Сопротивление кабеля: Сопротивление медного кабеля | Полезные статьи

Содержание

Кабель АСБ сопротивление: активное, реактивное

Достаточно часто при проектных расчетах электрических сетей на потери напряжения необходимо знать показатели сопротивления жил кабеля. Приведем наиболее необходимые значения для кабеля АСБ.

Таблица 1. АСБ: активное сопротивление постоянному току при температуре + 20о С

Сечение, мм2 Сопротивление жил, Ом
35 0.868
50 0.641
70 0.443
95 0.32
120 0.253
150 0.206
185 0.164
240 0.125
300 0.1
400 0.0778
500 0.0605
630 0.0464
800 0.0367

Таблица 2. АСБ: реактивное индуктивное сопротивление

Сечение, мм2
Реактивное индуктивное сопротивление, Ом/км, кабеля напряжением, кВ
1 6 10 20
10 0.073 0.11 0.122
16 0.068 0.102 0.113
25 0.066 0.091 0.099 0.135
35 0.064 0.087 0.095 0.129
50 0.063 0.083 0.09 0.119
70 0.061 0.08 0.086 0.116
95 0.06 0.078 0.083 0.11
120 0.06 0.076 0.081 0.107
150 0.059 0.074 0.079 0.104
185 0.059 0.073 0.077 0.101
240 0.058 0.071 0.075

Таблица 3. АСБ: реактивное емкостное сопротивление

Сечение, мм2 Реактивное емкостное сопротивление, Ом/км, кабеля напряжением, кВ
6 10 20 35
35 12.11 15.30 - -
50 10.91 13.91 19.78 26.32
70
9.62 12.34 17.69 23.77
95 8.38 10.83 15.77 21.37
120 7.62 9.86 14.48 19.78
150 6.85 8.92 13.16 18.2
185 6.29 8.23 12.20 17.03
240 5.87 7.42 11.10 15.54
300 5.61 6.66 10.05 14.15
400 5.36 6.00 9.10 12.95
500 5.16 5.45 8.32 11.88
630 4.68 4.95 7.56 10.91
800 4.14 4.38 6.75 9.77

Определение сопротивления кабелей на напряжение 6

В данной статье приводятся таблицы активного и индуктивного сопротивления кабелей на напряжение 6 — 35 кВ взятые из различных справочников по проектированию электрических сетей и руководящих указаний.

Значения активного и индуктивного сопротивления кабелей необходимы при расчете токов короткого замыкания и проверки кабеля на потери напряжения.

Сопротивление кабелей с бумажной, резиновой и поливинилхлоридной изоляцией на напряжение 6 — 35 кВ

1. РД 153-34.0-20.527-98 – Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. 2002 г. Таблица П.8, страница 145.

2. Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г. Таблица 2-5, страница 48.

3. Справочник по проектированию электроснабжению. Ю.Г. Барыбина. 1990 г. Таблица 2.63, страницы 175-176.

4. Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004г. Таблицы 3.9.7; 3.9.11; страницы 448-449

Если значения активных и реактивных сопротивлений кабелей, вы не нашли в приведенных таблицах. В этом случае, сопротивление кабеля можно определить по приведенным формулам с подстановкой в них фактических параметров кабелей.

Методика расчета представлена в книге: «Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г, страницы 45-48».

Активное сопротивление кабеля

1. Активное сопротивление однопроволочной жилы, определяется по формуле 2-1, Ом:

где:

  • l — длина жилы, м;
  • s – поперечное сечение жилы, мм2, определяется по формуле: π*d2/4;
  • d – диаметр жилы кабеля;
  • α20 – температурный коэффициент сопротивления, равный при 20 °С:
  • 0,00393 1/град – для меди;
  • 0,00403 1/град – для алюминия;
  • ρ20 – удельное сопротивление материала жилы при 20 °С (температура изготовления жилы), можно принять согласно книги «Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004г.» Таблица 1.14, страница 30.
  • tж – допустимая температура нагрева жилы, согласно ПУЭ п.1.3.10 и 1.3.12.

2. Активное сопротивление многопроволочной жилы определяется также по формуле 2-1, но из-за конструктивных особенностей многопроволочной жилы, вместо значений ρ20 вводиться в формулу ρ

р равное:

  • 0,0184 Ом*мм2/м – для медных жил;
  • 0,031 Ом*мм2/м – для алюминиевых жил.

3. Удельное активное сопротивление жилы, отнесенное к единице длины линии 1 км, определяется из следующих зависимостей, Ом/км:

Индуктивное сопротивление кабеля

1. Удельное реактивное (индуктивное) сопротивление кабеля определяется по формуле 2-8, Ом/км:

где:

  • d – диаметр жилы кабеля.
  • lср – среднее геометрическое расстояние между центрами жил кабеля определяется по формуле [Л1.с.19]:

где:

  • lА-В — расстояние между центрами жил фаз А и В;
  • lВ-С — расстояние между центрами жил фаз В и С;
  • lС-А — расстояние между центрами жил фаз С и А.

Пример

Определить активное и индуктивное сопротивление кабеля марки АВВГнг(А)-LS 3х120 на напряжение 6 кВ производства «Электрокабель» Кольчугинский завод». Длина кабельной линии L = 300 м.

Решение

1. Определяем поперечное сечение токопроводящей жилы кабеля имеющую круглую форму:

S = π*d2/4 = 3,14*13,52/4 = 143 мм2

Расчет поперечного сечение секторной жилы, а также размеры секторных жил на напряжение 0,4 — 10 кВ представлен в статье: «Расчет поперечного сечения секторной жилы кабеля«.

где: d = 13,5 мм – диаметр жилы кабеля (многопроволочные уплотненные жилы), определяется по ГОСТ 22483— 2012 таблица С.3 для кабеля с токопроводящей жилой класса 2. Класс токопроводящей жилы указывается в каталоге завода-изготовителя кабельной продукции.

Ниже представлена классификация жил кабелей, согласно ГОСТ 22483— 2012:

2. Определяем удельное активное сопротивление кабеля марки АВВГнг(А)-LS 3х120, отнесенное к единице длины линии 1 км, Ом/км:

где:

  • l = 1000 м – длина жилы, м;
  • α20 – температурный коэффициент сопротивления, равный при 20 °С:
  • 0, 00393 1/град – для меди;
  • 0,00403 1/град – для алюминия;
  • ρр – удельное сопротивление материала многопроволочной жилы, равное:
  • 0,0184 Ом*мм2/м – для медных жил;
  • 0,031 Ом*мм2/м – для алюминиевых жил;
  • tж = 65 °С — допустимая температура нагрева жилы, для кабеля напряжением 6 кВ, согласно ПУЭ п.1.3.10.

