроприборов на данном участке. Мощность электроприборов можно почерпнуть из паспортов приборов, из ярлыков, расположенных непосредственно на них или оценить примерно.

Так, телевизор в среднем потребляет 300 Вт, кофеварка – 1000 Вт, микроволновка 1500 Вт, электроплита 3000 Вт, стиральная машина 2200 Вт, компьютер 500 Вт, пылесос 1600 Вт, утюг – 1700 Вт и так далее. Но пользоваться приведенными здесь в достаточной мере усредненными данными следует лишь при условии отсутствия паспорта на электроприбор или ярлыка на нем. Расчет сечения кабеля(провода) по нагрузке желательно выполнять по известным конкретным данным потребляемых мощностей электроприемников.

Сложив все мощности электроприборов и освещения, у нас получится суммарная мощность потребления, даже, несмотря на то, что все приборы у нас, скорее всего, работать одновременно не будут, по крайней мере, сравнительно продолжительное время. Согласно таблицам в зависимости от способа прокладки проводки (скрыто или открыто) выбираем ближайшее по возрастанию значение сечения кабеля.

Для отходящих линий (розеточной и освещения) производим такие же вычисления. Однако желательно на розеточную группу выбирать кабель сечением минимум 2.5 мм2, а на сеть освещения — 1.5 мм2. Вот и весь расчет сечения кабеля по нагрузке.

Пример.

Суммарная мощность всех потребителей у вас получилась равной 10 кВт. Учитывая коэффициент одновременности, получим 10 000 * 0.7 = 7 кВт. Смотрим в таблицу, и видим, что 7 кВт соответствует сечение 6 мм2. Разделив мощность на напряжение, получим значение силы тока.

7 000 / 220 = 31,8 (А), то есть на вводе в квартиру, гараж или дачу необходимо поставить вводной автомат на 32 А.

Также смотрите:
Расчет сечения кабеля по мощности
Расчет сечения кабеля по току
Расчет сечения кабеля по напряжению
Расчет сечения кабеля по длине
 

Сечение провода по мощности., калькулятор онлайн, конвертер

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 провод, 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 токопроводящей 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» — провод, 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 проводе 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):

Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки.

В таблице приведены данные на основе ПУЭ, для выбора сечений кабельно-проводниковой продукции, а также номинальных и максимально возможных токов автоматов защиты, для однофазной бытовой нагрузки чаще всего применяемой в быту.

Селение медных жил проводов и проводов кв. мм.

Допустимый длительный срок нагрузки для проводов и проводов, А

Номинальный ток автомата защиты, А

Предельный ток автомата защиты, А

Максимальная мощность однофазной нагрузки при U=220 В, кВт

Характеристика примерной однофазной бытовой нагрузки

1,5

19

10

16

4,1

Группосвещения и сигнализации

2,5

27

16

20

5,9

Розеточные группы

4

38

25

32

8,3

Водонагреватели и кондиционеры

6

46

32

40

10,1

Электрические плиты и духовые шкафы

10

70

50

63

15,4

Вводные питающие линии

Три основных способа определения диаметра провода.

Способов есть несколько, но в основе каждого из них лежит определение диаметры жилы с последующими вычислениями окончательных результатов.

Способ первый. С помощью приборов. На сегодня есть ряд приборов, которые помогают измерить диаметр провода или жилы провода. Это микрометр и штангенциркуль, которые бывают как механическими, так и электронными (смотрите ниже).

Этот вариант в первую очередь подойдет для профессиональных электриков, которые постоянно занимаются монтажом электропроводки. Наиболее точные результаты можно получить с помощью штангенциркуля. Эта методика имеет преимущества в том, что возможно проводить измерения диаметра провода даже на участке работающей линии, например, в розетке.

После того, как вы измерили диаметр провода, необходимо провести подсчеты по следующей формуле:

Необходимо помнить, что число «Пи» составляет 3,14, соответственно, если мы разделим число «Пи» на 4, то сможем упростить формулу и свести вычисления к умножению 0,785 на диаметр в квадрате.

Способ второй. Используем линейку. Если вы решили не тратить деньги на прибор, что логично в данной ситуации, то можете использовать простой проверенный способ для измерения сечения провода или провода?. Вам понадобится простой карандаш, линейка и проволока. Зачищаете жилу от изоляции, плотно накручиваете ее на карандаш, и после этого линейкой измеряете общую длину намотки (как показано на рисунке).

Затем длину намотанной проволоки делите на количество жил. Полученное значение и будет диаметром сечения провода.

Но при этом необходимо учитывать следующее:

  • чем больше жил вы намотаете на карандаш, тем более точный будет результат, количество витков должно быть не меньше 15;
  • витки прижимайте плотно к друг другу, чтобы между ними не оставалось свободного пространства, это значительно уменьшит погрешность;
  • проведите замеры несколько раз (меняйте при этом сторону замера, направление линейки и др.). Несколько полученных результатов поможет вам опять же избежать большой погрешности.

Обратите внимание и на минусы данного способа измерения:

1. Измерить можно только сечение тонких проводов, так как толстый провод вам с трудом удастся намотать на карандаш.

2. Для начала вам нужно будет приобрести маленький кусочек изделия, прежде чем делать основную покупку.

Формула, о которой говорили выше, подходит для всех измерений.

Способ третий. Пользуемся таблицей. Чтобы не проводить расчеты по формуле, вы можете использовать специальную таблицу, в которой указан диаметр провода? (в миллиметрах) и сечение проводника (в миллиметрах квадратных). Готовые таблицы дадут вам более точные результаты и значительно сэкономят ваше время, которое вам не придется тратить на вычисления.

Людям, которые только знакомятся ближе с электричеством, обязательно нужно знать, как определить сечения кабеля по диаметру. Этот параметр можно считать одним из самых важных и поэтому информацией касательно него должен владеть каждый электрик. Но все же, начинающим электрикам или студентам немного сложно определить сечение кабеля по диаметру жилы и поэтому данный вопрос следует обсудить детальнее.

Нужно понимать то, что любой кабель состоит из некоторого количества жил, которые в сечении имеют форму круга. Именно от того, какую площадь будет иметь в сечении конкретный кабель и будут определяться параметры его проводимости. Чем толще кабель, тем больше электроэнергии он сможет проводить.

Открытый и закрытый способ прокладки проводов

Ток, проходящий по проводнику, заставляет его нагреваться, так как он имеет определенное сопротивление. Итак, чем больше ток, тем больше тепла на нем выделяется, при условиях одинакового сечения. При одном и том же токе потребления, тепла выделяется на проводниках меньшего диаметра больше, чем на проводниках, имеющих большую толщину.

В зависимости от условий прокладки, изменяется и количество тепла, выделяемое на проводнике. При открытой прокладке, когда провод активно охлаждается воздухом, можно отдать предпочтение тоньшему проводу, а когда провод прокладывается закрытым и охлаждение его сведено к минимуму, то лучше выбирать более толстые провода.

Подобную информацию так же можно найти в таблице. Принцип выбора такой же, но с учетом еще одного фактора.

И, наконец, самое главное. Дело в том, что в наше время производитель пытается экономить на всем, в том числе и на материале для проводов. Очень часто, заявленное сечение не отвечает действительности. Если продавец не ставит в известность покупателя, то лучше на месте провести измерение толщины провода, если это критично. Для этого достаточно взять с собой штангенциркуль и замерить толщину провода в миллиметрах, после чего посчитать его сечение по простой формуле 2*Pi*D или Pi*R в квадрате. Где Pi — это постоянное число равное 3,14, а D – это диаметр провода. В другой формуле – соответственно Pi=3,14, а R в квадрате – это радиус в квадрате. Радиус вычислить очень просто, достаточно диаметр поделить на 2.

Некоторые продавцы прямо указывают на несоответствие заявленного сечения и действительного. Если провод выбирается с большим запасом – то это совсем не существенно. Главная проблема состоит в том, что цена провода, по сравнению с его сечением, не занижается.

Что необходимо знать для правильного выбора провода?

Главный показатель, из которого производится расчёт необходимого сечения провода, это его допустимая токовая нагрузка. Токовая нагрузка – это та величина тока, которую он может проводить через себя в течение продолжительного времени.

При нахождении величины номинального тока, производится расчёт мощности всех электроприборов в доме. После того, как показатель мощности будет найден, производится расчёт силы тока по следующим формулам:

Электроприбор

Мощность, Вт

LCD телевизор

140

Холодильник

300

Бойлер

2000

Пылесос

650

Утюг

1700

Электрочайник

1200

Микроволновая печь

700

Стиральная машина

2500

Компьютер

500

Освещение

500

Всего

10190

Сечение провода по мощности для однофазной электросети 220 В:

где

  • P – мощность электрических приборов (суммарная), Вт;
  • U – напряжение тока в электросети, В;
  • КИ = 0.75 – коэффициент одновременности;
  • cos(φ)= 1 – переменная для бытовых электроприборов.

Сечение провода по мощности для трёхфазной электросети 380 В:

Допустимые токовые нагрузки на провод вычисляются согласно нормативному документу ГОСТ 31996—2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ».

Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях.

Наименование линий

Наименьшее сечение кабелей и проводов с медными жилами, кв. мм.

Линии групповых сетей

1,5

Линии от этажных до квартирных щитков и к расчетному счетчику

2,5

Линии распределительной сети (стояки) для питания квартир

4

Рекомендуемое сечение силового кабеля в зависимости от потребляемой мощности:

Медь, U = 220 B, одна фаза, двухжильный кабель

Р, кВт

1

2

3

3,5

4

6

8

I, A

4,5

9,1

13,6

15,9

18,2

27,3

36,4

Сечение токопроводящей жилы, мм2

1

1

1,5

2,5

2,5

4

6

Макс. допустимая длина кабеля при указанном сечении, м*

34,6

17,3

17,3

24,7

21,6

23

27

Медь, U = 380 B, три фазы, трехжильный кабель

Р, кВт

6

12

15

18

21

24

27

35

I, A

9,1

18,2

22,8

27,3

31,9

36,5

41

53,2

Сечение токопроводящей жилы, мм2

1,5

2,5

4

4

6

6

10

10

Макс. допустимая длина кабеля при указанном сечении, м*

50,5

33,6

47,6

39,7

51

44,7

66,2

51

* величина сечения может корректироваться в зависимости от конкретных условий прокладки кабеля

Мощность (диаметр провода)

Важнейшим параметром при электромонтажных работах (в частности прокладке кабелей) является пропускная мощность. Максимальная мощность передаваемой по проводнику электроэнергии зависит от сечения этого самого проводника

Потому крайне важно знать общую мощность источников потребления энергии, которые будут подключены к проводу. Зачастую бытовой техники, и прочих приборов электротехнических изделий, указывают на этикетке и в прилагаемой документации максимальную и среднюю мощность потребления

Если, к примеру стиральная машина в процессе стирки стирки белья может потреблять электроэнергию в диапазоне от десятков Вт/ч при режиме полоскания до 2,7 кВт/ч при нагреве воды. То, это большая мощность и естественно, к ней должен подключаться провод с тем сечением, которого хватит для передачи электроэнергии максимальной мощности. В случае, когда к кабелю подключается два и более потребителя, то общая мощность определяется путем сложения предельных значений каждого из них. Средняя мощность всех электроприборов и осветительных устройств в квартире редко превышает 7500 Вт для однофазной сети. Соответственно, сечения кабелей в электропроводке необходимо подбирать под это значение.

К примеру, для значения общей мощности 7,5 кВт необходимо использовать медный кабель с сечением жилы 4 мм2, который способен пропустить около 8,3 кВт. Сечение проводника с алюминиевой жилой в таком случае должно быть не менее 6 мм2, пропускающее мощность тока от 7,9 кВт.

В некоторых особенных жилых постройках нередко применяется трехфазная система электроснабжения на 380 В. Но дело в том, что большая часть техники не рассчитана на такое электронапряжения. Напряжение в 220 В создается посредством их подсоединения в сеть через нулевой кабель с равномерном распределением токовой нагрузки на все фазы.

Расчет сечения кабеля по мощности

Основные показатели, определяющие сечение провода для электропроводки в квартире:

  • Металл, из которого изготовлены токопроводящие жилы
  • Потребляемая мощность (кВт), токовая нагрузка (А)
  • Рабочее напряжение (В)

Прохождение тока по проводнику всегда сопровождается выделением тепла (нагревом), которое прямо пропорционально мощности, рассеиваемой на участке электропроводки. Неправильно подобранные провода по сечению и силе тока, без соответствия нагрузке, могут нагреваться, перегорать и приводить к коротким замыканиям, что напрямую ставит под угрозу пожаробезопасность помещений. Нельзя выбирать меньшее сечение, даже с целью экономии. А применение проводов большего сечения, чем это необходимо, приведет к дополнительным трудностям при монтаже и ненужным затратам на материалы.

В электропроводке квартиры оптимально использование: для розеточной разводки — силовых групп медного провода с сечением жил 2,5 мм2; для осветительных групп – 1,5 мм2; для электроприборов повышенной мощности (электроплиты, электродуховки, варочные панели) — 4-6 мм2.

Медные провода сечением 1,5 мм2 держат нагрузку 4,1 кВт (по току 19А), 2,5 мм2 – 5,9 кВт (27А), 4 и 6 мм2 – свыше 8 и 10 кВт. К тому же это обеспечивает некоторый резерв на случай увеличения мощности токовой нагрузки.

На расчет сечения жил проводов и кабелей влияет и рабочее напряжение. Так, при одинаковой мощности потребления, токовая нагрузка на жилы питающих кабелей или проводов электроприборов, рассчитанных на однофазное напряжение 220 В будет выше, чем для приборов, работающих от 380 В.

Для расчета сечения проводов по допустимой длительной токовой нагрузке необходимо знать номинальный ток, который должен проходить по проектируемой электрической проводке. Зная номинальный ток, сечение провода находят по таблице. К примеру: при номинальном токе 50 А, сечение медной жилы провода должно быть 6 мм2.

Принцип простой — чем больше потребляемая величина тока электроприборами, тем больше должно быть сечение жил проводов в кабеле (округляют значение при расчетах в большую сторону).

Площадь поперечного сечения (S) кабеля вычисляется по формуле S = (Pi * D2)/4, где Pi = 3,14, D – диаметр.

В многожильном проводе вместе свиты множество одножильных проволочек, и чтобы определить сечение, сначала определяют сечение одной проволочки и умножают на количество. Можно приблизительно определить сечение многожильного провода в кабеле измерением общего диаметра всех свитых проволочек, с учетом, что между круглыми проволочками есть воздушные зазоры. Для исключения площади зазоров, полученный результат умножают на коэффициент 0,7854.

Таблица соответствия стандартных сечений жил проводов их диаметрам

Стандартный ряд сечений жил провода, мм2

0,35

0,5

0,75

1,0

1,2

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

6,0

8,0

10,0

16,0

25,0

30,0

Диаметр, соответствующий сечению жилы, мм

0,67

0,80

0,98

1,1

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,3

2,5

2,7

3,2

3,6

4,5

5,6

6,2

Если есть провод меньшего чем необходимо сечения, то проводку можно сделать из двух и более проводов, соединяя их параллельно. Сумма сечений каждого из них должна быть не меньше расчетной.

Расчет сечения медных проводов и кабелей.

После подсчёта нагрузки и определения материала (в данном случае – медь), проведём расчёт сечения кабеля по мощности. В качестве примера расчёт будет проводиться для двухкомнатной квартиры.

Вся нагрузка делится на силовую и осветительную группы. Пусть основной силовой нагрузкой будут обладать розеточные группы, установленные в ванной и на кухне. Там всегда устанавливается самая мощная техника (электрочайник, холодильник, стиральная машина, микроволновка и т. д.).

При условии, что силовая нагрузка будет распределена по разным розеткам, используем провод с сечением 2.5 мм2. Что это означает? К примеру, на кухне, чтобы подключить всю бытовую технику одновременно, нужно будет 3-4 розетки. Если же там будет присутствовать только 1 розетка, то будет необходимо использовать медный кабель, имеющий сечение 5-6 мм2.

В жилых помещениях для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2. Однако, окончательный выбор нужно делать после проведения необходимых расчётов.

Для питания осветительной нагрузки можно использовать кабель сечением 1.5 мм2.

Нужно понимать, что мощность тока на разных участках электропроводки будет отличаться. Наибольшая нагрузка приходится на вводный в квартиру участок. Это происходит из-за того, что через него проходит вся нагрузка. Рекомендуемое сечение вводного питающего провода составляет 4-6 мм2.

При монтаже домашней электропроводки чаще всего применяются кабели и провода марки ПВС, ВВГ, ППВ, АППВ.

Наиболее распространенные марки проводов и кабелей:

•      ППВ – плоский медный кабель с одинарной изоляцией, для которого используются провода с двумя или тремя жилами. Данный кабель используется для прокладки скрытой или неподвижной электропроводки;

•      АППВ — плоский алюминиевый кабель с одинарной изоляцией, для которого используются провода с двумя или тремя жилами. Данный кабель используется для прокладки скрытой или неподвижной электропроводки;

•      ПВС – круглый медный кабель с двойной изоляцией, имеющий от трёх до пяти жил в проводе. Используется для прокладки открытой или скрытой проводки;

•      ШВВП – круглый медный и гибкий кабель, имеющий скрученные жилы и двойную изоляцию. Используется для подключения бытовых приборов к источникам питания;

•      ВВГ – круглый медный кабель, имеющий до четырёх жил. Используется для прокладки в земле;

•      ВВП – круглый медный одножильный кабель, имеющий двойную изоляция. Данный кабель используют для прокладки в воде.

Оцените статью:

Выбор сечения провода (кабеля) — по току, мощности и длине: таблица


Перед вами встал вопрос выбора провода (кабеля). Не важно для чего вы его выбираете, для квартиры, дома, гаража, дачи или для подключения электродвигателя, нагревательного прибора, компрессора, электролампы или любого другого электрического прибора, все равно нужен расчет сечения проводника, который будет использоваться для подключения.

Для чего нужен расчет? Если сказать простыми словами, то у любого электрического прибора (оборудования) или помещения есть потребляемый ток, нагрузка. Чтобы этот провод (кабель) выдерживал потребляемую нагрузку потребителем электроэнергии и нужен расчет.

Естественно расчет проводят после сбора данных о потребителе, то есть надо подсчитать нагрузку для каждого потребителя электроэнергии в отдельности и общую, если это требуется.

Но для начала нужно знать, как определяется сечение провода. Расчет ведется по формуле:

S = πD² ⁄ 4 = 0,785D²

где: S – сечение провода; π – 3,14; D – диаметр провода.

Диаметр провода можно легко измерить с помощью штангенциркуля или микрометра. Если жила провода многопроволочная, то нужно измерить одну проволоку, произвести расчет и помножить на их количество. Получится сечение проводника.

Для чего нужен расчёт сечения кабеля

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

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

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

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

Выбираем сечение по мощности

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Где именно и какую проводку укладывать

  • Проводка для снабжения электроэнергией комнатного, вести распределительной коробки, необходимо в отдельности от проводов, подающих электричество на розетки, это необходимо делать, так как мощность потребления электричества через розетки будет выше и провода, будут нагреваться. Это происходит в результате подключения приборов высокой мощности.
  • Какого сечения должны быть провода для розеток на кухне, где используются встраиваемые электроприборы потребляющие при работе большой объем электроэнергии? Провода в этих помещениях проводят раздельно и применяют более крупное сечение. Такой категорией бытовой техники являются электрические варочные панели, стиральные машины установленные на кухне, духовые шкафы с электропитанием. Для подключения этого оборудования используют проводку с диаметром сердечника от 4 до 5 мм. Перед приобретением электропроводки стоит высчитать длину необходимого метража материала, во избежание в процессе укладки ненужных стыковок, это придется делать, в случае если изначально приобретенной длины провода не хватило.

Далее приступаем к автоматам отсечки и распределительным коробам. Количество распределительных щитков рассчитывается исходя из количества комнат, по одному на каждое помещение. Будет правильным проведение к каждому распределительному коробу из автомата отсечки тока, отдельных проводов.

Как рассчитать по току

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

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

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

Таблица 5. Соотношение силы тока и сечение алюминиевой проводки.

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

Таблица 6. Соотношение силы тока и сечение медной проводки.

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

Сколько киловатт выдержит СИП

Просматривая простоты интернета на предмет электромонтажа, обнаружил на одном форуме тему с обсуждением «выдержит ли сип 4х16 15квт». Вопрос возникает потому что на подключение частного дома выделяют 15 кВт 380 вольт. Ну и народ интересуется не маловато ли заложить 16 квадрат на ответвление от воздушной линии? Заглянул я счанала в ПУЭ, но почему то на тему мощности СИПа ничего там не нашел.

Вот есть только табличка 1.3.29 «Допустимый длительный ток для неизолированных проводов по ГОСТ 839-80». И по ней видно что максимальный допустимый ток для сечения 16кв. мм. провода типа АС, АСКС, АСК вне помещения составляет 111 ампер. Ну хоть что то для начала.

Сколько киловатт выдержит СИП 4х16?

Но зато есть ГОСТ 31943-2012 «Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи». В конце госта, в пункте 10 указания по эксплуатации, есть табличка

Сколько киловатт выдерживает СИП — таблица:

СИП 4х1662 кВт22 кВт
СИП 4х2580 кВт29 кВт
СИП 4х3599 кВт35 кВт
СИП 4х50121 кВт43 кВт
СИП 4х70149 кВт53 кВт
СИП 4х95186 кВт66 кВт
СИП 4х120211 кВт75 кВт
СИП 4х150236 кВт84 кВт
СИП 4х185270 кВт96 кВт
СИП 4х240320 кВт113 кВт

Методика расчета (update от 19.02.2018)

Берем табличку 10 и по ней находим что одна жила сипа 16 кв.мм. выдерживает — 100 ампер. Далее берем следующие формулы расчета:

для однофазной нагрузки 220В P=U*I

для трехфазной нагрузки 380В P=(I1+I2+I3)\3*cos φ*1,732*0,38

update от 19.02.2018 Что касается расчета мощности для трехфазной нагрузки, необходимо понимать что многое зависит от типа потребителей (точнее какую нагрузку они предоставляют активную или реактивную, от этого зависит какой cos φ нужно подставлять в формулу, в данном случае для расчетов он равен 0.95)

Дорогие посетители сайта и я возможно бы не заметил ваши колкие, но технически верные комментарии к статье если бы мне, как раз сегодня мне позвонил человек с вопросом : «какой сип мне нужен под 120 кВт?». По табличке ему отлично подойдет СИП сечением 50мм кв. Даже если опустить тот факт что длина линии влияет на падение напряжения (у него 150 метров), не стоит забывать что нагрузка по фазам может разниться, что видно из формулы — там берется средняя велечина по трем фазам. Тут просто надо понимать что ток по фазе может превысить предельно допустимые значения для данного сечения провода.

Поэтому если значение необходимой вам нагрузки лежит ближе 10% к табличному, следует выбирать более крупное сечения сипа по списку. Поясню на примере 120 квт. По таблице для этой трехфазной нагрузки подходит СИП сечением токопроводящих жил 50мм, однако это меньше 10%. То есть 121кВт*0.9=109 кВт. Соотвественно нужно выбирать СИП 3х70+1х54.6.

В начале темы поднимался вопрос «выдержит ли сип 4х16 15квт»? Поэтому для частного дома мы умножаем 220Вх100А=22кВт по фазе. Но не забываем что фазы то у нас три. А это уже 66 киловатт суммарно для жилого дома. Что представляет собой 4х кратный запас относительно выдаваемых техусловий.

Расчёт сечения кабеля по мощности и длине

Из-за сопротивления материала происходит некоторая потеря напряжения при прохождении тока сквозь проводник. Чем длиннее проводка, тем большая величина этих потерь. Однако, ощутимые потери могут возникнуть на линиях электропередач протяжённостью, измеряемой километрами. Для бытовой проводки они столь несущественны, что ими можно вполне пренебречь.

Рассчитываются основные показатели электротока по следующим формулам:

  • Сила тока: I = Р / (U cos ф), где: I — искомая сила тока. Р — мощность. U — напряжение. cos ф — коэффициент, применяемый для бытовой проводки. Обычно принимается за единицу.
  • Сопротивление провода: Rо=р L / S, где: Rо — удельное сопротивление проводника. р — удельное сопротивление материала, из которого он изготовлен (медь или алюминий). L — длина проводки. S — площадь сечения провода.

Какой автомат на 15 кВт 3 фазы

Быть владельцем или собственником нежилого помещения непросто. Сразу возникает большой спектр вопросов, решить которые самостоятельно порой очень затруднительно. Одной из таких глобальных задач выступает электроснабжение. От решения этой задачи будет напрямую зависеть дальнейшая эксплуатация помещения.

Перед тем, как приниматься за осуществление технологического присоединения, стоит определиться, какие приборы будут подключены к электрической сети, а также как часто и долго они будут эксплуатироваться. Все энергопринимающие устройства составят общую нагрузку сети, значение которой может как уложиться в величину разрешенной мощности, так и превысить это значение.

Для того, чтобы обеспечить безопасность вашего объекта в плане эксплуатации энергопринимающих устройств, необходимо установить соответствующий автомат. Выбрать подходящий довольно трудно, так как возникает множество сопутствующих вопросов. Например, какой автомат ставить на 15 кВт? Для 15 кВт 3 фазы сколько ампер автомат должен быть на вводе электроустановки? В первую очередь, необходимо сказать, что автомат на 15 кВт в 3 фазы принимает напряжение в 380В. Следовательно, автомат на 15 кВт требует вводного автомата на 25А. Как учесть все эти требования? Давайте разбираться.

Открытая и закрытая прокладка проводов

При расчёте нагрузки на кабель принимается во внимание и особенности прокладки электрической линии. Существует два способа её размещения — закрытый и открытый. В стенах, изготовленных из негорючих стройматериалов – бетона, кирпича, – применяют закрытую прокладку, в специально проделанных канавках-штробах.

В деревянных зданиях проводка прокладывается открытым способом, в защитных кабель-каналах или в гофрированных трубах. Для закрытого способа монтажа используют плоские провода, а для открытой-округлые.

Сечение провода — 110 фото правильного выбора в зависимости от необходимой мощности

Качество и длительность функционирования электрической проводки в жилище напрямую зависит от оптимального подбора кабеля. Поэтому ещё на стадии покупки кабеля нужно обращать внимание на такие аспекты, как сечение провода по току и мощности, а также его диаметр.

Краткое содержимое статьи:

Подбор размеров сечения с учётом нагрузки и тока

Самым простым вариантом подбора провода соответствующего размера считается расчет сечения под нагрузку, то есть изначально высчитывается общая мощность всех электрических приборов, которые подключены к электрической линии.

Для того чтобы осуществить расчёт нужно выполнить следующие действия:

Изначально следует проанализировать, какое электрическое оборудование может одновременно использоваться в помещении. К примеру, один член семьи купается, вследствие чего функционирует бойлер, параллельно с этим он заправил стиральную машину грязными вещами, другой член семьи готовит кофе с помощью кофейной машины, третий – сушит волосы феном и т.д. Может быть, большое количество разных вариантов.

После этого нужно взять все технические паспорта выделенных электрических приборов и прибавить их мощность. В случае отсутствия технических паспортов, можно найти в интернете ряд таблиц, где указана примерная мощность каждого электрического агрегата, для подсчёта сечения проводов.

Если итоговая сумма получилась 9,5 кВт, но это значение отсутствует в таблицах ПУЭ, тогда значение округляется в большую сторону. В нашем случае это 10,1 кВТ и кабель с сечением равным шести квадратным миллиметрам. Таким же образом определяется и сечение кабеля с учётом значения тока.

Расчёт размеров сечения кабеля с помощью специального оборудования

Людям, которые не имеют понятия, как определить сечение провода, на помощь приходят специальные инженерные приборы. В число таких приборов включены микрометр и штангенциркуль.


Этот способ расчёта причислен к наиболее точным, и единственный его недостаток заключается в довольно высокой стоимости. То есть, если человеку нужно один раз произвести вычисление размеров сечения кабеля, то использование такого оборудования является нецелесообразным. Поэтому такие инструменты, в большинстве случаев, приобретают люди, которые ежедневно занимаются установкой электрических проводок.

После того как будет использован инструмент, нужно продолжить расчёты. Для этого, число «Пи», то есть, 3,14 делится на 4. Полученное число должно быть равно 0,785 умноженному на диаметр в квадрате.

Использование линейки

Людям, которые сталкиваются с необходимостью произвести расчёт сечения кабеля очень редко подойдет менее затратный способ, а именно: использование линейки. С её помощью можно осуществить расчёт сечения кабеля по его диаметру. Кроме линейки, следует подготовить проволоку средней длины и простой карандаш.

Если ознакомившись с перечнем нужных вещей, вы так и не поняли, как рассчитать сечение, тогда нужно следовать такой инструкции:

  • производится зачистка жилы от изоляции;
  • жила плотно накручивается на карандаш;
  • с помощью линейки производиться измерение суммарной длины намотки.

Особенность этого метода измерения заключается в том, что следует осуществить измерение суммарной длины намотанного проводника и полученное значение поделить на число равное количеству жил. Полученное значение – это диаметр, который нужно определить.


Несмотря на кажущуюся простоту, этот метод расчётов обладает определёнными нюансами, на которые стоит обратить внимание:

  • чем большее количество жил получиться намотать на карандаш, тем точнее будет итоговый результат, минимально допустимое количество жил – 15, если их будет меньше, то итоговый результат будет иметь слишком большое отклонение;
  • витки следует прижимать друг к другу как можно плотнее, присутствие большого расстояния между витками, провоцирует увеличение погрешности в итоговом результате;
  • процесс измерения следует провести несколько раз, это поспособствует уменьшению погрешности.

Стоит также обратить внимание на фото представленного метода расчёта сечения провода. Как можно заметить, на карандаш можно намотать только тонкие проводники, толстый кабель накрутить будет очень сложно.

Соединение проводов с разным сечением

Мало кому везёт настолько, что во время монтажа в доме электрической проводки, им приходиться соединять кабеля с одинаковым сечением. В большинстве случаев задача сложнее, поскольку осуществляется соединение проводов разного сечения.

Выполнить это действие можно с помощью нескольких методов:

Используя скрутку в комбинировании с пайкой или сваркой. Это наиболее популярный метод. Разрешено осуществлять скрутку кабелей, соседствующих сечений, к примеру, 2,5 и 4 мм2. Если же диаметр кабелей сильно разнится, то качественной скрутки уже не добиться.

Во время скрутки нужно тщательно контролировать то, чтобы жилы обвивали друг друга. Тонкий провод ни в коем случае, не должен накручиваться на толстый, поскольку это может спровоцировать ухудшение электрического контакта.

Только после того, как все эти моменты будут проконтролированы можно, переходить к пайке или сварке. Если упустить хоть один из этих моментов, не исключено, что в доме будут возникать частые замыкания.

Используя винтовые зажимы. С помощью таких зажимов имеется возможность с одной стороны завести кабель одного сечения, а с другой стороны кабель другого сечения. Зажим каждой жилы осуществляется отдельным винтом.

Для того чтобы обеспечить себе качественную электрическую проводку следует обратить внимание на токовую нагрузку зажимов, последняя цифра их типа и описывает максимально допустимую нагрузку тока.

Используя универсальные самозажимные клеммы. У таких зажимов присутствуют специальные «гнёзда», куда вставляется каждая жила. Имеется возможность вставить в одно отверстие кабель с сечением в 1,5 мм2, а в другое – 4 мм2, это не окажет никакого негативного воздействия на исправность работы проводки.

Существует масса методов осуществить расчёт сечения кабеля и человек в зависимости от своих умений уже может самостоятельно подобрать для себя наиболее подходящий метод исчисления. Главное, понимать, что при отсутствии даже базовых знаний в электрике, представленную работу лучше всего доверить профессионалу.


Фото проводов с разным сичением

Расчет мощности от сечения провода. Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки

В теории и на практике выбору площади поперечного сечения провода сечения (толщины) уделяется особое внимание. В этой статье, анализируя справочные данные, мы познакомимся с понятием «площадь поперечного сечения».

Расчет сечения проводов.

В науке понятие «толщина» провода не используется.В литературе используется терминология — диаметр и площадь поперечного сечения. Применительно к практике толщина проволоки характеризуется площадью сечения .

Довольно легко вычислить на практике сечение провода . Площадь поперечного сечения рассчитывают по формуле, предварительно измерив его диаметр (можно измерить штангенциркулем):

S = π(D/2) 2,

  • S — сечение провода, мм
  • D — диаметр жилы токопроводящего провода.Его можно измерить штангенциркулем.

Более удобный вид формулы площади сечения провода:

S = 0,8D.

Небольшая поправка — округленный коэффициент. Точная формула расчета:

В электропроводке и электропроводке в 90% случаев используется медный провод. Медная проволока по сравнению с алюминиевой имеет ряд преимуществ. Он удобнее в установке, при той же силе тока имеет меньшую толщину, более прочен. Но чем больше диаметр (

площадь сечения ), тем выше цена медного провода.Поэтому, несмотря на все преимущества, если сила тока превышает 50 ампер, чаще всего используется алюминиевый провод. В конкретном случае используется провод, имеющий алюминиевую жилу от 10 мм и более.

В квадратных миллиметрах отмерьте сечение провода . Чаще всего на практике (в бытовой электрике) встречаются такие площади сечения: 0,75; 1,5; 2,5; 4 мм.

Существует еще одна система измерения площади поперечного сечения (толщины провода) — система AWG, которая используется в основном в США.Ниже приведена таблица сечений проводов системы  AWG, а также перевод из AWG в мм.