3. Определяем удельное активное сопротивление кабеля, исходя из длины кабельной трассы:

где: L = 0,3 км – длина кабельной трассы, км;

4. Определяем среднее геометрическое расстояние между центрами жил кабеля, учитывая что жилы кабеля расположены в виде треугольника.

где:

  • lА-В = 20,3 мм — расстояние между центрами жил фаз А и В;
  • lВ-С = 20,3 мм — расстояние между центрами жил фаз В и С;
  • lС-А = 20,3 мм — расстояние между центрами жил фаз С и А.

Что бы определить расстояние между центрами жил кабеля, нужно знать диаметр жил кабеля d = 13,5 мм и толщину изоляции жил из поливинилхлоридного пластиката dи.ж = 3,4 мм, согласно ГОСТ 16442-80 таблица 4. Определяем расстояние между центрами жил фаз равное 20,3 мм (см.рис.1).

5. Определяем удельное реактивное (индуктивное) сопротивление кабеля марки АВВГнг(А)-LS 3х120, Ом/км:

где: d = 13,5 мм – диаметр жилы кабеля;

6. Определяем удельное реактивное сопротивление кабеля, исходя из длины кабельной трассы:

Сопротивление кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6 — 35 кВ

Значения активного и реактивного (индуктивного) сопротивления кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена приводятся в каталогах завода-изготовителя. Для ознакомления приведу лишь некоторых производителей кабельной продукции.

«Электрокабель» Кольчугинский завод» – Каталог кабельной продукции.

В таблице 12 – приводятся значения активного сопротивления кабелей согласно ГОСТ 22483-2012

Компания «Estralin» — Каталог силовые кабели и кабельные системы 6 – 220 кВ.

Компания «Камкабель» — Настольная книга проектировщика. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-35 кВ.

Справочники по проектированию электрических сетей и руководящие указания, которые упомянуты в данной статье, вы сможете найти, скачав архив.

Литература:

1. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4-35 кВ, Голубев М.Л. 1980 г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Сопротивление изоляции кабеля

 

Наша электролаборатория оказывает услуги проведения различных электротехнических измерений. Мы располагаем штатом квалифицированных специалистов и полным набором испытательного и измерительного оборудования. Наша аккредитация и сертификаты позволяют выдавать протоколы и акты установленного образца. Мы оперативно откликаемся на обращения наших клиентов, быстро и качественно выполняем заказы.

Измерение сопротивления изоляции кабеля. Прибор MIC-2500

Существует множество ситуаций, когда требуется произвести измерение сопротивления изоляции кабельных линий. Одно дело, когда такие измерения проводятся собственным электротехническим персоналом предприятия или организации для того, чтобы убедиться в исправности кабельной линии. Совсем другое дело, когда на выходе должен появиться юридический документ, именуемый «протоколом проверки сопротивления изоляции проводов и кабелей».

Такой документ будет иметь юридическую силу только в случае, если его выдала электролаборатория прошедшая аккредитацию в уполномоченном государственном органе (Росаккредитация) и имеющая соответствующий аттестат. Например, такой протокол может затребовать энергоснабжающая организация в случае аварийного отключения кабельной линии перед повторным её включением.

Ещё протоколы предоставляются в органы Энергонадзора для приёмки в эксплуатацию вновь смонтированных или реконструируемых электроустановок, при подключении их к электросети энергоснабжающей организации. Требования ПТЭЭП предписывают производить замеры изоляции не реже одного раза в год. Такие протоколы должны хранится у лица ответственного за электрохозяйство. К ним очень «неравнодушны» пожарные инспектора.

Меры безопасности при проведении измерений

Организационные и технических мероприятия, обеспечивающие безопасность персонала во время измерений и испытаний кабельных линий, регламентируются «Правилами по охране труда» Эти правила определяют порядок оформления работ, состав бригады и квалификацию персонала производящего замеры и испытания в зависимости от категории электроустановки. Стоит заметить, что даже измерение изоляции кабельных линий и электропроводки 0.4 кВ с помощью мегомметра должны производить специалисты прошедшие обучение и имеющие соответствующую группу допуска по электробезопасности.

Инженер электролаборатории проводит измерение сопротивления изоляции кабеля. Прибор MIC-2500

Нормы сопротивления изоляции

Параметры изоляции кабелей определяются требованиями пункта 1.8.40 ПУЭ (Правил устройства электроустановок). Для силовых кабелей, осветительных электропроводок, цепей вторичной коммутации до 1000 В. нормой являются 0.5 Мом и выше для каждой жилы кабеля между фазными проводами, по отношению к нулевому проводу и проводу защитного заземления.

Для кабельных линий напряжением выше 1000 В сопротивление не нормируется. Для определения соответствия нормам ПУЭ применяется другой параметр – ток утечки, измеряемый в миллиамперах. Испытания проводят на основе методик, утверждённых Ростехнадзором. Величина испытательного напряжения, величина допустимого тока утечки зависят от рабочего напряжения кабеля и типа его изоляции. Кратность испытательного напряжения зависит от рода тока испытательной установки. С помощью мегомметра можно только оценить качество изоляции высоковольтного кабеля.

Электрики в повседневной практике считают нормальной изоляцию в 1 Мом на каждый киловольт рабочего напряжения. Так сопротивление изоляции кабеля 10 кВ можно считать нормальным, если оно превышает 10 Мом измеренных мегомметром на 2.5 кВ.

Вам нужно провести измерения? Обращайтесь к нам!

Наша электролаборатория аккредитована и имеет свидетельство регистрации электролаборатории в Ростехнадзоре в установленном порядке и проводит все необходимые электротехнические измерения. Например, такие, как измерение сопротивления изоляции электропроводок и кабелей, измерение сопротивления цепи фаза-ноль, измерения связанные с сетью заземления.

Мы оказываем услуги клиентам, расположенным в Москве и Подмосковье. Сфера наших возможностей не ограничивается только измерениями. Еще мы занимаемся проектированием электроустановок и их ремонтом. Обо всем этом вы можете узнать на нашем сайте. Связавшись с нами, вы получите компетентные консультации по всем интересующим вас вопросам.

Похожие статьи

Поддержите наш проект, поделитесь ссылкой!

Уроки по электрическим цепям — линии передачи / Хабр

Ещё не начав читать статью, попробуйте подумать над вопросом: побежит ли ток, если подключить к батарейке очень длинный провод(более чем 300 тысяч километров, сверхпроводник), если противоположные концы провода никуда не подключены? Сколько Ампер?

Прочитав эту статью, вы поймёте в чём смысл волнового сопротивления. Из лекций по теории волн я вынес только то, что волновое сопротивление — это сопротивление волнам. Большая часть студентов, кажется, поняла ровно то же самое. То есть ничего.

Эта статья — весьма вольный перевод этой книги: Lessons In Electric Circuits
Статьи по теме: На Хабре: Контакт есть, сигнала нет
Трэш в Википедии: Длинная линия

50-омный кабель?

В начале моего увлечения электроникой я часто слышал про волновое сопротивление коаксиального кабеля 50Ω. Коаксиальный кабель – это два провода. Центральный провод, изолятор, оплётка, изолятор. Оплётка полностью закрывает центральный проводник. Такой провод используется для передачи слабых сигналов, а оплётка защищает сигнал от помех.


Я был озадачен этой надписью – 50 Ω. Как могут два изолированных проводника иметь сопротивление друг с другом 50 Ω? Я измерил сопротивление между проводами и увидел, как и ожидалось, обрыв. Сопротивление кабеля с одной стороны до другой — ноль. Как бы я не подключал омметр, я так и не смог получить сопротивление 50 Ом.

То, что я не понимал в то время – так это как кабель реагирует на импульсы. Конечно, омметр работает с постоянным током, и показывает, что проводники не соединены друг с другом. Тем не менее, кабель, из-за влияния ёмкости и индуктивности, распределённой по всей длине, работает как резистор. И так же, как и в обычном резисторе, ток пропорционален напряжению. То, что мы видим как пара проводников – важный элемент цепи в присутствии высокочастотных сигналов.

В этот статье вы узнаете что такое линия связи. Многие эффекты линий связи не проявляются при работе с постоянным током или на сетевой частоте 50 Гц. Тем не менее, в высокочастотных схемах эти эффекты весьма значительны. Практическое применение линий передач – в радиосвязи, в компьютерных сетях, и в низкочастотных схемах для защиты от перепадов напряжения или ударов молний.

Провода и скорость света

Рассмотрим следующую схему. Цепь замкнута – лампа зажигается. Цепь разомкнута – лампа гаснет. На самом деле лампа зажигается не мгновенно. Ей как минимум надо раскалиться. Но я хочу заострить внимание не на этом. Хотя электроны двигаются очень медленно, они взаимодействуют друг с другом гораздо быстрее – со скоростью света.


Что произойдёт, если длина проводов будет 300 тысяч км? Так как электроэнергия передаётся с конечной скоростью, очень длинные провода внесут задержку.

Пренебрегая временем на разогрев лампы, и сопротивлением проводов, лампа зажжётся примерно через 1 секунду после включения выключателя. Несмотря на то, что строительство сверхпроводящих ЛЭП такой длины создаст огромные практические проблемы, теоретически это возможно, поэтому наш мысленный эксперимент реален. Когда переключатель выключается, лампа будет продолжать получать питание ещё 1 секунду.
Один из способов представить движение электронов в проводнике – это вагоны поезда. Сами вагоны движутся медленно, только начинают движение, и волна сцеплений передаётся гораздо быстрее.

Другая аналогия, возможно более подходящая – волны в воде. Объект начинает движение горизонтально вдоль поверхности. Создастся волна из-за взаимодействия молекул воды. Волна будет перемещаться гораздо быстрее, чем двигаются молекулы воды.

Электроны взаимодействуют со скоростью света, но движутся гораздо медленнее, подобно молекуле воды на рисунке выше. При очень длинной цепи становится заметна задержка между нажатием на выключатель и включением лампы.

Волновое сопротивление

Предположим, у нас есть два параллельных провода бесконечной длины, без лампочки в конце. Потечёт ли ток при замыкании выключателя?


Несмотря на то, что наш провод — сверхпроводник, мы не можем пренебречь ёмкостью между проводами:


Подключим питание к проводу. Ток заряда конденсатора определяется формулой: I = C(de/dt). Соответственно, мгновенный рост напряжения должен породить бесконечный ток.
Однако ток не может быть бесконечным, так как вдоль проводов есть индуктивность, ограничивающая рост тока. Падение напряжения в индуктивности подчиняется формуле: E = L(dI/dt). Это падение напряжения ограничивает максимальную величину тока.



Поскольку электроны взаимодействуют со скоростью света, волна будет распространяться с той же скоростью. Таким образом, нарастание тока в индуктивностях, и процесс зарядки конденсаторов будет выглядеть следующим образом:




В результате этих взаимодействий, ток через батарею будет ограничен. Так как провода бесконечны, распределённая емкость никогда не зарядится, а индуктивность не даст бесконечно нарастать току. Другими словами, провода будут вести себя как постоянная нагрузка.
Линия передачи ведёт себя как постоянная нагрузка так же, как и резистор. Для источника питания нет никакой разницы, куда бежит ток: в резистор, или в линию передачи. Импеданс (сопротивление) это линии называют волновым сопротивлением, и оно определяется лишь геометрией проводников. Для параллельных проводов с воздушной изоляцией волновое сопротивление рассчитывается так:

Для коаксиального провода формула расчёта волнового сопротивления выглядит несколько иначе:

Если изоляционный материал – не вакуум, скорость распространения будет меньше скорости света. Отношение реальной скорости к скорости света называется коэффициентом укорочения.
Коэффициент укорочения зависит только от свойств изолятора, и рассчитывается по следующей формуле:


Волновое сопротивление известно также как характеристическое сопротивление.
Из формулы видно, что волновое сопротивление увеличивается по мере увеличения расстояния между проводниками. Если проводники отдалить друг от друга, становится меньше их ёмкость, и увеличивается распределённая индуктивность (меньше эффект нейтрализации двух противоположных токов). Меньше ёмкость, больше индуктивность => меньше ток => больше сопротивление. И наоборот, сближение проводов приводит к большей ёмкости, меньшей индуктивности => больше ток => меньше волновое сопротивление.
Исключая эффекты утечки тока через диэлектрик, волновое сопротивление подчиняется следующей формуле:

Линии передачи конечной длины

Линии бесконечной длины – интересная абстракция, но они невозможны. Все линии имеют конечную длину. Если бы тот кусок 50 Ом кабеля RG-58/U, который я измерял с помощью омметра несколько лет назад, был бесконечной длины, я бы зафиксировал сопротивление 50 Ом между внутренним и внешним проводом. Но эта линия не была бесконечной, и она измерялась как открытая, с бесконечным сопротивлением.

Тем не менее, волновое сопротивление важно также и при работе с проводом ограниченной длины. Если к линии приложить переходное напряжение, потечёт ток, который равен отношению напряжения к волновому сопротивлению. Это всего лишь закон Ома. Но он будет действовать не бесконечно, а ограниченное время.