Рекомендуется прочитать статью о выборе сечения провода для постоянного тока. В статье приведены теоретические данные и рассуждения о падении напряжения, о сопротивлении проводов для разных сечений. Теоретические данные позволят определить, какое сечение токопровода наиболее оптимально для разных допустимых перепадов напряжения. Также на реальном примере объекта в статье о падении напряжения на трехфазных кабельных линиях большой протяженности приведены формулы, а также рекомендации по снижению потерь.Потери в проводе прямо пропорциональны силе тока и длине провода. И они обратно пропорциональны сопротивлению.

Есть три основных принципа, когда сечение провода .

1. Для прохождения электрического тока площадь поперечного сечения провода (толщина провода) должна быть достаточной. Понятие достаточно означает, что при прохождении максимально возможного в данном случае электрического тока будет допустимым нагрев провода (не более 600°С).

2. Достаточное сечение провода, чтобы падение напряжения не превышало допустимого значения. В основном это касается длинных кабельных линий (десятки, сотни метров) и больших токов.

3. Сечение провода, а также его защитная изоляция должны обеспечивать механическую прочность и надежность.

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

Выбирая толщину проволоки, необходимо ориентироваться на максимальную рабочую температуру.При превышении температуры провод и изоляция на нем расплавятся и, соответственно, это приведет к разрушению самого провода. Максимальный рабочий ток для провода определенного сечения ограничивается только его максимальной рабочей температурой. И время, которое провод может работать в таких условиях.

Ниже представлена ​​таблица сечения проводов, с помощью которой в зависимости от силы тока можно выбрать площадь сечения медных проводов.Исходными данными является площадь поперечного сечения проводника.

Максимальный ток для медных проводов разной толщины. Таблица 1.

Сечение проводника, мм 2

Ток, А, для проложенных проводов

открытый

в одну трубу

одна две жилы

одна три жилы

Выделены номиналы проводов, которые применяются в электрике.«Один двухжильный» — провод, имеющий две жилы. Одна Фаза, вторая — Ноль — это считается однофазным питанием нагрузки. «Один трехжильный» — используется для трехфазного питания нагрузки.

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

Например, если на розетке написано «16А», то к одной розетке можно прокладывать провод сечением 1,5мм. Необходимо защитить розетку выключателем на ток не более 16А, лучше даже 13А, или 10А.Эта тема раскрыта в статье «О замене и выборе автоматического выключателя».

Из данных таблицы видно, что одножильный провод означает, что рядом (на расстоянии менее 5 диаметров провода) больше проводов не проходит. Когда два провода находятся рядом, обычно в одной общей изоляции, провод является двухжильным. Здесь тяжелее тепловой режим, следовательно, меньше максимальный ток. Чем больше собрано в провод или пучок проводов, тем меньше должен быть максимальный ток отдельно для каждого проводника, из-за возможности перегрева.

Однако эта таблица не совсем практична. Часто исходным параметром является мощность потребителя электроэнергии, а не электрический ток. Поэтому нужно выбрать провод.

Определяем ток, имеющий значение мощности. Для этого мощность P(Вт) делим на напряжение (В) — получаем силу тока (А):

И = П/У.

Для определения мощности, имея показатель тока, необходимо силу тока (А) умножить на напряжение (В):

Р =

МЕ

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

В следующей таблице предложены исходные параметры — потребляемый ток и мощность, а определяемые значения — сечение провода и ток срабатывания защитного автоматического выключателя.

В зависимости от потребляемой мощности и тока — выбор площади поперечного сечения провода и автоматического выключателя.

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

Таблица 2.

Макс. мощность,
   кВт

Макс. ток нагрузки
   А

Секция
   провода, мм 2

Ток машины
   А

Критические случаи в таблице выделены красным цветом, в этих случаях лучше перестраховаться не экономя на проводе, выбрав провод толще, чем указано в таблице.А ток автомата, наоборот, меньше.

По таблице можно легко выбрать тока сечение , или силовое сечение . Под заданную нагрузку выберите автоматический выключатель.

В этой таблице все данные приведены для следующего случая.

  • Одна фаза, напряжение 220 В
  • Температура окружающей среды + 30°C
  • Прокладка в воздуховоде или воздуховоде (расположенном в закрытом помещении)
  • Провод трехжильный в общей изоляции (провод)
  • Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления.
  • В очень редких случаях потребитель достигает максимальной мощности. В таких случаях максимальный ток может работать длительное время без негативных последствий.

Рекомендуется по выбрать большее сечение   (следующее из ряда), в случаях, когда температура окружающей среды будет выше на 200С, или в жгуте будет несколько проводов. Это особенно важно в тех случаях, когда значение рабочего тока близко к максимальному.

В сомнительных и спорных моментах, таких как:

высокие пусковые токи; будущее увеличение нагрузки; пожароопасные помещения; большие перепады температур (например, провод находится на солнце) необходимо увеличить толщину проводов.Или за достоверной информацией обращайтесь к формулам и справочникам. Но в основном табличные справочные данные практичны.

Также толщину проволоки можно узнать по эмпирическому (полученному опытным путем) правилу:

Правило выбора площади сечения провода по максимальному току.

Желаемая площадь сечения для медного провода исходя из максимального тока, можно выбрать по правилу:

Требуемая площадь поперечного сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.

Расчеты по этому правилу производятся без запаса, поэтому результат следует округлить до ближайшего типоразмера в большую сторону. Например, нужен провод сечением мм, а сила тока 32 ампера. Ближайшее надо брать, конечно вверх — 4 мм. Видно, что это правило идеально вписывается в табличные данные.

Следует отметить, что это правило хорошо работает для токов до 40 Ампер. Если токов больше (вне жилого помещения такие токи на вводе) — нужно выбирать провод с еще большим запасом, и делить не на 10, а на 8 (до 80 А).

То же правило применяется для нахождения максимального тока через медный провод, если известна его площадь:

Максимальный ток равен площади поперечного сечения, умноженной на 10.

Об алюминиевой проволоке.

В отличие от меди алюминий хуже проводит электрический ток. Для алюминия (провод того же сечения, что и медь ), при токах до 32 А максимальный ток будет меньше, чем для меди на 20 %. При токах до 80 А алюминий хуже пропускает ток на 30%.

Эмпирическое правило для алюминия :

Максимальный ток алюминиевого провода Площадь сечения , умножить на 6.

Обладая знаниями, полученными в этой статье, вы сможете подобрать провод по соотношениям «цена/толщина», «толщина/температура эксплуатации», а также «толщина/максимальный ток и мощность».

Освещены основные моменты о площади сечения проводов, если что-то не понятно, или есть что добавить, пишите и спрашивайте в комментариях.Подпишитесь на блог SamElectric, чтобы получать новые статьи.

К максимальному току в зависимости от площади сечения провода у немцев отношение несколько иное. Рекомендация по выбору автоматического выключателя находится в правой колонке.

Таблица зависимости электрического тока выключателя (предохранителя) от сечения. Таблица 3.

Эта таблица взята из «стратегического» промышленного оборудования, что, возможно, может создать впечатление, что немцы перестраховываются.

Ниже я приведу таблицу сечения проводов, но рекомендую набраться терпения, дочитав эту небольшую теоретическую часть до конца. Это позволит вам более осознанно подойти к выбору проводов для электропроводки, кроме того, расчет сечения провода вы сможете сделать самостоятельно, причем даже «в уме».

Прохождение тока по проводнику всегда сопровождается выделением тепла (соответственно нагреванием), которое прямо пропорционально мощности, рассеиваемой на участке проводки.Его значение определяется по формуле P = I 2 *R, где:

  • I — величина протекающего тока,
  • Ом — сопротивление провода.

Чрезмерный нагрев может привести к нарушению изоляции, что приведет к короткому замыканию и/или возгоранию.

Ток, протекающий по проводнику, зависит от мощности нагрузки (P), определяемой по формуле

I = P/U

(U — напряжение, равное 220В для бытовой электрической сети).

Сопротивление провода R зависит от его длины, материала и сечения. Для электропроводки в квартире, даче или гараже длиной можно пренебречь, а вот материал и сечение при выборе проводов для электропроводки необходимо учитывать.

РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА

Сечение провода S определяется его диаметром d следующим образом (здесь и далее я буду максимально упрощать формулы):
S = π * d 2 /4 = 3.14*d 2 /4=0,8*d 2.

Это может пригодиться, если провод у вас уже есть, и без маркировки, которая сразу указывает сечение, например, ВВГ 2х1,5, здесь 1,5 это сечение в мм 2 , а 2 — количество жил.

Чем больше сечение, тем большую токовую нагрузку может выдержать провод. При одинаковых сечениях медных и алюминиевых проводов медные выдерживают больший ток, кроме того, они менее хрупкие, хуже окисляются, поэтому наиболее предпочтительны.

Очевидно, что при скрытой прокладке, а также прокладке проводов в гофрошланге электроустановочная коробка будет сильнее греться из-за плохой теплоотдачи, поэтому их сечение следует выбирать с некоторым запасом, поэтому пора рассмотрим такую ​​величину как плотность тока (обозначим ее через Iρ).

Характеризуется величиной силы тока в Амперах, протекающей через единицу поперечного сечения проводника, которую мы принимаем за 1 мм 2 . Поскольку эта величина является относительной, с ее помощью удобно рассчитывать сечение по следующей формулы:

  1. d = √ 1.27*I/Iρ = 1,1*√I/Iρ — получаем значение диаметра провода,
  2. S = 0,8*d 2 — полученная ранее формула расчета сечения,

Подставляем первую формулу во вторую, округляем все, что можно, получаем очень простое соотношение:

S = I/Iρ

Осталось определить величину плотности тока Iρ), так как рабочий ток I) определяется мощностью нагрузки, формулу я привел выше.

Допустимое значение плотности тока определяется многими факторами, рассмотрение которых я опущу и приведу окончательные результаты, и с запасом:

Пример расчета:

Имеем: общая мощность нагрузки в линии 2,2кВт, проводка открытая, провод медный. Для расчета используем следующие единицы измерения: ток — Ампер, мощность — Ватт (1кВт = 1000Вт), напряжение — Вольт.

Все материалы, представленные на данном сайте, носят ознакомительный характер и не могут быть использованы в качестве руководств и нормативных документов.

Стандартная квартирная электропроводка рассчитана на максимальный ток потребления при продолжительной нагрузке 25 ампер (на эту силу тока выбирается автоматический выключатель, который устанавливается на вводе проводов в квартиру) выполняется из медного провода сечением 4,0 мм 2 , что соответствует диаметру провода 2,26 мм и мощности нагрузки до 6 кВт.

Согласно требованиям п 7.1.35 ПУЭ сечение медной жилы для квартирной электропроводки должно быть не менее 2,5 мм 2 ,   что соответствует диаметру жилы 1.8 мм и током нагрузки 16 А. К такой проводке можно подключать электроприборы суммарной мощностью до 3,5 кВт.

Что такое сечение провода и как его определить

Чтобы увидеть сечение провода, достаточно разрезать его поперек и посмотреть на срез с конца. Площадь реза – это поперечное сечение провода. Чем он больше, тем большую силу тока может передать провод.

Как видно из формулы сечение провода легкое по его диаметру.Достаточно диаметр жилы провода умножить сам на себя и на 0,785. Для сечения многожильного провода нужно рассчитать сечение одной жилы и умножить на их количество.

Диаметр проводника можно определить штангенциркулем с точностью до 0,1 мм или микрометром с точностью до 0,01 мм. Если под рукой нет приспособлений, то в этом случае выручит обычная линейка.

Выбор сечения


Медный провод с силой тока

Величина электрического тока обозначается буквой « А » и измеряется в Амперах.При выборе действует простое правило, чем больше сечение провода, тем лучше, это округляет результат в большую сторону.

Таблица для выбора сечения и диаметра медного провода в зависимости от силы тока
Максимальный ток, А 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 10,0 16,0 20,0 25,0 32,0 40,0 50,0 63,0
Стандартное сечение, мм 2 0,35 0,35 0,50 0,75 1,0 1,2 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0
Диаметр мм 0,67 0,67 0,80 0,98 1,1 1,2 1,6 1,8 2,0 2,3 2,5 2,7 3,2 3,6

Приведенные мной в таблице данные основаны на личном опыте и гарантируют надежную работу электропроводки при самых неблагоприятных условиях ее монтажа и эксплуатации.При выборе сечения провода по величине тока не имеет значения, переменный он ток или постоянный. Величина и частота напряжения в электропроводке значения не имеют, это может быть бортовая сеть автомобиля постоянного тока на 12 В или 24 В, самолета на 115 В на частоте 400 Гц, электропроводка на 220 В. В или 380 В частотой 50 Гц, высоковольтная ЛЭП на 10 000 В.

Если ток потребления электроприбором неизвестен, но известны напряжение питания и мощность, то рассчитать ток можно с помощью онлайн-калькулятора ниже.

Следует отметить, что на частотах более 100 Гц в проводах при протекании электрического тока начинает проявляться скин-эффект, заключающийся в том, что с увеличением частоты ток начинает «давить» на наружная поверхность провода и фактическое сечение провода уменьшается. Поэтому выбор сечения провода для высокочастотных цепей осуществляется по другим законам.

Определение нагрузочной способности электропроводки 220 В


из алюминиевого провода

В домах долгостроя электропроводка обычно выполняется из алюминиевых проводов.Если соединения в распределительных коробках выполнены правильно, срок службы алюминиевой проводки может достигать ста лет. Ведь алюминий практически не окисляется, и срок службы проводки будет определяться только сроком службы пластиковой изоляции и надежностью контактов в местах соединения.

В случае подключения дополнительных энергоемких электроприборов в квартире с алюминиевой проводкой необходимо определить способность выдерживать дополнительную мощность по сечению или диаметру проводов.Приведенную ниже таблицу легко сделать.

Если ваша электропроводка в квартире выполнена алюминиевыми проводами и есть необходимость подключить вновь установленную розетку в распределительной коробке медными проводами, то такое подключение производится в соответствии с рекомендациями статьи Подключение алюминиевых проводов.

Расчет сечения провода


по мощности подключаемых электроприборов

Для выбора сечения жил кабеля кабеля при прокладке электропроводки в квартире или доме необходимо проанализировать парк имеющихся бытовых приборов с точки зрения их одновременного использования.В таблице приведен список популярных бытовых электроприборов с указанием потребляемого тока в зависимости от мощности. Потребляемую мощность своих моделей вы можете узнать сами из этикеток на самих изделиях или паспортов, часто параметры указаны на упаковке.

Если сила тока, потребляемая электроприбором, не известна, то ее можно измерить с помощью амперметра.

Таблица потребляемой мощности и силы тока бытовых приборов


при напряжении 220 В

Обычно потребляемая мощность электроприборов указывается на корпусе в ваттах (Вт или ВА) или киловаттах (кВт или кВА).1 кВт = 1000 Вт.

Таблица потребляемой мощности и силы тока бытовых приборов
Бытовая техника Потребляемая мощность, кВт (кВА) Потребляемая мощность, А Режим потребления тока
Лампочка 0,06 – 0,25 0,3 – 1,2 Постоянно
Электрический чайник 1,0 – 2,0 5 – 9 До 5 минут
Плита электрическая 1,0 – 6,0 5 – 60 В зависимости от режима работы
Микроволновая печь 1,5 – 2,2 7 – 10 Периодически
Мясорубка 1,5 – 2,2 7 – 10 В зависимости от режима работы
Тостер 0,5 – 1,5 2 – 7 Постоянно
Решетка 1,2 – 2,0 7 – 9 Постоянно
Кофемолка 0,5 – 1,5 2 – 8 В зависимости от режима работы
Кофеварка 0,5 – 1,5 2 – 8 Постоянно
Электрическая духовка 1,0 – 2,0 5 – 9 В зависимости от режима работы
Посудомоечная машина 1,0 – 2,0 5 – 9
Шайба 1,2 – 2,0 6 – 9 Максимум с момента включения на нагрев воды
Сушильная машина 2,0 – 3,0 9 – 13 Постоянно
Железо 1,2 – 2,0 6 – 9 Периодически
Пылесос 0,8 – 2,0 4 – 9 В зависимости от режима работы
Нагреватель 0,5 – 3,0 2 – 13 В зависимости от режима работы
Фен 0,5 – 1,5 2 – 8 В зависимости от режима работы
Кондиционер 1,0 – 3,0 5 – 13 В зависимости от режима работы
Настольный компьютер 0,3 – 0,8 1 – 3 В зависимости от режима работы
Электроинструменты (дрель, электролобзик и т. д.)) 0,5 – 2,5 2 – 13 В зависимости от режима работы

Ток потребляют холодильник, осветительные приборы, радиотелефон, зарядные устройства, телевизор в дежурном режиме. Но суммарно эта мощность не превышает 100 Вт и в расчетах ею можно пренебречь.