Если в конце линии будет обрыв, то в этой точке ток будет остановлен. И это резкое прекращение тока повлияет на всю линию. Представьте себе поезд, идущий вниз по рельсам, имеющий слабину в муфтах. Если он врежется в стенку, он остановится он не весь сразу: сначала первый, потом второй вагон, и т.д.

Сигнал, распространяющийся от источника, называют падающей волной. Распространение сигнала от нагрузки обратно к источнику называют отражённой волной.

Как только нагромождение электронов в конце линии распространяется обратно к батарее, ток в линии прекращается, и она ведёт себя как обычная открытая схема. Всё это происходит очень быстро для линий разумной длины так, что омметр не успевает померить сопротивление. Не успевает поймать тот промежуток времени, когда схема ведёт себя как резистор. Для километрового кабеля с коэффициентом укорочения 0,66 сигнал распространяется всего 5.05мкс. Отражённая волна идёт обратно к источнику ещё столько же, то есть в сумме 10,1 мкс.

Высокоскоростные приборы способны измерить это время между посылкой сигнала и приходом отражения для определения длины кабеля. Этот метод может быть применён также для определения обрыва одного или обоих проводов кабеля. Такие приборы называются рефлектометры для кабельных линий. Основной принцип тот же, что и у ультразвуковых гидролокаторов: генерация импульса и замер времени до эха.

Аналогичное явление происходит и в случае короткого замыкания: когда волна достигает конца линии, она отражается обратно, так как напряжение не может существовать между двумя соединёнными проводами. Когда отражённая волна достигает источника, источник видит, что произошло короткое замыкание. Всё это происходит за время распространения сигнала туда + время обратно.

Простой эксперимент иллюстрирует явление отражения волн. Возьмите верёвку, как показано на рисунке, и дёрните её. Начнёт распространяться волна, пока она полностью не погасится за счёт трения.

Это похоже на длинную линию с потерями. Уровень сигнала будет падать по мере продвижения по линии. Однако, если второй конец закрепить на твёрдую стенку, возникнет отражённая волна:

Как правило, назначением линии передачи является передача электрического сигнала от одной точки к другой.

Отражения могут быть исключены, если терминатор на линии в точности равен волновому сопротивлению. Например, разомкнутая или короткозамкнутая линия будет отражать весь сигнал обратно к источнику. Но если на конце линии включить резистор 50 Ом, то вся энергия будет поглощена на резисторе.

Это всё имеет смысл, если мы вернёмся к нашей гипотетической бесконечной линии. Она ведёт себя как постоянный резистор. Если мы ограничим длину провода, то он будет себя вести как резистор лишь некоторое время, а потом – как короткое замыкание, или открытая цепь. Однако, если мы поставим резистор 50 Ом на конец линии, она вновь будет себя вести как бесконечная линия.



В сущности, резистор на конце линии, равный волновому сопротивлению, делает линию бесконечной с точки зрения источника, потому что резистор может вечно рассеивать энергию так же, как и бесконечные линии могут поглощать энергию.

Отражённая волна, вернувшись обратно к источнику, может вновь отразиться, если волновое сопротивление источника не равно в точности волновому сопротивлению. Этот тип отражений особенно опасен, он делает вид, что источник передал импульс.

Короткие и длинные линии передачи

В цепях постоянного тока волновое сопротивление, как правило, игнорируется. Даже коаксиальный кабель в таких цепях применяется лишь для защиты от помех. Это связано с короткими промежутками времени распространения по сравнению с периодом сигнала. Как мы узнали в предыдущей главе, линия передачи ведёт себя как резистор до тех пор, пока отражённая волна на вернётся обратно к источнику. По истечении этого времени (10,1 мкс для километрового кабеля), источник видит полное сопротивление цепи.

В случае, если цепь передаётся низкочастотный сигнал, источник на какое-то время видит волновое сопротвление, а потом – полное сопротивление линии. Мы знаем, что величина сигнала не равна по всей длине линии из-за распространения со скоростью света(почти). Но фаза низкочастотного сигнала изменяется незначительно за время распространения сигнала. Так, мы можем считать, что напряжение и фаза сигнала во всех точках линии равна.

В этом случае мы можем считать что линия является короткой, потому что время распространения гораздо меньше периода сигнала. В противовес, длинная линия это такая, где за время распространения форма сигнала успевает измениться на большую часть фазы, либо даже передать несколько периодов сигнала. Длинными линиями считаются такие, когда фаза сигнала меняется более чем на 90 градусов за время распространения. До этого в данной книге мы рассматривали лишь короткие линии.

Чтобы определить тип линии(длинная, короткая), мы должны сравнить её длину и частоту сигнала. Например, период сигнала с частотой 60Гц равен 16,66мс. При распространении со скоростью света(300 тысяч км/с) сигнал пройдёт 5000км. Если коэффициент укорочения будет меньше 1, то и скорость будет меньше 300 тысяч км/с, и расстояние меньше во столько же раз. Но даже если использовать коэффициент укорочения коаксиального кабеля(0,66), расстояние всё равно будет велико — 3300км! Независимо от длины кабеля это называется длиной волны.

Простая формула позволяет вычислить длину волны:


Длинная линия – такая, где хотя бы умещается ¼ длины волны в длину. И теперь вы можете понять, почему все линии прежде относятся к коротким. Для систем питания переменного тока 60Гц длина кабеля должна превышать 825 км, чтобы эффекты распространения сигнала стали значительными. Кабели от аудио усилителя к колонкам должны быть более 7,5 км в длину, чтобы существенно повлиять на 10кГц звуковой сигнал!

Когда имеешь дело с радиочастотными системами, задача с длиной линии передачи является далеко не такой тривиальной. Рассмотрим 100МГц радиосигнал: его длина волны 3 метра даже на скорости света. Линия передачи должна быть более 75 см в длину, чтобы считаться длинной. С коэффициентом укорочения 0,66 эта критическая длина составит всего 50 см.

Когда электрический источник подключен к нагрузке через короткую линию передачи, доминирует импеданс нагрузки. То есть, когда линия короткая, волновое сопротивление не влияет на поведение схемы. Мы можем это увидеть при тестировании коаксиального кабеля омметром: мы видит разрыв. Хотя линия ведёт себя как резистор 50Ом (RG/58U кабель) на короткое время, после этого времени мы увидим обрыв. Так как время реакции омметра значительно больше времени распространения сигнала, мы видим обрыв. Эта очень большая скорость распространения сигнала не позволяет нам обнаружить 50Ом переходное сопротивление омметром.