Если вы включаете все электроприборы в доме одновременно, вам нужно будет подобрать сечение провода, способное пропустить ток 160 А. На палец понадобится провод! Но такой случай маловероятен.Трудно представить, что кто-то способен одновременно перемалывать мясо, гладить, пылесосить и сушить волосы.

Пример расчета. Вы встали утром, включили электрочайник, микроволновку, тостер и кофеварку. Потребляемый ток, соответственно, составит 7 А + 8 А + 3 А + 4 А = 22 А. С учетом включенного освещения, холодильника и дополнительно, например, телевизора, потребляемый ток может достигать 25 А.


  для сети 220 В

Сечение провода можно подобрать не только по силе тока, но и по величине потребляемой мощности.Для этого нужно составить список всех электроприборов, планируемых к подключению к данному участку электропроводки, определить, какую мощность потребляет каждый из них в отдельности. Затем сложите данные и используйте таблицу ниже.


для сети 220 В
Мощность прибора, кВт (кВА) 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,0 1,2 1,5 1,8 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 6,0
Стандартное сечение, мм 2 0,35 0,35 0,35 0,5 0,75 0,75 1,0 1,2 1,5 1,5 2,0 2,5 2,5 3,0 4,0 4,0 5,0
Диаметр мм 0,67 0,67 0,67 0,5 0,98 0,98 1,13 1,24 1,38 1,38 1,6 1,78 1,78 1,95 2,26 2,26 2,52

Если электроприборов несколько и для одних известен ток потребления, а для других мощность, то нужно определить сечение провода для каждого из них по таблицам, а затем результаты сложить.

Выбор сечения медного провода по мощности


для бортовой сети 12В

Если при подключении дополнительного оборудования к бортовой сети автомобиля известна только его потребляемая мощность, то сечение дополнительной электропроводки можно определить с помощью приведенной ниже таблицы.

Таблица для подбора сечения и диаметра медного провода по мощности
  для бортовой сети автомобиля 12В
Мощность прибора, Вт (ВА) 10 30 50 80 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Стандартное сечение, мм 2 0,35 0,5 0,75 1,2 1,5 3,0 4,0 6,0 8,0 8,0 10 10 10 16 16 16
Диаметр мм 0,67 0,5 0,8 1,24 1,38 1,95 2,26 2,76 3,19 3,19 3,57 3,57 3,57 4,51 4,51 4,51

Выбор сечения провода для подключения электроприборов


к трехфазной сети 380 В

При работе электроприборов, например, электродвигателя, подключенного к трехфазной сети, потребляемый ток протекает не по двум проводам, а по трем и, следовательно, величина тока, протекающего в каждом отдельном проводе, незначительно меньше.Это позволяет использовать меньший провод для подключения электроприборов к трехфазной сети.

Для подключения электроприборов к трехфазной сети напряжением 380 В, например электродвигателя, сечение провода по каждой фазе принимают в 1,75 раза меньше, чем для подключения к однофазной сети 220 В.

Внимание , при выборе сечения провода для подключения электродвигателя по мощности следует учитывать, что указывается максимальная механическая мощность, которую двигатель может создать на валу, а не потребляемая электрическая мощность на заводской табличке электродвигателя.Потребляемая электродвигателем электрическая мощность с учетом КПД и cos φ примерно в два раза больше создаваемой на валу, что необходимо учитывать при выборе сечения провода исходя из мощности двигателя, указанной на табличка.

Например, вам необходимо подключить электродвигатель, потребляющий мощность от сети 2,0 кВт. Суммарный ток, потребляемый электродвигателем такой мощности по трем фазам, составляет 5,2 А. По таблице получается, что нужен провод сечением 1.0 мм 2 , с учетом вышеизложенного 1,0/1,75 = 0,5 мм 2 . Следовательно, для подключения электродвигателя мощностью 2,0 кВт к трехфазной сети 380 В необходим трехжильный медный кабель с сечением каждой жилы 0,5 мм 2 понадобится.


Гораздо проще выбрать сечение провода для подключения трехфазного двигателя, исходя из значения его потребляемого тока, которое всегда указывается на шильдике. Например, в шильдике, представленном на фото, ток потребления двигателя мощностью 0.25 кВт на каждую фазу при напряжении питания 220 В (обмотки двигателя соединены по схеме «треугольник») составляет 1,2 А, а при напряжении 380 В (обмотки двигателя соединены по схеме «звезда») всего 0,7 А. Пользуясь током, указанным на шильдике, по таблице выбора сечения провода для квартирной электропроводки выберите провод сечением 0,35 мм 2 при соединении обмоток двигателя по треугольнику или 0,15 мм по схеме 2 при соединении. по схеме «звезда».

О выборе марки кабеля для домашней электропроводки

Изготовление квартирной проводки из алюминиевых проводов на первый взгляд кажется дешевле, но эксплуатационные расходы из-за низкой надежности контактов со временем значительно превысят стоимость проводки из меди. Проводку рекомендую делать исключительно из медных проводов! Алюминиевые провода незаменимы при прокладке воздушной проводки, так как они легкие и дешевые и при правильном подключении надежно служат долгое время.

А какой провод лучше использовать при монтаже электропроводки, одножильный или многожильный? По способности проводить ток на единицу сечения и монтаж лучше одножильный.Так что для домашней проводки нужно использовать только одножильный провод. Многожильный допускает многократные изгибы, и чем тоньше в нем жилы, тем он гибче и прочнее. Поэтому многожильный провод используют для подключения нестационарных электроприборов, таких как электрические фены, электробритвы, электроутюги и всех прочих.

После принятия решения по сечению провода встает вопрос о марке кабеля для электропроводки. Здесь выбор невелик и представлен всего несколькими марками кабелей: ПУНП, ВВГнг и NYM.

Кабель

ПУНП с 1990 года, в соответствии с решением Главгосэнергонадзора «О запрещении применения проводов типа АПВН, ППБН, ПЭН, ПУНП и др., изготавливаемых по ТУ 16-505. 610-74 вместо АПВ, Провода АППВ, ПВ и ППВ по ГОСТ 6323-79*» применять запрещается.

Кабель ВВГ и ВВГнг — жилы медные в двойной полихлорвиниловой изоляции, плоской формы. Предназначены для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от −50°С до +50°С, для прокладки проводки внутри зданий, на открытом воздухе, в земле при прокладке в трубах.Срок службы до 30 лет. Буквы «нг» в обозначении марки говорят о негорючести изоляции провода. Выпускается двух-, трех- и четырехжильным с сечением жил от 1,5 до 35,0 мм 2 . Если буква А в обозначении кабеля стоит перед ВВГ (АВВГ), то жилы в проводе алюминиевые.

Кабель

NYM (российский аналог — кабель ВВГ), с круглыми медными жилами, негорючей изоляцией, соответствует немецкому стандарту VDE 0250.Технические характеристики и область применения практически идентичны кабелю ВВГ. Выпускается двух-, трех- и четырехжильным с сечением жил от 1,5 до 4,0 мм2.

Как видите, выбор для разводки не велик и определяется в зависимости от того, какой формы кабель больше подходит для монтажа, круглый или плоский. Круглый кабель удобнее прокладывать через стены, особенно если вы заходите с улицы в помещение. Вам нужно будет просверлить отверстие чуть больше диаметра троса, а при большей толщине стенки это становится актуальным.Для внутренней разводки удобнее использовать плоский кабель ВВГ.

Параллельное соединение проводов

Бывают безвыходные ситуации, когда нужно срочно проложить проводку, а провода нужного сечения нет в наличии. В этом случае, если есть провод меньшего, чем необходимо, сечения, то можно сделать разводку из двух и более проводов, соединив их параллельно. Главное, чтобы сумма сечений каждого из них была не меньше расчетной.

Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5 мм 2 , а для расчетов нужно 10 мм 2 . Соедините их все параллельно, и проводка выдержит ток до 50 ампер. Да вы и сами не раз видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов. Например, для сварки используется ток до 150 А, а для того, чтобы сварщик мог управлять электродом, нужна гибкая проволока. Он состоит из сотен параллельно соединенных тонких медных проводов.В автомобиле аккумулятор подключается к бортовой сети таким же гибким многожильным проводом, так как стартер потребляет от аккумулятора ток до 100 А. при пуске двигателя. .

Способ увеличения сечения электрического провода путем параллельного соединения нескольких проводов разного диаметра может применяться только в крайнем случае. При прокладке домашней электропроводки допустимо соединять параллельно только провода одного сечения, взятые из одной бухты.

Онлайн-калькуляторы для расчета сечения и диаметра провода

С помощью приведенного ниже онлайн-калькулятора можно решить обратную задачу — определить диаметр проводника по сечению.

Как рассчитать сечение многожильного провода

Многожильный провод, или как его еще называют многожильный или гибкий, представляет собой скрученный между собой одножильный провод. Для расчета сечения многожильного провода необходимо сначала вычислить сечение одного провода, а затем полученный результат умножить на их количество.


Рассмотрим пример. Имеется многожильный гибкий провод, в котором 15 жилок диаметром 0,5 мм. Сечение одной жилы 0,5 мм × 0,5 мм × 0,785 = 0,19625 мм 2 , после округления получаем 0,2 мм 2 . Так как у нас в проводе 15 жил, то для определения сечения кабеля нужно перемножить эти числа . 0,2 мм 2 × 15 = 3 мм 2 . Осталось определить по таблице, что такой многожильный провод выдерживает ток силой 20 А.

Вы можете оценить нагрузочную способность многожильного провода без измерения диаметра одного проводника, измерив общий диаметр всех витых проводов.Но так как провода круглые, то между ними есть воздушные зазоры. Чтобы исключить площадь зазора, нужно результат сечения провода умножить на коэффициент 0,91. При измерении диаметра следите за тем, чтобы многожильный провод не сплющивался.

Давайте рассмотрим пример. В результате измерений многожильный провод имеет диаметр 2,0 мм. Вычисляем его сечение: 2,0 мм × 2,0 мм × 0,785 × 0,91 = 2,9 мм 2 . По таблице (см. ниже) определяем, что этот многожильный провод выдерживает ток до 20 А.

Когда в доме или квартире планируется ремонт, то замена проводки – одна из самых ответственных работ. От правильного выбора сечения провода зависит не только долговечность электропроводки, но и ее функциональность. Правильный расчет сечения кабеля по мощности может провести квалифицированный электрик, который сможет не только правильно подобрать кабель, но и произвести монтаж. Если провода подобраны неправильно, они будут нагреваться, а при больших нагрузках могут привести к негативным последствиям.

Как известно, при перегреве провода его проводимость уменьшается, что в результате приводит к еще большему перегреву. При перегреве провода его изоляция может быть повреждена и стать причиной возгорания. Чтобы не волноваться за свое жилье после монтажа новой электропроводки, следует изначально выполнить правильный расчет мощности кабеля и уделить этому вопросу особое внимание, а также внимание.

Зачем делать расчет кабеля по току нагрузки?

Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются неотъемлемой частью электропроводки.Расчет сечения провода необходимо производить затем, чтобы убедиться, что выбранный провод соответствует всем требованиям по надежности и безопасной эксплуатации электропроводки.

Неправильно подобранное сечение кабеля приведет к перегреву провода и в результате через короткое время придется вызывать мастера по устранению неисправностей проводки. Вызов специалиста сегодня дорогого стоит, поэтому, чтобы сэкономить, нужно изначально все сделать правильно, в этом случае вы сможете не только спасти, но и сохранить свой дом.

Важно помнить, что от правильного выбора сечения кабеля зависит электрическая и пожарная безопасность помещения и тех, кто в нем проживает или проживает.

Безопасная эксплуатация заключается в том, что если выбрать участок, не соответствующий его токовой нагрузке, это приведет к чрезмерному перегреву провода, оплавлению изоляции, короткому замыканию и возгоранию.

Поэтому к вопросу выбора сечения провода нужно отнестись очень серьезно.

Что влияет на расчет сечения провода или кабеля

Существует множество влияющих факторов, которые полностью описаны в пункте 1.3 ПУОС. В этом пункте предусмотрен расчет сечения для всех типов проводников.

В данной статье, уважаемые читатели сайта «Электрика в доме», мы рассмотрим расчет сечения провода по потребляемой мощности для медных жил в поливинилхлоридной и резиновой изоляции.Сегодня в основном такие провода используются в домах и квартирах для электропроводки.

Основным фактором для сечения кабеля считается используемая в сети нагрузка или ток. Зная мощность электрооборудования, получаем номинальный ток в результате несложного расчета, используя приведенные ниже формулы. Исходя из этого, получается, что сечение проводов напрямую связано с номинальной мощностью электроустановки.

Важным при расчете сечения кабеля является выбор материала жилы.Пожалуй, все знают из школьных уроков физики, что проводимость меди гораздо выше, чем у того же провода из алюминия. Если сравнивать медные и алюминиевые провода одинакового сечения, то у первого будут более высокие показатели.

Также важным при расчете сечения кабеля является количество жил в проводе. Большое количество жил греется намного выше, чем одножильный кабель.

Большое значение при выборе сечения имеет способ прокладки проводов.Как известно, земля считается хорошим проводником тепла, в отличие от воздуха. Исходя из этого, получается, что кабель, проложенный под поверхностью земли, может выдерживать большую электрическую нагрузку, в отличие от тех, что находятся в воздухе.

Не забывайте при расчете сечения еще и тот момент, что когда провода находятся в жгуте и уложены в специальные лотки, они могут нагреваться друг о друга. Поэтому важно учитывать этот момент при проведении расчетов, и при необходимости вносить соответствующие коррективы.Если в коробке или лотке более четырех кабелей, то при расчете сечения провода важно ввести поправочный коэффициент.

Как правило, на правильный выбор сечения провода влияет и температура, при которой он будет эксплуатироваться. В большинстве случаев расчет производится от средней температуры окружающей среды +25 градусов Цельсия. Если температурный режим не соответствует вашим требованиям, то в таблице 1.3.3 ПУЭ есть поправочные коэффициенты, которые необходимо учитывать.

Падение напряжения также влияет на расчет сечения кабеля. Если в протяженной кабельной линии предполагается падение напряжения более 5 %, то эти показатели необходимо учитывать в расчетах.

Расчет сечения провода по потребляемой мощности

Каждый кабель имеет свою номинальную мощность, которую он может выдержать при подключении электроприбора.

В том случае, когда мощность приборов в доме превышает нагрузочную способность провода, то в этом случае аварийной ситуации не избежать и рано или поздно проблема с проводкой даст о себе знать.

Для проведения самостоятельного расчета потребляемой мощности приборов необходимо написать на листе бумаги мощность всех имеющихся электроприборов, которые можно подключить одновременно (электрочайник, телевизор, пылесос, варочная поверхность, компьютер , так далее.).

После того, как мощность каждого устройства известна, все значения необходимо просуммировать, чтобы понять общее потребление.

Где К о — коэффициент одновременности.

Давайте рассмотрим пример.Расчет сечения провода для обычной однокомнатной квартиры. Список необходимых устройств и их приблизительная мощность указаны в таблице.

На основании полученного значения можно продолжить расчеты с выбором сечения провода.

При наличии в доме мощных электроприборов, нагрузка которых составляет 1,5 кВт и более, для их подключения целесообразно использовать отдельную линию. При самостоятельном расчете важно не забыть учесть мощность осветительного оборудования, которое подключается к сети.

При правильном изготовлении на каждую комнату будет выходить примерно по 3 кВт, но пугаться этих цифр не стоит, так как все приборы не будут использоваться одновременно, а, значит, это значение имеет определенный запас.

При расчете общей мощности, потребляемой в квартире, получился результат 15,39 кВт, теперь этот показатель следует умножить на 0,8, что в итоге даст 12,31 кВт фактической нагрузки. На основании полученного показателя мощности можно рассчитать силу тока по простой формуле.

Расчет сечения кабеля по току

Основным показателем, по которому рассчитывается провод, является его большая продолжительность. Проще говоря, это величина тока, которую он способен пропускать в течение длительного времени.

Зная текущую нагрузку, можно получить более точные расчеты сечения кабеля. Кроме того, все таблицы выбора сечения в ГОСТ и нормативных документах построены на текущих значениях.

Смысл расчета аналогичен мощности, но только в этом случае необходимо рассчитывать токовую нагрузку.Для проведения расчета сечения кабеля по току необходимо выполнить следующие действия:

  • — выбрать мощность всех устройств;
  • — рассчитать ток, проходящий через проводник;
  • — выберите из таблицы наиболее подходящее сечение кабеля.

Чтобы найти значение номинального тока, необходимо рассчитать мощность всех подключенных электроприборов в доме. То, что мы, друзья, уже сделали в предыдущем разделе.

После того, как будет известна мощность, расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока исходя из этой мощности. Найдите силу тока по формуле:

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

  • — Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
  • — U — напряжение сети, В;
  • — для бытовых электроприборов cos(φ)=1.