Если мы будем использовать коаксиальный кабель для передачи постоянного тока, кабель будет считаться коротким, и его волновое сопротивление не будет влиять на работу схемы. Обратите внимание, что короткой линией будет называться любая линия, где изменение сигнала происходит медленнее, чем сигнал распространяется по линии. Почти любая физическая длина кабеля может являться короткой с точки зрения волнового сопротивления и отражённых волн. Используя же кабель для передачи высокочастотного сигнала, можно по разному оценивать длину линии.

Если источник подключен к нагрузке через длинные линии передачи, собственное волновое сопротивление доминирует над сопротивлением нагрузки. Иными словами, электрически длинная линия выступает в качестве основного компонента в цепи, и её свойства доминируют над свойствами нагрузки. С источник, подключенным к одному концу кабеля и передаёт ток на нагрузку, но ток в первую очередь идёт не в нагрузку, а в линию. Это становиться всё более верным, чем длиннее у нас линия. Рассмотрим наш гипотетический 50Ом бесконечный кабель. Независимо от того, какую нагрузку мы подключаем на другой конец, источник будет видеть лишь 50Ом. В этом случае сопротивление линии является определяющим, а сопротивление нагрузки не будет иметь значения.

Наиболее эффективный способ свести к минимуму влияние длины линии передачи – нагрузить линию сопротивлением. Если сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению, то любой источник будет видеть то же самое сопротивление, независимо от длины линии. Таким образом, длина линии будет влиять только на задержку сигнала. Тем не менее, полное совпадение сопротивления нагрузки и волнового сопротивления не всегда возможно.

В следующем разделе рассматриваются линии передачи, особенно когда длина линии равна дробной части волны.

Надеюсь, вы прояснили для себя основные физические принципы работы кабелей
К сожалению, следующая глава очень большая. Книга читается на одном дыхании, и в какой-то момент надо остановиться. Для первого поста, думаю, этого хватит. Спасибо за внимание.

Продолжение здесь

Сопротивление изоляции кабеля: нормы, таблица

Одной из важнейших характеристик проводника является сопротивление. Особенно это важно для кабелей, которые могут иметь длину в несколько километров. Сопротивление зависит от материала и площади поперечного сечения провода. Отклонение сопротивления от нормы в большую или меньшую стороны влияет на потери энергии и безопасность системы.

Какое должно быть сопротивление изоляции кабеля и проводов

Минимальное значение этой характеристики измеренного напряжения должно быть выше номинального значения. Требуемое значение определяется производителем кабеля или электротехнического изделия в соответствии с текущими спецификациями. Существует несколько видов электротехнических изделий:

  • Универсальные.
  • Силовые.
  • Контрольные.
  • Распределительные.
Измерение сопротивления

Делятся они не только по физическим характеристикам, но и по структуре. Например, кабели, предназначенные для прокладки под землей, армированы металлической лентой и состоят из нескольких слоев изоляционного материала. Измеряется сопротивление изоляции в омах. Однако поскольку значение индикатора велико, всегда используется приставка «мега». Указанное число рассчитывается для конкретной длины, обычно одного километра. Если длина менее 1000 метров, нужно выполнить пересчет. Для кабелей, используемых для передачи и передачи низкочастотных сигналов, сопротивление изоляции должно быть не менее 5000 МОм / км. Но для основной линии — более 10 МОм / км. В то же время минимальное требуемое значение всегда указывается в паспорте продукта.

Как правило, принимаются следующие спецификации сопротивления изоляции:

  • Кабели, размещенные в комнате с нормальными условиями окружающей среды, 0,50 Мом.
  • Электрические плиты, не используемые для передачи − 1 МОм.
  • Распределительные щиты, содержащие компоненты для распределения электроэнергии И магистральные линии − 1 МОм.
  • Изделия, обеспечивающие напряжение до 50 В — 0,3 МОм.
  • Двигатели и другое оборудование, работающее при напряжении 100-380 В, − 0,5 МОм.
  • Оборудование, подключенное к линиям электропередачи, предназначенное для передачи сигналов с максимальной амплитудой 1 кВ — 1 МОм.

Важно! Для кабелей, подключенных к силовой цепи, применяются немного другие характеристики. Следовательно, провода, используемые в электрической сети с напряжением, превышающим 1 кВ, должны иметь значение сопротивления не менее 10 МОм.

Для линий управления стандарт требует значения сопротивления не менее 1 МОм

Проверка сопротивления

Безопасность зависит от сопротивления. Поэтому важно регулярно измерять это значение для выявления отклонений. Кроме того, для промышленных объектов указаны обязательные циклы измерений. В соответствии с установленными нормами и правилами, проверки сопротивления изоляции проводов и кабелей должны проводиться:

  • Для мобильных или переносных установок не реже одного раза в шесть месяцев.
  • Для внешнего оборудования и наружных кабелей и более опасных помещений — не реже одного раза в год.
  • Во всех других случаях — каждые три года.
Схема подключения мегомметра

Как измерить сопротивление изоляции кабеля

Перед испытанием следует удалить остаточный заряд с отсоединенных токоведущих частей. Это делается путем подключения их к наземной шине. Снимается контактная перемычка только после подключения прибора-измерителя. В конце теста остаточный заряд снова снимается путем кратковременного замыкания на землю. Найти величину сопротивления можно двумя путями: либо с помощью расчета или таблицы, либо непосредственно с помощью приборов.

По таблице ПУЭ

Значения сопротивления зависят от поперечного сечения элемента, проводящего электрический ток, и материала, из которого он изготовлен.

Таблица для алюминиевого провода

Обычно это медь или алюминий. Основные значения указаны в таблице:

Таблица для медного провода

С помощью приборов

Как правило, оборудование, используемое для проведения измерений, делится на две группы: панельные измерители и мегомметры. Первый используется для мобильных или стационарных электрических установок с независимой нейтралью. Индикаторы и компоненты реле включены в типичную конструкцию оборудования контроля изоляции. Эти счетчики могут работать в непрерывном режиме и могут использоваться в сетях переменного тока напряжением 220 В или 380 В с разными частотами.

В большинстве же случаев измерение производится с помощью мегомметра. Он отличается от обычных омметров тем, что может работать при достаточно высоких значениях напряжения, генерируемых самим устройством. Существует два типа мегомметров:

Аналоговый приборЦифровой датчик

Стандартный мегомметр содержит три датчика. К ним подключаются: защитное заземление, измерительные провода, экранирование. Последний используется для устранения тока утечки.