2) Формула расчета силы тока в трехфазной сети 380 В:

Зная величину тока, сечение провода находится в таблице. Если окажется, что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в этом случае выбирают ближайшее большее значение. Например, расчетное значение тока 23 А, по таблице выбираем ближайший больше 27 А — сечением 2.5 мм2 (для медных многожильных проводов, проложенных по воздуху).

Представляю вашему вниманию таблицы допустимых токовых нагрузок кабелей с медными и алюминиевыми жилами с изоляцией из поливинилхлоридного пластика.

Все данные взяты не из главы, а из нормативного документа ГОСТ 31996-2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТИКОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ».

Например, у вас трехфазная нагрузка мощностью Р=15 кВ. Необходимо выбрать медный кабель (прокладка по воздуху). Как рассчитать сечение ? Сначала необходимо рассчитать ток нагрузки исходя из этой мощности, для этого воспользуемся формулой для трехфазной сети: I = P/√3 · 380 = 22,8 ≈ 23 А.

По таблице токовых нагрузок выбираем сечение 2,5 мм2 (для него допустимый ток 27А). Но так как у вас четырехжильный кабель (или пятижильный, большой разницы нет), то по указанию ГОСТ 31996-2012 выбранное значение тока нужно умножить на коэффициент 0.93. I = 0,93 * 27 = 25 А. Что допустимо для нашей нагрузки (номинального тока).

Хотя ввиду того, что многие производители выпускают кабели с уменьшенным сечением, в данном случае я бы советовал брать кабель с запасом сечением на порядок выше — 4 мм2.

Какой провод лучше использовать медный или алюминиевый?

Сегодня для монтажа как открытой проводки, так и скрытой, конечно же, большой популярностью пользуются медные провода. Медь по сравнению с алюминием более эффективна:

1) прочнее, мягче и не ломается в местах перегиба по сравнению с алюминием;

2) менее подвержен коррозии и окислению.При соединении алюминия в распределительной коробке места скрутки со временем окисляются, это приводит к потере контакта;

3) проводимость меди выше, чем у алюминия, при одинаковом сечении медный провод способен выдерживать большую токовую нагрузку, чем алюминий.

Что касается материала жилы, то в данной статье рассмотрению подлежит только медная проволока, так как в большинстве случаев она используется в качестве электропроводки в домах и квартирах. Среди преимуществ этого материала следует выделить долговечность, простоту монтажа и возможность использовать меньшее сечение, чем алюминий, при том же токе.Если сечение провода достаточно велико, то его стоимость превышает все преимущества и лучшим вариантом будет использование алюминиевого кабеля, а не медного.

Так например, если нагрузка более 50 А, то в целях экономии целесообразно использовать кабели с алюминиевой жилой. Обычно это участки на вводе электричества в дом, где расстояние превышает несколько десятков метров.

Пример расчета сечения кабеля для квартиры

После расчета нагрузки и определения материала (медь) рассмотрим пример расчета сечения провода для отдельных групп потребителей на примере двухкомнатной квартиры.

Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовая и осветительная.

В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне, в жилых комнатах и ​​в ванной комнате. Так как там установлена ​​самая мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.д.).

1. Водопроводный кабель

Участок вводного кабеля (участок от распределительного щита на участке до распределительного щитка квартиры) выбирается исходя из общей мощности всей квартиры, которую мы получили в таблице.

Сначала находим номинальный ток на этом участке относительно этой нагрузки:

Сила тока 56 ампер. По таблице находим сечение, соответствующее заданной токовой нагрузке. Выбираем ближайшее большее значение — 63 А, что соответствует сечению 10 мм2.

2. Комната №1

Здесь основной нагрузкой на розеточную группу будет такая техника, как телевизор, компьютер, утюг, пылесос. Нагрузка на участок электропроводки от квартирного щитка до распределительной коробки в этом помещении составляет 2990 Вт (округляем до 3000 Вт).Находим номинальный ток по формуле:

По таблице находим сечение, которое соответствует 1,5 мм2 и допустимому току 21 Ампер. Конечно, можно взять этот кабель, но розеточную группу рекомендуется прокладывать кабелем сечением НЕ МЕНЕЕ 2,5 мм2. Это также связано с номиналом автоматического выключателя, который будет защищать этот кабель. Маловероятно, что вы будете питать эту секцию от автомата на 10 А? И скорее всего поставил автомат на 16 А.Поэтому лучше брать с запасом.

Друзья, как я уже говорил, розеточная группа питается кабелем сечением 2,5 мм2, поэтому для проводки напрямую от коробки к розеткам выбираем именно его.

3. Комната № 2

Здесь к розеткам будет подключаться такое оборудование, как компьютер, пылесос, утюг и, возможно, фен.

Нагрузка 4050 Вт. По формуле находим ток:

Для данной токовой нагрузки нужен провод сечением 1.Нам подходит 5 мм2, но здесь, как и в предыдущем случае, берем с запасом и принимаем 2,5 мм2. Подключаем к ним розетки.

4. Кухня

На кухне розеточная группа питает электрочайник, холодильник, микроволновую печь, электрическую духовку, электроплиту и другую технику. Возможно, сюда будет подключен пылесос.

Суммарная мощность потребителей на кухне 6850 Вт, при этом ток:

Для такой нагрузки по таблице выберите ближайшее большее сечение кабеля — 4 мм2 с допустимым током 36 А.

Выше друзья упоминал, что мощных потребителей целесообразно подключать отдельной независимой линией (своей). Электроплита именно такая, для нее расчет сечения кабеля выполняется отдельно. При монтаже проводки таких потребителей от распределительного щита до точки подключения прокладывается независимая линия. А вот нашу статью о том, как правильно рассчитать сечение и на фото я специально этого не делал для лучшего усвоения материала.

5. Ванна

Основными потребителями электроэнергии в данном помещении являются ст. автомат, водонагреватель, фен, пылесос. Мощность этих устройств составляет 6350 Вт.

По формуле находим ток:

По таблице выбираем ближайшее большее значение тока — 36 А, что соответствует сечению кабеля 4 мм2. Тут опять же друзья по-хорошему целесообразно запитать мощных потребителей отдельной линией.

6. Прихожая

В этом помещении обычно используется портативное оборудование, например, фен, пылесос и т.п. Поэтому особо мощных потребителей здесь не предвидится, но розеточная группа также принимает провод сечением 2,5 мм2.

7. Освещение

По расчетам в таблице мы знаем, что суммарная мощность освещения в квартире составляет 500 Вт. Номинальный ток для такой нагрузки 2,3 А.

При этом питание всей осветительной нагрузки можно выполнить проводом сечением 1.5 мм2.

Надо понимать, что мощность на разных участках проводки будет разная, соответственно и сечение питающих проводов тоже разное. Наибольшее его значение будет на проемном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода выбирают 6-10 мм2.

В настоящее время для монтажа электропроводки предпочтительно использовать кабели марок: ВВГнг, ВВГ, NYM. Показатель «нг» говорит о том, что утеплитель не подвергается горению – «негорючий».Использовать такие марки проводов можно как в помещении, так и на улице. Температурный диапазон этих проводов варьируется от «+/-» 50 градусов Цельсия. Гарантийный срок эксплуатации 30 лет, но срок использования может быть и больше.

Если вы сумеете правильно рассчитать сечение токопровода, то сможете без лишних проблем провести проводку в доме. При соблюдении всех требований гарантия сохранности и безопасности вашего дома будет максимально высокой.Выбрав правильное сечение проводника, вы защитите свой дом от короткого замыкания и пожара.

Чтобы правильно проложить электропроводку, обеспечить бесперебойную работу всей электросистемы и исключить риск возгорания, перед приобретением кабеля необходимо произвести расчет нагрузок на кабель для определения необходимого сечения.

Существует несколько видов нагрузок, и для наиболее качественного монтажа электросистемы необходимо произвести расчет нагрузок на кабель по всем показателям.Сечение кабеля определяется нагрузкой, мощностью, током и напряжением.

Расчет силовой части

Для того чтобы произвести, необходимо сложить все показатели работающего в квартире электрооборудования. Расчет электрических нагрузок на кабель проводится только после этой операции.

Расчет сечения кабеля по напряжению

Расчет электрических нагрузок на провод обязательно включает.Электрические сети бывают нескольких типов – однофазные 220 вольт, а также трехфазные – 380 вольт. В квартирах и жилых помещениях, как правило, используется однофазная сеть, поэтому в процессе расчета необходимо учитывать этот момент – в таблицах расчета сечения обязательно указывается напряжение .

Расчет сечения кабеля по нагрузке

Таблица 1. Установленная мощность (кВт) для кабелей открытой прокладки

Сечение, мм 2 Кабели с медными жилами Кабели с алюминиевыми жилами
220 В 380 В 220 В 380 В
0,5 2,4
0,75 3,3
1 3,7 6,4
1,5 5 8,7
2 5,7 9,8 4,6 7,9
2,5 6,6 11 5,2 9,1
4 9 15 7 12
5 11 19 8,5 14
10 17 30 13 22
16 22 38 16 28
25 30 53 23 39
35 37 64 28 49

Таблица 2.Установленная мощность (кВт) для кабелей, проложенных в штробе или трубе

Сечение, мм 2 Кабели с медными жилами Кабели с алюминиевыми жилами
220 В 380 В 220 В 380 В
0,5
0,75
1 3 5,3
1,5 3,3 5,7
2 4,1 7,2 3 5,3
2,5 4,6 7,9 3,5 6
4 5,9 10 4,6 7,9
5 7,4 12 5,7 9,8
10 11 19 8,3 14
16 17 30 12 20
25 22 38 14 24
35 29 51 16

Каждый электроприбор, установленный в доме, имеет определенную мощность — этот показатель указывается на шильдиках приборов или в техническом паспорте оборудования.Для реализации необходимо рассчитать общую мощность. При расчете сечения кабеля по нагрузке необходимо переписать все электрооборудование, а также учесть, какое оборудование может быть добавлено в будущем. Так как монтаж осуществляется долго, необходимо позаботиться об этом вопросе, чтобы резкое увеличение нагрузки не привело к аварийной ситуации.

Например, у вас общее напряжение 15 000 Вт. Так как в подавляющем большинстве жилых помещений напряжение составляет 220 В, будем рассчитывать систему электроснабжения с учетом однофазной нагрузки.

Далее необходимо учитывать, сколько оборудования может работать одновременно. В итоге у вас получится значащая цифра: 15 000 (Вт) х 0,7 (коэффициент одновременности 70%) = 10 500 Вт (или 10,5 кВт) — кабель должен быть рассчитан на эту нагрузку.

Также необходимо определить, из какого материала будут изготовлены жилы кабеля, так как разные металлы обладают разными токопроводящими свойствами. В жилых помещениях в основном используется медный кабель, так как его токопроводящие свойства намного превосходят алюминиевые.

Следует учитывать, что кабель обязательно должен иметь три жилы, так как в помещении для системы электроснабжения требуется заземление. Кроме того, необходимо определить, какой тип монтажа вы будете использовать – открытый или скрытый (под штукатуркой или в трубах), так как от этого также зависит расчет сечения кабеля. После того, как вы определились с нагрузкой, материалом жилы и типом монтажа, в таблице можно посмотреть нужное сечение кабеля.

Расчет сечения кабеля по току

 Для начала необходимо рассчитать электрические нагрузки на кабель и узнать мощность.Предположим, что мощность получилась 4,75 кВт, решили использовать медный кабель (провод) и проложить его в кабель-канале. производится по формуле I = W/U, где W — мощность, а U — напряжение, которое равно 220 В. В соответствии с этой формулой 4750/220 = 21,6 А. Далее смотрим в таблицу 3, получаем 2, 5 мм.

Таблица 3. Допустимые токовые нагрузки для кабеля со скрытой укладкой медных жил

Сечение, мм Медные жилы, провода и кабели
Напряжение 220 В Напряжение 380 В
1,5 19 16
2,5 27 25
4 38 30
6 46 40
10 70 50
16 85 75
25 115 90
35 135 115
50 175 145
70 215 180
95 260 220
120 300 260

В проводе с сечением?

Вопрос задан: Чадрик Абернати II
Оценка: 4.2/5 (9 голосов)

Площадь поперечного сечения провода прямо пропорциональна квадрату его радиуса (A = πr 2 ) , а значит, и диаметру провода. Следовательно, если мы увеличим диаметр проволоки в два раза, площадь ее поперечного сечения увеличится в четыре раза.

Как рассчитать площадь поперечного сечения кабеля?

Сечение А рассчитывается по формуле «Диаметр² x Пи/4» .

Как изменяется площадь поперечного сечения провода?

Сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения . больше будет площадь, меньше будет сопротивление и наоборот. это связано с тем, что через проводник с большой площадью поперечного сечения может легко протекать ток, и, следовательно, сопротивление низкое.

Почему сопротивление провода уменьшается с увеличением площади поперечного сечения?

Добавление дополнительных проводов параллельно уменьшает сопротивление цепи.Таким образом, большая площадь поперечного сечения = больше параллельных проводов = меньшее сопротивление. И, следовательно, отношение обратной пропорциональности отвечает за увеличение площади, уменьшение свойства сопротивления.

Что происходит, когда вы увеличиваете площадь поперечного сечения проводника?

, когда у вас более длинный провод, ток должен проходить большее расстояние, чем больше расстояние, тем больше количество препятствий, с которыми он сталкивается на своем пути. Поэтому сопротивление увеличивается с увеличением длины.Когда площадь поперечного сечения увеличивается на , пространство для перемещения электронов увеличивается на (простое объяснение).

Найдено 40 связанных вопросов

Увеличивается ли ток с площадью поперечного сечения?

Зависимость между сопротивлением и площадью поперечного сечения провода обратно пропорциональна . Когда сопротивление в цепи увеличивается, например, путем добавления дополнительных электрических компонентов, в результате ток уменьшается.

Как влияет площадь поперечного сечения на сопротивление медного провода?

Чем больше столкновений, тем больше сопротивление. Во-вторых, площадь поперечного сечения проводов будет влиять на величину сопротивления Ом. Более широкие провода имеют большую площадь поперечного сечения. Вода будет течь по более широкой трубе с большей скоростью, чем по узкой.

Проволоку какого сечения лучше использовать более широкую или более узкую?

Больший диаметр большего провода обеспечивает большую площадь для движения электронов по цепи.По этой причине провод меньшего сечения рассчитан на более низкие пределы силы тока (электрического тока), чем провод большего сечения.

Электричество движется быстрее по толстой или тонкой проволоке?

Тонкий провод будет проводить электричество , но его электрическое сопротивление больше. Более толстый провод похож на четырехполосное шоссе. Электрическое сопротивление намного меньше, и в результате эта лампочка горит ярче, потому что до нее может дойти больше электричества.

От каких четырех факторов зависит сопротивление провода?

Сопротивление проводника зависит от площади поперечного сечения проводника, длины проводника и его удельного сопротивления Ом. Важно отметить, что электрическая проводимость и удельное сопротивление обратно пропорциональны, а это означает, что чем больше проводящий объект, тем меньше его сопротивление.

Как изменяется электрическое сопротивление при изменении площади поперечного сечения проводника?

Сопротивление проводника обратно пропорционально площади поперечного сечения, то есть если площадь поперечного сечения увеличивается, то сопротивление уменьшается .

Как зависит сопротивление провода от площади поперечного сечения и диаметра?

При увеличении площади поперечного сечения сопротивление уменьшится . При увеличении диаметра сопротивление будет уменьшаться.

Как изменяется сопротивление провода?

Сопротивление провода прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально его площади (или квадрату, обратно пропорциональному диаметру).

В чем разница между диаметром и площадью поперечного сечения?

Поперечное сечение — это площадь. Диаметр — это линейная мера . … Поперечное сечение или площадь поперечного сечения — это площадь такого разреза. Это не обязательно должен быть круг.

Как найти минимальную площадь поперечного сечения?

Минимальная площадь поперечного сечения:

  1. Р =
  2. А = уравнение( …
  3. А =
  4. 4*А =
  5. =
  6. д =
  7. d = 4*0,0000645 3,141592 0,5

Как связаны поперечное сечение и сопротивление?

Более детальное исследование показывает, что сопротивление и площадь поперечного сечения обратно пропорциональны . Если вы удвоите площадь поперечного сечения, вы уменьшите вдвое сопротивление провода.

Всегда ли толстая проволока лучше?

Толще никогда не хуже, чем тоньше электрически , но после некоторого диаметра дополнительная площадь дает вам все меньший и меньший доход. Этот эффект пропорционален частоте, поэтому более толстый кабель более полезен для чего-то вроде мощности 60 Гц, а не для сигнала 10 кГц на громкоговоритель.

Какой металл является лучшим проводником электричества?

Проводимость серебра

«Серебро — лучший проводник электричества, поскольку оно содержит большее количество подвижных атомов (свободных электронов).Чтобы материал был хорошим проводником, электричество, проходящее через него, должно перемещать электроны; чем больше в металле свободных электронов, тем больше его проводимость.

Какова скорость электричества в проводе?

В случае электрического шнура, соединяющего настольную лампу или какой-либо другой предмет домашнего обихода с источником питания, медный провод внутри шнура выступает в качестве проводника. Эта энергия распространяется в виде электромагнитных волн со скоростью около скорости света , что составляет 670 616 629 миль в час1 или 300 миллионов метров в секунду.

Что произойдет, если использовать провод не того сечения?

Использование провода надлежащего сечения очень важно по нескольким причинам. Если используется слишком маленький размер, провод может расплавиться из-за большого тока, протекающего через него, по сравнению с тем, какой ток может выдержать кабель. Чем меньше диаметр проволоки, тем выше будет сопротивление потоку энергии.

Для чего используется провод калибра 22?

Здесь, в SparkFun, мы обычно используем провод 22 AWG для прототипирования и макетирования .При использовании макетной платы или печатной платы идеально подходит сплошной сердечник, поскольку он хорошо входит в отверстия. Для других прототипов / сборок, связанных с пайкой, многожильный сердечник — это № 1, просто следите за тем, чтобы не пропускать слишком большой ток через один провод.

Для чего используется провод калибра 16?

16-го калибра используются для удлинителей для легких условий эксплуатации, поддерживающих 13 ампер . 14-й калибр применяют для светильников, ламп, осветительных цепей на 15 ампер.Калибр 12 используется на кухне, в ванной, в уличных розетках и в кондиционерах на 120 вольт, поддерживающих 20 ампер.

Когда длина и площадь поперечного сечения провода удвоятся, сопротивление будет равно ?

Начальная длина проводника l1=l Окончательная длина проводника l2=2l Начальная площадь поперечного сечения A1=A Окончательная площадь поперечного сечения A2=2A Сопротивление проводников определяется по формуле R=ρ1A∝1A Как и длина и площадь увеличатся вдвое Следовательно, сопротивление проводника не изменится и поэтому останется …

Влияет ли длина провода на сопротивление?

Сопротивление провода прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения.

Что имеет самое высокое значение электрического сопротивления?

Материал с самым высоким электрическим сопротивлением — серебро .После серебра медь и золото являются материалами, имеющими наибольшее электрическое сопротивление.

[Решено] Площадь поперечного сечения проводника для силовой проводки шо

Индийские правила электричества относительно внутренней проводки:

  • Минимальный размер проводника, используемого в бытовой электропроводке, должен быть не менее 1/1,12 мм2 для меди или 1/1,40 мм (1,5 мм) для алюминиевого провода.
  • Высота установки счетчика, главного распределительного щита 1.5 метров от уровня земли. Обсадная труба будет проложена на высоте 3,0 метра от уровня земли.
  • Световые кронштейны должны быть закреплены на высоте от 2 до 2,5 метров от уровня земли.
  • Максимальное количество точек в подсхеме — 10.
  • Максимальная нагрузка в подцепи 800 Вт.

 

И.Е. Правила электропроводки:

  1. В силовой подцепи нагрузка обычно ограничивается до 3000 Вт, а количество розеток до двух в каждой подцепи.
  2. Все оборудование, используемое в силовой проводке, должно иметь железную конструкцию, а проводка должна быть бронированным кабелем или кабелепроводом.
  3. Длина гибкого трубопровода, используемого для соединения клеммных коробок двигателей с пускателями, выключателями и двигателями, не должна превышать 1,25 метра.
  4. Каждый двигатель, независимо от его размера, должен быть снабжен предохранителем, расположенным рядом с ним.
  5. Минимальная площадь поперечного сечения жилы, которую можно использовать для силовой разводки 1.25 мм2 для кабелей с медными жилами и 1,50 мм2 для кабелей с алюминиевыми жилами (см. рекомендации ISI). Следовательно, кабели ВИР или ПВХ сечением менее 3/0,915 мм из меди или 1/1,80 мм из алюминия нельзя использовать для электропроводки двигателя.
  6. Для двигателей мощностью менее 15 л.с., которые имеют очень большой пусковой ток, предохранитель должен иметь номинальный ток для безопасной передачи пускового тока двигателя, а номинальный ток кабеля должен быть не ниже половины номинального тока предохранителя.

 

Из вышеперечисленных вариантов площадь поперечного сечения жилы силовой проводки НЕ должна быть меньше 1.50 мм2 для медного провода и 2,50 мм2 для алюминиевого.

ПРОВОДНИКИ – Прикладное промышленное электричество

К настоящему времени вы должны хорошо знать корреляцию между электропроводностью и определенными типами материалов. Те материалы, которые обеспечивают легкое прохождение свободных электронов, называются проводниками , а материалы, препятствующие прохождению свободных электронов, называются изоляторами .

К сожалению, научные теории, объясняющие, почему одни материалы проводят ток, а другие нет, довольно сложны и коренятся в квантово-механических объяснениях того, как электроны располагаются вокруг ядер атомов.Вопреки хорошо известной «планетарной» модели электронов, вращающихся вокруг ядра атома как четко определенных кусков материи по круговым или эллиптическим орбитам, электроны на «орбите» на самом деле вовсе не ведут себя как частицы материи. Скорее, они демонстрируют характеристики как частицы, так и волны, а их поведение ограничено размещением в определенных зонах вокруг ядра, называемых «оболочками» и «подоболочками». Электроны могут занимать эти зоны только в ограниченном диапазоне энергий в зависимости от конкретной зоны и от того, насколько эта зона занята другими электронами.Если бы электроны действительно действовали подобно крошечным планетам, удерживаемым на орбите вокруг ядра электростатическим притяжением, и их действия описывались бы теми же законами, которые описывают движение реальных планет, не могло бы быть реального различия между проводниками и изоляторами, и химические связи между атомами не существовали бы. существуют так, как сейчас. Именно дискретная, «квантованная» природа энергии и размещения электронов, описываемая квантовой физикой, придает этим явлениям их регулярность.

Атом в возбужденном состоянии

Когда электрон может свободно принимать более высокие энергетические состояния вокруг ядра атома (благодаря его размещению в определенной «оболочке»), он может свободно отрываться от атома и составлять часть электрического тока через вещество.

Атом в основном состоянии

Однако, если квантовые ограничения, наложенные на электрон, лишают его этой свободы, электрон считается «связанным» и не может оторваться (по крайней мере, легко), образуя ток. Первый сценарий типичен для проводящих материалов, а второй — для изоляционных материалов.

В некоторых учебниках вам будет сказано, что электрическая проводимость элемента определяется исключительно количеством электронов, находящихся во внешней «оболочке» атома (называемой валентной оболочкой), но это чрезмерное упрощение, так как любое исследование зависимости проводимости от валентности электроны в таблице элементов подтвердят.Истинная сложность ситуации раскрывается далее, когда рассматривается проводимость молекул (наборов атомов, связанных друг с другом электронной активностью).

Хорошим примером этого является углерод, который состоит из материалов с очень разной проводимостью: графита и алмаза . Графит является хорошим проводником электричества, в то время как алмаз практически является изолятором (что еще более странно, технически он классифицируется как полупроводник , который в чистом виде действует как изолятор, но может проводить ток при высоких температурах и/или воздействии примеси).И графит, и алмаз состоят из одних и тех же типов атомов: углерода с 6 протонами, 6 нейтронами и 6 электронами в каждом. Фундаментальное различие между графитом и алмазом заключается в том, что молекулы графита представляют собой плоские группы атомов углерода, а молекулы алмаза представляют собой тетраэдрические (пирамидальные) группы атомов углерода.

Преднамеренное введение примесей в собственный полупроводник с целью изменения его электрических, оптических и структурных свойств называется легированием .Если атомы углерода соединяются с другими типами атомов с образованием соединений, электрическая проводимость снова изменяется. Карбид кремния, соединение элементов кремния и углерода, проявляет нелинейное поведение: его электрическое сопротивление уменьшается с увеличением приложенного напряжения! Углеводородные соединения (например, молекулы, содержащиеся в маслах) обычно являются очень хорошими изоляторами. Как видите, простой подсчет валентных электронов в атоме — плохой показатель электропроводности вещества.

Все металлические элементы являются хорошими проводниками электричества благодаря тому, как атомы связываются друг с другом. Электроны атомов, составляющих массу металла, настолько не заторможены в своих допустимых энергетических состояниях, что свободно плавают между различными ядрами в веществе, легко возбуждаемые любым электрическим полем. Электроны настолько подвижны, что ученые иногда описывают их как электронный газ или даже как электронное море , в котором покоятся атомные ядра.Эта подвижность электронов объясняет некоторые другие общие свойства металлов: хорошую теплопроводность, ковкость и пластичность (легко формуемые в различные формы), а также блестящую поверхность в чистом виде.

К счастью, физика, стоящая за всем этим, по большей части не имеет отношения к нашим целям. Достаточно сказать, что некоторые материалы являются хорошими проводниками, некоторые — плохими, а некоторые — промежуточными. А пока достаточно просто понять, что эти различия определяются конфигурацией электронов вокруг составляющих атомов материала.

Важным шагом в обеспечении того, чтобы электричество выполняло наши распоряжения, является возможность построить пути для прохождения тока с контролируемым сопротивлением. Также жизненно важно, чтобы мы могли предотвратить протекание тока там, где мы этого не хотим, с помощью изоляционных материалов. Однако не все проводники одинаковы, и не все изоляторы одинаковы. Нам необходимо понимать некоторые характеристики обычных проводников и изоляторов и уметь применять эти характеристики в конкретных приложениях.

Почти все проводники обладают определенным измеримым сопротивлением (особые типы материалов, называемые сверхпроводниками , не обладают абсолютно никаким электрическим сопротивлением, но это не обычные материалы, и они должны находиться в особых условиях, чтобы быть сверхпроводящими). Обычно мы предполагаем, что сопротивление проводников в цепи равно нулю, и мы ожидаем, что ток проходит через них, не вызывая заметного падения напряжения. В действительности, однако, почти всегда будет падение напряжения на (нормальных) токопроводящих путях электрической цепи, хотим мы этого падения или нет:

Рисунок 11.1

Чтобы рассчитать, каковы будут эти падения напряжения в той или иной цепи, мы должны уметь определять сопротивление обычного провода, зная размер и диаметр провода. Некоторые из следующих разделов этой главы будут посвящены деталям этого процесса.

  • Электропроводность материала определяется конфигурацией электронов в атомах и молекулах этого материала (группах связанных атомов).
  • Все нормальные проводники в той или иной степени обладают сопротивлением.
  • Ток, протекающий по проводнику с (любым) сопротивлением, вызовет некоторое падение напряжения по длине этого проводника.

Из здравого смысла следует знать, что жидкости текут по трубам большого диаметра легче, чем по трубам малого диаметра (если вам нужна практическая иллюстрация, попробуйте пить жидкость через соломинки разного диаметра). Тот же общий принцип справедлив для потока электронов через проводники: чем шире площадь поперечного сечения (толщина) проводника, тем больше места для протекания электронов и, следовательно, тем легче возникает поток (меньше сопротивление). .

Две основные разновидности электрических проводов: одножильный и многожильный

Электрический провод обычно имеет круглое поперечное сечение (хотя есть несколько уникальных исключений из этого правила) и бывает двух основных разновидностей:  одножильный и многожильный . Сплошной медный провод  именно так и звучит: одна сплошная медная жила по всей длине провода.  Многожильный провод  состоит из меньших прядей сплошной медной проволоки, скрученных вместе в один провод большего размера.Самым большим преимуществом многожильного провода является его механическая гибкость, способность выдерживать многократные изгибы и скручивания намного лучше, чем сплошная медь (которая со временем имеет тенденцию к усталости и поломке).

Размер проволоки можно измерить несколькими способами. Мы могли бы говорить о диаметре провода, но поскольку на самом деле его поперечное сечение площадь имеет наибольшее значение для потока электронов, нам лучше обозначать размер провода с точки зрения площади.2[/латекс]

[латекс]=(3.2[/латекс]

 

 

Вычисление площади проволоки в круговых милах

Тем не менее, электрики и другие лица, часто занимающиеся размерами проводов, используют другую единицу измерения площади, разработанную специально для круглого поперечного сечения провода. Эта специальная единица называется круговых мил (иногда сокращенно см ). Единственная цель использования этой специальной единицы измерения состоит в том, чтобы исключить необходимость использования множителя π (3,1415927.2[/латекс]

 

Поскольку это единица площади  измерения, математическая степень числа 2 по-прежнему действует (удвоение ширины круга всегда увеличивает его площадь в четыре раза, независимо от того, какие единицы измерения используются, или если ширина этого круга выражается в терминах радиуса или диаметра). Чтобы проиллюстрировать разницу между измерениями в квадратных милах и измерениями в круговых милах, я сравню круг с квадратом, показав площадь каждой формы в обеих единицах измерения:

Рисунок 11.4

 

И для другого размера провода:

Рис. 11.5

Очевидно, что круг данного диаметра имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем квадрат, ширина и высота которого равны диаметру круга: это отражают обе единицы измерения площади. Однако следует понимать, что единица «квадратный мил» действительно приспособлена для удобного определения площади квадрата, а «круговой мил» — для удобного определения площади круга: соответствующая формула для каждого проще работать с.Следует понимать, что обе единицы действительны для измерения площади фигуры, какой бы формы она ни была. Преобразование между круговыми милами и квадратными милами представляет собой простое соотношение: на каждые 4 круговых мила приходится π (3,1415927 . . . ) квадратных милов.

Измерение площади поперечного сечения провода с помощью калибра

Другой мерой площади поперечного сечения провода является калибр . Шкала датчика основана на целых числах, а не на дробных или десятичных дюймах. Чем больше номер калибра, тем тоньше провод; чем меньше номер калибра, тем толще проволока.Для тех, кто знаком с дробовиками, эта обратно пропорциональная шкала измерений должна показаться знакомой.

Таблица в конце этого раздела приравнивает калибр к диаметру в дюймах, круговым милам и квадратным дюймам для сплошной проволоки. Проволока большего размера достигает конца обычной шкалы калибра (которая, естественно, достигает максимума при значении 1) и представлена ​​серией нулей. «3/0» — это еще один способ представить «000» и произносится как «triple-ought». Опять же, те, кто знаком с дробовиками, должны знать терминологию, как бы странно это ни звучало.Чтобы еще больше запутать ситуацию, в мире используется более одного «стандарта» манометра. Для определения размеров электрических проводников предпочтительнее использовать калибр American Wire Gauge (AWG), также известный как калибр Brown and Sharpe (B&S). В Канаде и Великобритании Британский стандартный калибр проводов (SWG) является законной системой измерения электрических проводников. В мире существуют и другие системы измерения диаметра проволоки для классификации диаметра проволоки, такие как калибр стальной проволоки Stubs и калибр Steel Music Wire Gauge (MWG), но эти системы измерения применяются к неэлектрическим проводам.

Система измерения American Wire Gauge (AWG), несмотря на ее странности, была разработана с определенной целью: на каждые три деления шкалы сечения площадь провода (и вес на единицу длины) примерно удваивается. Это удобное правило, которое следует помнить при приблизительной оценке размера проволоки!

Для очень очень больших размеров проволоки (более толстой, чем 4/0) от системы калибра проволоки обычно отказываются для измерения площади поперечного сечения в тысячах круговых мил (MCM), заимствуя старую римскую цифру «M» для обозначения кратного «тысячи» перед «CM» для «круговых мил.В следующей таблице размеров проволоки не указаны размеры больше 4/0 калибра, потому что сплошная медная проволока становится непрактичной для таких размеров. Вместо этого предпочтительна конструкция из многожильного провода.