Метод измерения можно выразить следующим образом:

  • В соответствии с требованиями, предъявляемыми к производственной линии, выбирается испытательное напряжение. Например, для домашней проводки значение устанавливается в диапазоне от 100 до 500 В.
  • При использовании цифрового устройства необходимо нажать кнопку «Тест», а на аналоговом устройстве поворачивать ручку, пока индикатор не покажет требуемое значение напряжения.
  • Линейный выход тестера подключить к испытательному сердечнику кабеля, а выход заземления к жгуту из остальных проводов. То есть каждый сердечник проверяется относительно остальных электрических проводов, электрически соединенных друг с другом.

Важно! Если полученные данные неудовлетворительные, каждая жила в кабеле проверяется отдельно.

  • Записать все полученные значения и сравнить их со спецификациями.
Подключение датчика к кабелям

Меры безопасности

Один из основных принципов исследования изоляции — невозможно начать работу, не убедившись, что в зоне измерения нет напряжения. Оборудование, используемое для тестирования, должно быть сертифицированным. Должен использоваться мегомметр, выходное напряжение которого соответствует установленным стандартам. Поэтому для сетей или устройств с напряжением до 50 В будет использоваться тестер, который имеет значение в 100 В, в то время как устройства с более низкими значениями не смогут предоставить правдивую информацию о, а более мощные устройства могут вызвать повреждение цепи.

Измерение сопротивления важно для любого типа кабеля. От этого зависит безопасность работы всей электрической цепи. Проводится измерение специальным прибором, а затем результаты сравниваются с таблицей и данными, указанными в прикладной документации.

Проверка и испытание трансформаторного масла на пробой

Как измерить электрическое сопротивление шлейфа кабеля.

В области связи шлейф представляет собой провода одной пары, которые соединены на другом конце линии, при этом сопротивление шлейфа является суммарным сопротивлением двух проводов, принадлежащих этой одной паре. Для определения шлейфа необходимо:

  • скоротить две жилы кабеля;
  • на другой стороне выполнить необходимые измерения;
  • рассчитать длину кабеля и расстояние до места повреждения.

Получить точные результаты по измерению сопротивления шлейфа с помощью простого тестера получается не всегда, здесь необходим специальный сложный прибор – омметр, позволяющий измерить необходимое сопротивление в десятых долях Ома. Как правило, омметр используется для замеров сопротивления по постоянному току, однако многие современные электронные омметры способны использовать для этих целей переменный ток. Получение такой точности шлейфа позволяет измерить длину кабеля, а также, что является весьма востребованным, определить длину до места дефекта при коротком замыкании в линии.

 Измерение сопротивления шлейфа кабеля в зависимости от его вида и длины

Каждый отдельный вид кабеля имеет разный диаметр жил, которые, соответственно, имеют и разное погонное сопротивление. При этом также следует учитывать и тот факт, что диаметр жил не нормирован. Поэтому каждому диаметру соответствует своя норма сопротивления шлейфа. Еще одним фактором, влияющим на сопротивление шлейфа, даже при условии его измерения на одной линии, является температура микроклимата, в котором находится кабель. Как правило, нормы сопротивления приводятся для средней температуры, равной 20º С. Естественно, кабель, который проложен в грунте, имеет совсем другую температуру, а, значит, и сопротивление, что обозначается дополнительными поправками.

На данном этапе развития области связи появляются совершенно новые приборы, которые способны точно измерить сопротивление шлейфа кабеля без учета каких-либо поправок. Это стало возможным благодаря тому, что в память таких омметров уже внесены все необходимые таблицы с поправками и методы измерения, что значительно облегчает весь процесс. Работая с такими модернизированными и функциональными приборами, необходимо:

  • указать характеристики кабеля;
  • определить тип кабеля;
  • замерить температуру;
  • нажать соответствующую кнопку на устройстве;
  • получить точные результаты.

Процесс измерения сопротивления шлейфа кабеля заставляет учитывать его зависимость от длины кабеля. Руководства по применению различных изделий, в которых используется кабель, обычно указывают максимальную длину кабельной пары при указанном типе кабеля, а также диаметре жилы в паре. Эти данные необходимы для определения паспортной скорости работы для каждого конкретного изделия. При измерении погонного сопротивления следует учитывать, что по шлейфу реальная кабельная пара может состоять из таких участков, у которых имеется разный диаметр жил.

Аварийное измерение сопротивления шлейфа кабеля

Особым случаем измерения сопротивления шлейфа кабеля является аварийное измерение, которое заключается не только в определении поврежденной области кабеля, но также в уточнении непосредственного места повреждения. Среди наиболее распространенных дефектов кабельных линий можно назвать повреждение изоляции между жилами, обрыв жил, разбивание пар, а также повреждение изоляции с сопутствующим обрывом жил. Самым сложным примером дефектов являются повреждения, которые приводят к понижению электрического сопротивления изоляции.

Чтобы определить характер обнаруженного повреждения следует выполнить измерение:

  • омической асимметрии;
  • электрического сопротивления изоляции;
  • электрического сопротивления шлейфа.

Когда характер дефекта определен, переходят к выбору способа, с помощью которого будет измерено точное расстояние до непосредственного повреждения. Выбор способа измерения зависит от нескольких факторов: величина переходных сопротивлений, наличие/отсутствие исправных жил, длина кабеля, имеющиеся в распоряжении измерительные приборы.

При выборе того или иного метода измерения сопротивления шлейфа следует учитывать, что не все они способны дать достаточно точные результаты. В любом случае проверка выше указанных факторов, влияющих на погрешность измерения, сможет дать наиболее правильные результаты, которые позволят успешно устранить любой дефект, возникший на линии связи.


Сопротивление кабельной линии

Практически все кабельные линии в процессе их эксплуатации могут подвергаться разнообразным испытаниям. В результате этого могут возникать:

дефекты в изоляции;

ослабленные места;

дефекты оболочки кабелей;

дефекты концевой и соединительной арматуры и иных элементов кабельных линий.

Виды повреждений кабельной линии

Такие повреждения по своему характеру могут иметь устойчивый и не устойчивый, простой и сложный характер.

Устойчивый характер

Устойчивый характер повреждения связан с коротким замыканием, а также с низкоомными утечками или и обрывами. В этом случае сопротивление кабельной линии в месте повреждения носит неизменный характер.

Неустойчивый характер

Неустойчивый характер повреждений, который может иметь кабельная линия, связан с:

утечкой и продольным сопротивлением, имеющим большие величины сопротивлений:

«заплывающими пробоями», возникающими в силовых кабельных линиях;

увлажнением мест нарушения изоляции.

Такие повреждения могут оставаться постоянно неустойчивыми, могут самоустраняться или переходить в устойчивые. Неустойчивое сопротивление может возникать под воздействием таких разнообразных негативных дестабилизирующих факторов, как перепад напряжения, тока, температуры или влажности.

Каким образом можно обнаружить устойчивые и неустойчивые повреждения

Устойчивые повреждения определяются при помощи прозвонки кабелей или путём измерения сопротивления изоляции при наличии или отсутствии дестабилизирующих факторов. Это происходит благодаря проведению дистанционного и трассового метода выявления.

Нарушение сопротивления кабельной линии легче определить при помощи дистанционного метода, который даёт возможность значительно сократить не только время точного определения места утечки, но и саму трудоемкость процесса. Этот метод более всего актуален для кабельных линий протяжённого характера.

Зона обследования кабельной линии при помощи трассовых методов существенно сужается.

Наиболее эффективным считается метод совместного использования приборов трассового и дистанционного определения повреждённых мест. С этой целью прибор дистанционного типа поможет определить зону, где нарушено место сопротивления кабельной линии, после чего трассовый прибор в пределах обнаруженной зоны более точно устанавливает местонахождение повреждения.

Основные причины временных изменений параметров существующих кабелей — повышение сопротивлений сростков жил кабелей в местах стыка строительных длин и ухудшение диэлектрических свойств изоляции.

Кабельная линия монтируется, как правило, для того, чтобы пропускать ток с определенным показателем сопротивления. Практика показывает: чем меньше сечение провода, входящего в состав кабеля, тем больше будет сопротивление, которое оказывает проходящему по самому кабелю току.

Иначе говоря, сопротивление кабельной линии – это способность линий препятствовать прохождению через них электрического тока. Обозначается такое сопротивление Ом и выражается отношением напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по проводнику.

Ток, который проходит по кабельной линии, может встречаться с различными сопротивлениями. Так, если кабель отличается большой длиной и небольшой толщиной, то потери электроэнергии в данном случае будут более чем значительными, поскольку идут они на полноценный нагрев проводника.

Кроме того, часто случается и обратная реакция: из-за слишком большого тока, текущего покабельным линиям, происходит сильнейшее нагревание проводника, что приводит к перегреванию и последующему воспламенению линии.

Вот почему сопротивление кабельной линии необходимо проводить для того, чтобы исключить лишние потери электроэнергии, а также предупредить возникновение аварийной ситуации.

Для измерения сопротивления кабельных линий используется несколько типов оборудования, в числе которых омметр, специальный измерительный мост, а также многофункциональные и комбинированные приборы — универсальные вольтметры, мультиметры и другой оборудование.

Все показатели сопротивления должны соответствовать одному важнейшему нормативу — ГЭТ 14-91 Государственному первичному эталону единицы электрического сопротивления.

Для воспроизведения сопротивления кабельных линий специалистами могут использоваться универсальные наборы резисторов, а также катушки электрического сопротивления.

Сварка сопротивлением

Являясь лидером в области кабелей и принадлежностей для контактной сварки, Flex-Cable является основным поставщиком для мировой автомобильной промышленности и занимает прочные позиции у производителей оригинального оборудования (OEM) в отраслях бытовой техники, электроники и потребительских товаров.

В сегодняшнем мире быстрого роста и высоких технологий, где продукт может быть здесь сегодня и исчезнуть завтра; сервис, качество и технологии — ключевые активы, которые отделяют немногих от многих.Более 55 лет компания Flex-Cable разрабатывала эти активы, чтобы быть признанным лидером в области технологии кабелей для контактной сварки.

Flex-Cable предлагает исключительный дизайн, сборку и энергопотребление. Наши кабели для контактной сварки не требуют особого обслуживания и обеспечивают более длительный срок службы. Размер для размера, расположение проводов дает примерно на 10% больше тока для данного приложенного напряжения, чем другие доступные типы кабелей.

Гибкие кабели для контактной сварки Кабели изготавливаются одним из двух способов.

Процесс стандартизации

Запатентованный процесс с шестигранной попеременной полярностью, использующий уникальную конструкцию троса с низким уровнем износа. Обеспечивает самое низкое индуктивное реактивное сопротивление и самое низкое сопротивление при самом высоком коэффициенте электрической мощности среди всех кабелей на современном рынке. Положительные каналы охлаждения увеличивают тепловую эффективность, а специальные каналы для воды уменьшают нагрев терминала.

Кабель для контактной электросварки Color-Flex

Оболочка кабеля для резистивной сварки Color-Flex изготовлена ​​из шестислойной смеси натурального каучука особого состава с износостойким амортизатором в качестве неотъемлемой части куртки, что делает его полностью прочным, чтобы выдерживать повреждения и изгибы.

Кабель для комплексной контактной сварки

Доступные как в стандартном, так и в технологическом процессе Flex-cel, эти кабели для контактной сварки изготовлены из специально разработанной резиновой оболочки с учетом эргономики, предлагая индивидуально обернутые внутренние медные тросы с перфорированной защитной гильзой, которая улучшит поток воды, снизит рабочую температуру и улучшит гибкость.

Процесс Flex-cel

Ультрасовременный процесс, на который подана заявка на патент, который включает в себя специально экструдированный каучуковый материал на основе этиленпропилендиенового мономера, покрывающий каждый отдельный токопроводящий трос внутри кабеля.Затем пробиваются симметричные каналы охлаждения для захвата и изоляции оборванных жил медной проволоки, чтобы предотвратить загрязнение системы охлаждения и затруднение потока воды. Воздействие вихревого потока воды вызывает повышенную теплопередачу, что приводит к более высокой эффективности охлаждения. Эта концепция занимает меньший объем, чем стандартные кабели-разделители, что обеспечивает повышенную гибкость, а также дополнительный объем воды для уменьшения нагрева.

Американский силовой сварочный кабель для сопротивления

В сочетании с надлежащей одеждой и хорошей программой профилактического обслуживания этот кабель для контактной сварки практически исключает время простоя.Внутренняя конструкция и внешний шланг делают этот кабель практичным и ценным.

Кабель для контактной сварки сопротивления Euro-Flex

Эти кабели для контактной сварки имеют прочную уретановую внешнюю оболочку, что позволяет объединить преимущества безопасности, устойчивости к истиранию и длительного срока службы кабеля в одной уникальной конструкции. Перфорация и пространство для потока между проволокой и материалом создают достаточную систему принудительного термического охлаждения.


Запросить ценовое предложение

Руководство по химической стойкости — Кабельные системы AFC

Руководство по химической стойкости

Загрузите «Руководство по химической стойкости» в формате PDF

Информация, содержащаяся в Руководстве по химической стойкости, основана на различных литературных ссылках и источниках.Это можно рассматривать как основу химической стойкости, но не как гарантию. Настоятельно рекомендуется, чтобы определенные продукты Liquid-Tuff ™ были протестированы в реальных условиях эксплуатации, чтобы определить их пригодность. Образцы жидкого туфа для испытаний на химическую стойкость доступны по запросу.