Проволочный стол для сплошных круглых медных проводников

мил
Размер Диаметр Площадь поперечного сечения Вес
AWG Дюймы ок. кв.дюймов фунтов/1000 футов
4/0 0,4600 211 600 0,1662 640,5
3/0 0,4096 167 800 0,1318 507,9
2/0 0,3648 133 100 0,1045 402,8
1/0 0,3249 105 500 0,08289 319,5
1 0.2893 83 690 0,06573 253,5
2 0,2576 66 370 0,05213 200,9
3 0,2294 52 630 0,04134 159,3
4 0,2043 41 740 0,03278 126,4
5 0,1819 33 100 0,02600 100.2
6 0,1620 26 250 0,02062 79,46
7 0,1443 20 820 0,01635 63.02
8 0,1285 16 510 0,01297 49,97
9 0,1144 13 090 0,01028 39,63
10 0.1019 10 380 0,008155 31,43
11 0,09074 8 234 0,006467 24,92
12 0,08081 6 530 0,005129 19,77
13 0,07196 5 178 0,004067 15,68
14 0,06408 4 107 0.003225 12.43
15 0,05707 3 257 0,002558 9,858
16 0,05082 2 583 0,002028 7,818
17 0,04526 2 048 0,001609 6.200
18 0,04030 1 624 0,001276 4,917
19 0.03589 1 288 0,001012 3,899
20 0,03196 1 022 0,0008023 3,092
21 0,02846 810.1 0,0006363 2,452
22 0,02535 642,5 0,0005046 1,945
23 0,02257 509,5 0.0004001 1,542
24 0,02010 404,0 0,0003173 1,233
25 0,01790 320,4 0,0002517 0,9699
26 0,01594 254,1 0,0001996 0,7692
27 0,01420 201,5 0,0001583 0,6100
28 0.01264 159,8 0,0001255 0,4837
29 0,01126 126,7 0,00009954 0,3836
30 0,01003 100,5 0,00007894 0,3042
31 0,008928 79,70 0,00006260 0,2413
32 0,007950 63,21 0.00004964 0,1913
33 0,007080 50,13 0,00003937 0,1517
34 0,006305 39,75 0,00003122 0,1203
35 0,005615 31,52 0,00002476 0,09542
36 0,005000 25.00 0,00001963 0.07567
37 0,004453 19,83 0,00001557 0,06001
38 0,003965 15,72 0,00001235 0,04759
39 0,003531 12,47 0,000009793 0,03774
40 0,003145 9,888 0,000007766 0,02993
41 0.002800 7,842 0,000006159 0,02374
42 0,002494 6.219 0,000004884 0,01882
43 0,002221 4,932 0,000003873 0,01493

Для некоторых сильноточных приложений требуются проводники с сечением, превышающим практический предел круглого провода. В этих случаях в качестве проводников используются толстые стержни из твердого металла, называемые шинами .Шины обычно изготавливаются из меди или алюминия и чаще всего неизолированы. Они физически поддерживаются вдали от любого каркаса или конструкции, удерживающей их, с помощью опорных стоек изолятора. Хотя квадратное или прямоугольное поперечное сечение очень распространено для формы шинопровода, также используются и другие формы. Площадь поперечного сечения шин обычно измеряется в милах круглой формы (даже для квадратных и прямоугольных шин!), скорее всего, для удобства возможности напрямую приравнять размер шины к круглому проводу.

 

  • Ток течет по проводам большого диаметра легче, чем по проводам малого диаметра, из-за большей площади поперечного сечения, в которой они могут двигаться.
  • Вместо того, чтобы измерять размеры небольших проводов в дюймах, часто используется единица измерения «миль» (1/1000 дюйма).
  • Площадь поперечного сечения провода может быть выражена в квадратных единицах (квадратных дюймах или квадратных милах), круговых милах или в «калибровочной» шкале.
  • Расчет квадратной площади провода для круглого провода включает формулу площади круга:
  • A = πr 2  (квадратные единицы)
  • Вычисление площади в круговых милах для круглой проволоки намного проще из-за того, что единица «круговые милы» была рассчитана именно для этой цели: исключить коэффициенты «пи» и d/2 (радиус) в формула.
  • A = d 2  (круглые единицы)
  • На каждые 4 круговых мила приходится π (3,1416) квадратных мил.
  • Система размеров проводов калибра основана на целых числах, причем большие числа соответствуют проводам меньшего сечения, и наоборот. Провода толщиной более 1 калибра обозначаются нулями: 0, 00, 000 и 0000 (произносится как «одиночное», «двойное», «тройное» и «четырехкратное»).
  • Провода очень больших размеров измеряются в тысячах круговых мил (MCM), что типично для шин и размеров проводов свыше 4/0.
  • Шины — это сплошные стержни из меди или алюминия, используемые в конструкции сильноточных цепей. Соединения к шинам обычно сварные или болтовые, а шины часто неизолированные (неизолированные), поддерживаемые вдали от металлических каркасов с помощью изолирующих стоек.

 

Чем меньше площадь поперечного сечения любого данного провода, тем больше сопротивление для любой данной длины при прочих равных условиях. Провод с большим сопротивлением будет рассеивать большее количество тепловой энергии при любой заданной силе тока, мощность равна P=I 2 Р.

Рассеиваемая мощность  из-за сопротивления проводника проявляется в виде тепла, а чрезмерное тепло может повредить провод (не говоря уже об объектах рядом с проводом), особенно учитывая тот факт, что большинство проводов имеют изоляцию с пластиковое или резиновое покрытие, которое может расплавиться и сгореть. Таким образом, тонкие провода будут выдерживать меньший ток, чем толстые, при прочих равных условиях. Предел допустимого тока проводника известен как его   сила тока .

В первую очередь из соображений безопасности в Соединенных Штатах были установлены определенные стандарты для электропроводки, которые указаны в Национальном электротехническом кодексе (NEC) . В типичных таблицах токов проводов NEC указаны допустимые максимальные токи для различных размеров и применений проводов. Хотя точка плавления меди теоретически накладывает ограничение на допустимую нагрузку проводов, материалы, обычно используемые для изоляции проводников, плавятся при температурах намного ниже точки плавления меди, поэтому практические значения допустимой нагрузки основаны на тепловых ограничениях изоляции . .Падение напряжения из-за чрезмерного сопротивления проводов также является фактором, влияющим на размер проводников для их использования в цепях, но это соображение лучше оценить с помощью более сложных средств (которые мы рассмотрим в этой главе). Например, показана таблица, полученная из листинга NEC:

.

Таблица 11.2 Токовые нагрузки медных проводников на открытом воздухе при 30°C

Изоляция: РУВ, Т THW, THWN ФЭП, ФЭПБ
Тип: ТВ RUH THHN, XHHW
Размер Текущий рейтинг Текущий рейтинг Текущий рейтинг
AWG при 60°С при 75°C при 90°С
20 *9 *12.5
19 *13 18
16 *18 24
14 25 30 35
12 30 35 40
10 40 50 55
8 60 70 80
6 80 95 105
4 105 125 140
2 140 170 190
1 165 195 220
1/0 195 230 260
2/0 225 265 300
3/0 260 310 350
4/0 300 360 405

* = оценочные значения; как правило, провода этих малых размеров не производятся с изоляцией этих типов

 

Обратите внимание на существенную разницу в токовой нагрузке между проводами одинакового размера с разными типами изоляции.Это опять-таки связано с тепловыми пределами (60°, 75°, 90°) каждого типа изоляционного материала.

Эти номинальные значения тока указаны для медных проводников на «свободном воздухе» (максимальная типичная циркуляция воздуха), в отличие от проводов, размещенных в кабелепроводах или кабельных лотках. Как вы заметили, в таблице не указана допустимая нагрузка для проводов малого сечения. Это связано с тем, что NEC занимается в первую очередь силовой проводкой (большие токи, большие провода), а не проводами, обычными для слаботочных электронных устройств.

Последовательности букв, используемые для обозначения типов проводников, имеют определенный смысл, и эти буквы обычно относятся к свойствам изолирующего слоя (слоев) проводника. Некоторые из этих букв обозначают отдельные свойства провода, а другие являются просто аббревиатурами. Например, буква «Т» сама по себе означает «термопласт» в качестве изоляционного материала, как в «TW» или «THHN». Однако трехбуквенная комбинация «MTW» является аббревиатурой Machine Tool Wire , типа провода, изоляция которого сделана гибкой для использования в машинах, подвергающихся значительным движениям или вибрации.

Изоляционный материал

  • C = Хлопок
  • FEP = Фторированный этиленпропилен
  • MI = Минерал (оксид магния)
  • PFA = перфторалкокси
  • R = Резина (иногда неопрен)
  • S = Силиконовая «резина»
  • SA = силикон-асбест
  • T = термопласт
  • TA = термопласт-асбест
  • TFE = политетрафторэтилен («тефлон»)
  • X = Сшитый синтетический полимер
  • Z = модифицированный этилентетрафторэтилен

Тепловая мощность

  • H = 75 градусов Цельсия
  • ЧЧ = 90 градусов Цельсия

Внешнее покрытие («оболочка»)

Специальные условия обслуживания

  • U = Подземный
  • Вт = влажный
  • -2 = 90 градусов Цельсия и влажность

Таким образом, проводник «THWN» имеет изоляцию из термопласта T , H устойчив к изгибу при температуре 75° Цельсия, соответствует условиям W et и поставляется с внешней оболочкой из нейлона N .

Подобные буквенные коды

используются только для проводов общего назначения, например, используемых в домашних хозяйствах и на предприятиях. Для мощных приложений и/или тяжелых условий эксплуатации сложность технологии проводников не поддается классификации по нескольким буквенным кодам. Провода воздушных линий электропередачи обычно представляют собой голый металл, подвешенный к опорам с помощью стеклянных, фарфоровых или керамических опор, известных как изоляторы. Несмотря на это, фактическая конструкция провода, способного выдерживать физические нагрузки, как статические (собственный вес), так и динамические (ветровые) нагрузки, может быть сложной, с несколькими слоями и различными типами металлов, намотанных вместе, чтобы сформировать один проводник.Большие подземные силовые провода иногда изолируют бумагой, а затем помещают в стальную трубу, заполненную азотом или маслом под давлением, чтобы предотвратить проникновение воды. Такие проводники требуют вспомогательного оборудования для поддержания давления жидкости по всей трубе.

Другие изоляционные материалы находят применение в небольших приложениях. Например, провод небольшого диаметра, используемый для изготовления электромагнитов (катушек, создающих магнитное поле из потока электронов), часто изолируется тонким слоем эмали.Эмаль является отличным изоляционным материалом и очень тонкая, что позволяет намотать много «витков» провода на небольшом пространстве.

 

  • Сопротивление проводов создает тепло в рабочих цепях. Это тепло представляет собой потенциальную опасность воспламенения.
  • Тонкие провода имеют более низкий допустимый ток («амперность»), чем толстые провода, из-за их большего сопротивления на единицу длины и, следовательно, большего тепловыделения на единицу тока.
  • В Национальном электротехническом кодексе (NEC) указаны допустимые токи силовой проводки в зависимости от допустимой температуры изоляции и применения провода.

 

Расчет сопротивления провода

 Номинальная сила тока проводника – это грубая оценка сопротивления, основанная на способности тока создавать опасность пожара. Однако мы можем столкнуться с ситуациями, когда падение напряжения, создаваемое сопротивлением проводов в цепи, представляет собой проблему, не связанную с предотвращением возгорания. Например, мы можем проектировать схему, в которой напряжение на компоненте является критическим и не должно опускаться ниже определенного предела. Если это так, то падение напряжения из-за сопротивления проводов может вызвать техническую проблему, при этом находясь в безопасных (противопожарных) пределах по току:

 

 

Если нагрузка в приведенной выше цепи не выдержит напряжения ниже 220 вольт при исходном напряжении 230 вольт, то лучше убедиться, что по ходу проводка не падает более чем на 10 вольт.С учетом как питающего, так и обратного проводников этой цепи остается максимально допустимое падение напряжения в 5 вольт по длине каждого провода. Используя Закон Ома (R=E/I), мы можем определить максимально допустимое сопротивление для каждого отрезка провода:

[латекс]R = \frac{E}{I}[/латекс]

[латекс] = \frac{5V}{25A}[/латекс]

[латекс]R= 0,2 Ом[/латекс]

 

Мы знаем, что длина каждого отрезка провода составляет 2300 футов, но как определить величину сопротивления для провода определенного размера и длины? Для этого нам нужна другая формула:

.

[латекс]\тег{11.2} \text{R}= \rho \ell / \text{A}[/latex]

Эта формула связывает сопротивление проводника с его удельным сопротивлением (греческая буква «ро» (ρ), похожая на строчную букву «р»), его длиной («l») и поперечным сечением. площадь сечения («А»). Обратите внимание, что с переменной длины в верхней части дроби значение сопротивления увеличивается с увеличением длины (аналогия: протолкнуть жидкость через длинную трубу труднее, чем через короткую) и уменьшается с увеличением площади поперечного сечения ( аналогия: по толстой трубе жидкость течет легче, чем по тонкой).Удельное сопротивление является константой для типа рассчитываемого материала проводника.

Удельное сопротивление некоторых проводящих материалов можно найти в следующей таблице. Мы находим медь в нижней части таблицы, уступая только серебру по низкому удельному сопротивлению (хорошей проводимости):

Таблица 11.3         Удельное сопротивление при 20 градусах Цельсия

Материал Элемент/сплав (Ом-смил/фут) (микроом-см)
Нихром Сплав 675 112.2
Нихром V Сплав 650 108,1
Манганин Сплав 290 48,21
Константан Сплав 272,97 45,38
Сталь* Сплав 100 16,62
Платина Элемент 63,16 10,5
Железо Элемент 57.81 9,61
Никель Элемент 41,69 6,93
Цинк Элемент 35,49 5,90
Молибден Элемент 32.12 5,34
Вольфрам Элемент 31,76 5,28
Алюминий Элемент 15,94 2.650
Золото Элемент 13,32 2,214
Медь Элемент 10.09 1,678
Серебро Элемент 9,546 1,587

* = Стальной сплав с содержанием железа 99,5%, углерода 0,5%

 

Обратите внимание, что значения удельного сопротивления в приведенной выше таблице даны в очень странных единицах измерения «Ом-смил/фут» (Ω-смил/фут). Эта единица указывает, какие единицы измерения мы ожидаем использовать в формуле сопротивления ( [латекс]\текст{R}= \rho \ell / \text{A}[/латекс]).В этом случае эти цифры для удельного сопротивления предназначены для использования, когда длина измеряется в футах, а площадь поперечного сечения измеряется в круговых милах.

Единицей измерения удельного сопротивления является ом-метр (Ом-м) или ом-сантиметр (Ом-см) с -7 Ом-см на Ом-смил/фут). В столбце таблицы «Ом-см» цифры фактически масштабированы как мкОм-см из-за их очень малых величин. Например, железо указано как 9.61 мкОм-см, что можно представить как 9,61 x 10 -6 Ом-см.

При использовании единицы омметра для удельного сопротивления в формуле [latex]\text{R}= \rho \ell / \text{A}[/latex] длина должна быть в метрах, а площадь в квадратные метры. При использовании в той же формуле единиц измерения Ом-сантиметр (Ом-см) длина должна быть выражена в сантиметрах, а площадь — в квадратных сантиметрах.

Все эти единицы измерения удельного сопротивления действительны для любого материала (Ом-см мил/фут, Ом-м или Ом-см).Однако можно было бы предпочесть использовать Ω-cmil/ft при работе с круглым проводом, где площадь поперечного сечения уже известна в круглых милах. И наоборот, при работе с шинами нестандартной формы или нестандартными шинами, вырезанными из металлической заготовки, где известны только линейные размеры длины, ширины и высоты, более подходящими единицами удельного сопротивления могут быть Ом-метр или Ом-см.

 

Возвращаясь к нашему примеру цепи, мы искали провод с сопротивлением 0,2 Ом или меньше на протяжении 2300 футов.Предполагая, что мы собираемся использовать медную проволоку (наиболее распространенный тип производимой электрической проволоки), мы можем установить нашу формулу следующим образом:

[латекс]R= ρ\frac{e}{A}[/латекс]

Решение для области (A):

[латекс]A= ρ\frac{e}{R}[/латекс]

[латекс] = (10,09Ω-смил/фут)(\frac{2300ft}{0,2Ω})[/latex]

[латекс]= 116 035 см[/латекс]

 

Алгебраически вычисляя A, мы получаем значение 116 035 круговых мил.Ссылаясь на нашу таблицу размеров сплошной проволоки, мы обнаруживаем, что проволока «двойного размера» (2/0) с 133 100 см-мил подходит, тогда как следующий меньший размер, «одинарная нагрузка» (1/0) с 105 500 см-мил слишком мал. . Имейте в виду, что ток нашей цепи составляет скромные 25 ампер. Согласно нашей таблице допустимых токов для медного провода на открытом воздухе, провода 14 калибра было бы достаточно (что касается , а не , чтобы разжечь огонь). Однако с точки зрения падения напряжения провод 14-го калибра был бы крайне неприемлем.

 

Просто ради интереса, давайте посмотрим, как провод калибра 14 повлиял бы на производительность нашей силовой цепи. Глядя на нашу таблицу размеров проводов, мы обнаруживаем, что провод 14 калибра имеет площадь поперечного сечения 4107 круговых мил. Если мы все еще используем медь в качестве материала провода (хороший выбор, если только мы не действительно богаты и не можем позволить себе 4600 футов серебряной проволоки 14-го калибра!), тогда наше удельное сопротивление все равно будет 10,09 Ом-смил/фут. :

[латекс] R = ρ \ frac {e} {A} [/ латекс]

[латекс] = (10.09 Ом-см мил/фут)(\frac{2300ft}{4107})[/latex]

[латекс] = 5,651 Ом [/латекс]

Помните, что это 5,651 Ом на 2300 футов медного провода 14-го калибра, и что у нас есть два участка по 2300 футов во всей цепи, поэтому каждый отрезок провода в цепи имеет сопротивление 5,651 Ом:

Общее сопротивление проводов нашей цепи в 2 раза больше 5,651 или 11,301 Ом. К сожалению, это и слишком большое сопротивление, чтобы обеспечить силу тока 25 ампер при напряжении источника 230 вольт.Даже если бы наше сопротивление нагрузки было 0 Ом, сопротивление нашей проводки 11,301 Ом ограничило бы ток цепи до 20,352 ампер! Как видите, «небольшое» сопротивление провода может иметь большое значение в характеристиках схемы, особенно в силовых цепях, где токи намного выше, чем обычно встречаются в электронных схемах.

 

Давайте решим пример задачи сопротивления для куска нестандартной шины. Предположим, у нас есть кусок твердого алюминиевого стержня шириной 4 сантиметра, высотой 3 сантиметра и длиной 125 сантиметров, и мы хотим вычислить сквозное сопротивление по длинному измерению (125 см).2})[/латекс]

[латекс] = 27,604 мкОм [/латекс]

Как видите, толщина шины обеспечивает очень низкое сопротивление по сравнению с проводами стандартных размеров, даже при использовании материала с большим удельным сопротивлением.

Методика определения сопротивления сборной шины принципиально не отличается от процедуры определения сопротивления круглого провода. Нам просто нужно убедиться, что площадь поперечного сечения рассчитана правильно и что все единицы соответствуют друг другу, как и должны.

 

  • Сопротивление проводника увеличивается с увеличением длины и уменьшается с увеличением площади поперечного сечения при прочих равных условиях.
  • Удельное сопротивление  (”ρ”) – это свойство любого проводящего материала, цифра, используемая для определения сквозного сопротивления проводника заданной длины и площади по следующей формуле: R = ρl/A
  • Удельное сопротивление материалов указывается в единицах Ом-смил/фут или Ом-метрах (метрических). Коэффициент преобразования между этими двумя единицами равен 1.66243 x 10 -9 Ом-метров на Ом-смил/фут или 1,66243 x 10 -7 Ом-см на Ом-смил/фут.
  • Если падение напряжения проводки в цепи является критическим, необходимо выполнить точные расчеты сопротивления проводов до выбора размера провода.

Вы могли заметить, что в таблице удельных сопротивлений все значения указаны для температуры 20° Цельсия. Если вы подозревали, что это означает, что удельное сопротивление материала может меняться в зависимости от температуры, вы были правы!

Значения сопротивления проводников при любой температуре, отличной от стандартной температуры (обычно указывается 20 градусов Цельсия) в таблице удельных сопротивлений, должны определяться по еще одной формуле:

[латекс]R = R_{ref}[1+α(T-T_{ref})] \tag{11.3}[/латекс]

Где,

[латекс]R = \text{Сопротивление проводимости при температуре «Т»}[/латекс]

[латекс]R_{ref} = \text{Сопротивление проводимости при эталонной температуре}[/latex]

[latex]T_{ref} =\text{ обычно }20°C\text{, но иногда }0°C[/latex]

[латекс]α = \text{Температурный коэффициент сопротивления материала проводника}[/латекс]

[латекс]\текст{Т = температура проводника в градусах Цельсия}[/латекс]

[latex]T_{ref} =\text{Опорная температура, при которой α указывается для проводника}[/latex]

 

Константа «альфа» (α) известна как температурный коэффициент сопротивления и символизирует коэффициент изменения сопротивления на градус изменения температуры.Точно так же, как все материалы имеют определенное удельное сопротивление (при 20°C), они также изменяют  сопротивление в зависимости от температуры на определенные величины. Для чистых металлов этот коэффициент является положительным числом, а это означает, что сопротивление увеличивается с повышением температуры. Для элементов углерода, кремния и германия этот коэффициент является отрицательным числом, а это означает, что сопротивление уменьшается с повышением температуры. Для некоторых металлических сплавов температурный коэффициент сопротивления очень близок к нулю, а это означает, что сопротивление почти не изменяется при изменении температуры (хорошее свойство, если вы хотите построить прецизионный резистор из металлической проволоки!).В следующей таблице приведены температурные коэффициенты сопротивления для нескольких распространенных металлов, как чистых, так и легированных:

Таблица 11.4 Температурные коэффициенты сопротивления при 20 градусах Цельсия

Материал Элемент/сплав «альфа» на градус Цельсия
Никель Элемент 0,005866
Железо Элемент 0,005671
Молибден Элемент 0.004579
Вольфрам Элемент 0,004403
Алюминий Элемент 0,004308
Медь Элемент 0,004041
Серебро Элемент 0,003819
Платина Элемент 0,003729
Золото Элемент 0,003715
Цинк Элемент 0.003847
Сталь* Сплав 0,003
Нихром Сплав 0,00017
Нихром V Сплав 0,00013
Манганин Сплав +/- 0,000015
Константан Сплав -0,000074

* = Стальной сплав с содержанием железа 99,5%, углерода 0,5%   тыс.

 

Давайте посмотрим на пример схемы, чтобы увидеть, как температура может повлиять на сопротивление провода и, следовательно, на производительность схемы:

 

Суммарное сопротивление проводов этой цепи (провод 1 + провод 2) составляет 30 Ом при стандартной температуре.Настроив таблицу значений напряжения, тока и сопротивления получаем:

При 20°С мы получаем 12,5 вольт на нагрузке и всего 1,5 вольта (0,75 + 0,75) на сопротивлении провода. Если бы температура поднялась до 35° по Цельсию, мы могли бы легко определить изменение сопротивления для каждого отрезка провода. Предполагая использование медной проволоки (α = 0,004041), получаем:

[латекс]R = R_{ref}[1+α(T-T_{ref})][/латекс]

[латекс]= (15 Ом)[1+0.004041(35°-20°)][/латекс]

[латекс]= 15,909 Ом[/латекс]

 

Пересчитав значения нашей схемы, мы видим, какие изменения принесет это повышение температуры:

Как видите, напряжение на нагрузке понизилось (с 12,5 вольт до 12,42 вольт) и увеличилось падение напряжения на проводах (с 0,75 вольт до 0,79 вольт) в результате повышения температуры. Хотя изменения могут показаться небольшими, они могут быть значительными для линий электропередач, протянувшихся на километры между электростанциями и подстанциями, подстанциями и нагрузками.На самом деле энергетическим компаниям часто приходится учитывать изменения сопротивления линий, возникающие в результате сезонных колебаний температуры, при расчете допустимой нагрузки системы.

 

  • Удельное сопротивление большинства проводящих материалов изменяется при изменении температуры. Поэтому значения удельного сопротивления всегда указываются при стандартной температуре (обычно 20° или 25° по Цельсию).
  • Коэффициент изменения сопротивления на градус Цельсия при изменении температуры называется температурным коэффициентом сопротивления .Этот фактор обозначается строчной греческой буквой «альфа» (α).
  • Положительный коэффициент для материала означает, что его сопротивление увеличивается с повышением температуры. Чистые металлы обычно имеют положительный температурный коэффициент сопротивления. Коэффициенты, приближающиеся к нулю, можно получить путем сплавления некоторых металлов.
  • Отрицательный коэффициент для материала означает, что его сопротивление уменьшается с повышением температуры. Полупроводниковые материалы (углерод, кремний, германий) обычно имеют отрицательные температурные коэффициенты сопротивления.

 

Атомы в изоляционных материалах имеют очень прочно связанные электроны, очень хорошо сопротивляющиеся свободному потоку электронов. Однако изоляторы не могут выдерживать неограниченное количество напряжения. При подаче достаточного напряжения любой изоляционный материал в конечном итоге поддастся электрическому «давлению», и тогда возникнет ток. Однако, в отличие от ситуации с проводниками, где ток прямо пропорционален приложенному напряжению (при фиксированном сопротивлении), ток через изолятор довольно нелинейный: при напряжениях ниже определенного порога ток практически не течет, но если приложенное напряжение превышает это пороговое напряжение (известное как напряжение пробоя или  электрическая прочность ), возникнет бросок тока.

Диэлектрическая прочность   – это напряжение, необходимое для  пробоя диэлектрика , то есть для пропускания тока через изоляционный материал. После пробоя диэлектрика материал может больше вести себя как изолятор, а может и не вести себя, молекулярная структура была изменена в результате нарушения. Обычно имеется локальный «прокол» изолирующей среды, где ток протекал во время пробоя.

Толщина изоляционного материала играет роль в определении его напряжения пробоя.Удельная диэлектрическая прочность иногда выражается в вольтах на мил (1/1000 дюйма) или киловольтах на дюйм (эти две единицы эквивалентны), но на практике было обнаружено, что зависимость между напряжением пробоя и толщиной не такова. именно линейно. Изолятор в три раза толще, имеет диэлектрическую прочность чуть меньше, чем в 3 раза. Тем не менее, для грубой оценки вполне достаточно значений вольт на толщину.

 

Материал* Диэлектрическая прочность (кВ/дюйм)
Пылесос 20
Воздух от 20 до 75
Фарфор от 40 до 200
Парафиновый воск от 200 до 300
Трансформаторное масло 400
Бакелит от 300 до 550
Резина от 450 до 700
Шеллак 900
Бумага 1250
Тефлон 1500
Стекло от 2000 до 3000
Слюда 5000

* = Перечисленные материалы специально подготовлены для использования в электротехнике.

 

  • При достаточно высоком приложенном напряжении электроны могут высвобождаться из атомов изоляционных материалов, что приводит к возникновению тока через этот материал.
  • Минимальное напряжение, необходимое для «пробоя» изолятора путем пропускания через него тока, называется напряжением пробоя или диэлектрической прочностью .
  • Чем толще кусок изоляционного материала, тем выше напряжение пробоя при прочих равных условиях.
  • Удельная диэлектрическая прочность обычно выражается в одной из двух эквивалентных единиц: вольт на мил или киловольт на дюйм.

Сопротивление куска провода зависит от его температуры, длины, площади поперечного сечения и типа металла, из которого сделан провод. — GCSE Science

Курсовая работа по физике

Сводный отчет о посещении

В рамках нашей курсовой работы по физике мы посетили арену Уэмбли 20 января 2009 года, чтобы посмотреть культурное мероприятие с участием нескольких кинозвезд Болливуда. Арена Уэмбли – уникальный и особенный зал Лондона, где довольно часто проводится множество мероприятий.

В день нашего визита, как только мы поселились, чтобы посмотреть культурное шоу; Меня поразили декорации и тысячи ослепительных огней арены. В шоу были самые впечатляющие музыкальные подборки; его звуки были слышны на протяжении всего шоу. Поскольку я собирался искать какое-то реальное применение физики в нашей повседневной жизни, я наблюдал, как контролируются прекрасное освещение и звук. Из знаний, которые я до сих пор получил, можно предположить, что эти освещение и звук контролировались сопротивлением в задействованных электрических цепях.

Теория

Что такое сопротивление?

Электричество проводится по проводнику, в данном случае по проволоке, с помощью свободных электронов. Количество свободных электронов зависит от материала, и чем больше свободных электронов, тем лучше проводник, т. е. сопротивление меньше. Например, в золоте больше свободных электронов, чем в железе, и в результате оно является лучшим проводником. Свободные электроны получают энергию и в результате движутся и сталкиваются с соседними свободными электронами. Это происходит по всей длине провода и, таким образом, проводится электричество.Сопротивление является результатом потери энергии в виде тепла. Он включает столкновения между свободными электронами и неподвижными частицами металла, другими свободными электронами и примесями. Эти столкновения преобразуют часть энергии, которую несут свободные электроны, в тепло. Сопротивление обычно обозначается символом «R». Единицей электрического сопротивления является ом. По закону Ома падение напряжения (В) на резисторе пропорционально протекающему через него току.

Сопротивление данного провода можно рассчитать по следующей формуле:

R = ρ L /A  

Где:

L = длина (м)

A = площадь поперечного сечения (м2)

ρ = удельное сопротивление металла

Преобразовав уравнение, можно рассчитать удельное сопротивление металла:

ρ = RA / L

Удельное сопротивление различается в зависимости от металла, однако оно является постоянным при комнатной температуре для каждого металла.Это означает, что два отрезка проволоки из одного и того же металла и при комнатной температуре должны давать одинаковый результат при расчете удельного сопротивления независимо от ее длины и площади поперечного сечения. Следующее уравнение может использоваться для расчета сопротивления проволоки:

R = V / I, где: V = Volts

I = AMPS

R = Сопротивление

Факторы, влияющие на сопротивление

Сопротивление куска проволока зависит от ее температуры, длины, площади поперечного сечения и типа металла, из которого изготовлена ​​проволока.

  • Температура провода: Чем выше температура провода, тем выше сопротивление. Это связано с тем, что ионы получают больше энергии вибрации и вибрируют быстрее. Затем электроны отталкиваются от курса еще больше из-за того, что ионы интерпретируют их путь.
  • Длина провода: Длина провода прямо пропорциональна сопротивлению. Прямая пропорциональность — это отношение, при котором одна переменная увеличивается, если другая увеличивается, и уменьшается, если другая уменьшается. Чем длиннее провод, тем больше ионов, с которыми сталкиваются электроны.Это означает, что для прохождения электричества потребуется больше времени.
  • Поперечное сечение провода: Толстый провод оказывает меньшее сопротивление потоку электронов, чем тонкий провод из того же материала. Чем больше сечение, тем меньше сопротивление. Сопротивление обратно пропорционально поперечному сечению провода (соотношение, при котором одна переменная увеличивается, а другая уменьшается), поэтому, если ширина удваивается, сопротивление также удваивается.
  • Материал провода: Металлы являются идеальными проводниками электричества, потому что они имеют свободные электроны, которые помогают течению тока.Чем плотнее материал, тем больше атомов в единице объема. Таким образом, количество столкновений увеличивается. Изоляторы, такие как пластик или дерево, имеют такое высокое сопротивление, что полностью останавливают ток.

Экономические эффекты

Сопротивление возникает при использовании электричества; следовательно, важно знать последствия чрезмерного потребления электроэнергии. Одним из социальных последствий является глобальное потепление. Глобальное потепление усиливалось в последние несколько лет из-за увеличения производства двуокиси углерода, среди других газов и ископаемого топлива.Это также может привести к загрязнению и кислотным дождям, которые наносят ущерб нашей окружающей среде, разрушают наши экосистемы и наши природные ресурсы. Не только это, но и уровень моря и осадки также могут быть затронуты. Более того, с точки зрения здоровья продукты, образующиеся при сгорании ископаемого топлива, чрезвычайно опасны и могут привести к заболеваниям органов дыхания и сердца, а также другим инвалидностям. Говоря о нашей экономике, мы видим, что у людей начнутся проблемы с деньгами, так как не только повысятся цены на электроэнергию, но и понизятся зарплаты из-за того, что наши природные ресурсы истощаются, потому что мы чрезмерно их используем.

Переменные коэффициенты

Факторы, которые я собираюсь варьировать, — это длина константанового провода, и, регулируя переменный резистор, чтобы поддерживать напряжение на фиксированном значении, я буду измерять соответствующий ток для различных длин, таких как 0 см, 10 см, 20 см, 30 см, 40 см, 50 см, 60 см, 60 см, 70, 80 см и 90 см. Факторы, которые я собираюсь оставить постоянными: толщина провода, один и тот же провод, температура и настройка цепи. должно быть таким же.

Устройство:

  • Power Pack
  • Power Pack
  • Meter Power
  • Crocodile Clips
  • Crocodile Clips
  • Crocodile Clips
  • Соединение
  • Ammeter
  • Вольтметр
  • Переменная рейка
  • Схема схема

    Метод

    Я начал завершите эксперимент, настроив схему, как показано выше.Я должен был быть осторожен при подключении цепи, потому что вольтметр нужно было ставить параллельно, а амперметр — последовательно. Константановая проволока была обрезана до длины чуть более 100 см, чтобы к ней можно было прикрепить зажимы типа «крокодил», что сделало результаты более точными.

     Я протянул проволоку и приклеил ее скотчем к линейке. Я сделал это, поэтому мне не нужно каждый раз резать провод, все, что мне нужно сделать, это просто передвинуть один из зажимов-крокодилов на другую длину. Затем включается источник питания.Затем я запишу показания амперметра и занесу результаты в таблицу. После этого подстрою переменный резистор на 3 вольта, что бы показывалось на вольтметре, запишу показания амперметра. На этот раз я еще раз установлю переменный резистор на 3 вольта и запишу показания.

    Безопасность

    Меры предосторожности, которые я должен принять во внимание: Осторожно обращайтесь с блоком питания. Будьте осторожны при прикосновении к проводу, он может быть горячим, он может даже обжечься при превышении напряжения.Не проводите эксперимент во влажных помещениях, так как мусор является очень хорошим проводником электричества, что может быть опасно при контакте с током.

    Добросовестное тестирование

    Чтобы убедиться, что я провожу честное тестирование, я гарантирую, что эксперимент будет проведен как минимум дважды, чтобы получить более надежные и точные результаты. Размеры проволоки остаются прежними, а оборудование находится в хорошем рабочем состоянии.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.