Ключ материала оболочки Обозначение рейтинга
ПВХ = поливинилхлорид E = Устойчивый: подходит для непрерывного воздействия
TPR = термопластичный эластомер G = подходит для периодической экспозиции
TPU = термопластичный полиуретан F = Используйте только , если допустим ограниченный срок службы
X = Не использовать
Химический Концентрация ПВХ TPE TPU
А
ASTM® Fuel A F G G
ASTM® Fuel B X F F
ASTM® Fuel C F F
ASTM® Oil No.1 G G G
Масло ASTM® № 2 G
Масло ASTM® № 3 F G
Ацетальдегид
Ацетамид
Ацетатные растворители X
Уксусная кислота (ледяная) F G
Уксусная кислота 40 G E G
Уксусная кислота 10 G E G
Уксусный ангидрид X
Ацетон X X
Ацетилбромид
Ацетилхлорид
Ацетилен
Акрилонитрит E E
Адипиновая кислота
Спирты
Спирты (алифатические) F
Щелочи E
Аллиловый спирт
Соли алюминия E
Хлорид алюминия E G
Сульфат алюминия (квасцы) E
Сульфид алюминия
Квасцы
Аммиак G
Аммиак (сухой газ) E G
Аммиак (безводные жидкости) X
Аммиак (водный) E
Аммонизированный латекс E
Ацетат аммония
Карбонат аммония
Хлорид аммония E G
Хлорид аммония 10 E
Гидроксид аммония E
Нитрат аммония
Химическая промышленность % ПВХ TPE TPU
Персульфат аммония
Соли аммония
Сульфат аммония
Сульфид аммония
Тицианид аммония
Амилацетат X
Амиловый спирт
Амилхлорид
Анилин E X
Анилина гидрохлорид
Анилиновые масла X
Животные жиры и масла E
Анисовое масло
Антрацен X
Антифризы 50/50 E
Соли сурьмы
Царская вода
Ароматическое топливо X
Ароматические углеводороды X
Соли мышьяка
Асфальт X
Аттар из роз
B
Банановое масло X X
Карбонат бария
Хлорид бария E
Гидроксид бария E
Соли бария
Сульфид бария E
Аккумуляторная кислота
Бензальдегид
Бензальдегид
Бензол X X X
Бензин (петролейный эфир) F
Бензойная кислота
Бензол
Бензил X
Битум
Borax E
Смесь бордо E
Борная кислота E G
Химическая промышленность % ПВХ TPE TPU
Тормозная жидкость E
Тормозная жидкость A X
Рассол E
Бром X X
Бромбензол X
Бункерное масло
Бутан G
Бутанол
Бутилацетат X E X
Бутиловый спирт G X
Бутиленгликоль
Масляная кислота
С
Карбонат кальция
Хлорид кальция 20 E E G
Хлорид кальция 10 E E G
Гидроксид кальция E
Гипохлорит кальция E
Нитрат кальция
Сульфат кальция
Камфора
Карболовая кислота (фенол) G
Двуокись углерода E
Дисульфид углерода X
Тетрахлорид углерода X X
Угольная кислота E
Казеин E
Касторовое масло E
Катехол
Каустическая сода E E
Виолончель-Solv X
Хлорированные углеводороды X
Хлорированная известь
Хлор X
Хлор (водный раствор) 40 F G
Хлор (сухой и влажный) X
Хлоруксусная кислота
Хлорбензол X X
Хлорбромметан
Хлороформ X X
Хромированные ванны
Химическая промышленность % ПВХ TPE TPU
Хромовая кислота 40 F X
Хромовая кислота 10 G
Хромовая кислота 1 E
Сульфат хрома-калия
Соли хрома
Лимонная кислота E
Каменноугольная смола X
Кокосовое масло F
Соли меди
Кукурузное масло E
Хлопковое масло F
Креозот X
Крезол F
Крезиловая кислота X
Хлорид меди
Нитрат меди
сульфат меди
Циклогексан G X X
Циклогексанол
Циклогексанон G
Д
ДДТ-убийца сорняков E
DOP
DTE Oil
декалин
Обезжиривающие жидкости X
Моющие средства (для мытья посуды) E E
Di Iso Cyante F
Ди-метилформамид X
Ди-метилгидразин X
Диизодецилфталат X
Дибутиловый эфир
Дибутилфталат X
Дихлорбензол
Дихлорэтилен X
Дизельное топливо X G
Дизельные масла F
Диэфирное масло
Диэтиловый эфир E E
Химическая промышленность % ПВХ TPE TPU
Диэтиленгликоль G
Диметилацетамид
Диметилформамид E
Диоктилфталат (DOP) X E E
Диоксан E
Додейл Меркаптан
Убийца сорняков Dow General Weed Killer (h30) G
Dow General Weed Killer (фенол) X
Даутерм
E
Пищевые жиры и масла
Сложные эфиры X
Эфир X X
Этилацетат X X
Этиловый спирт (этанол) F E X
Этилбромид
Этилхлорид
Хлорид этилена G
Дихлорид этилена X
Этиленгликоль 50 G G
Оксид этилена X
ф
Жирные кислоты E
Хлорид железа E G
Нитрат железа
Сульфат железа E
Хлорид железа E
Сульфат железа E
Фторхлоруглеводороды
Формальдегид 40 X
Формалин
Формамид
Муравьиная кислота 85 X
Муравьиная кислота 40 X
Муравьиная кислота 10 E X
Фреон F X
Фреон 12 X
Фреоны X
Мазут G
Фурфурол F
Химическая промышленность % ПВХ TPE TPU
G
Галловая кислота E
Бензин — октановое число 100 F X
Глицерин E E E
Гликоль E
Гликолевая кислота
Смазка E G E
Зеленый сульфатный ликер E
H
Гептахлор в нефтяных растворителях E
Гептан F G
Гексан F G G
Гидравлические жидкости — эфирная основа X
Гидравлические жидкости — Нефтяная база F
Гидразин
Бромистоводородная кислота E
Углеводородное масло
Соляная кислота (соляная кислота) 40 F
Соляная кислота 10 G E
Соляная кислота 1 E E
Синильная кислота
Плавиковая кислота 70 X
Плавиковая кислота 10 10
Фтористоводородная кислота 40 F
Фтористоводородная кислота 10 G
Водород
Хлористый водород G
Хлористый водород G
Фтористый водород
Перекись водорода 30 G
Перекись водорода 10 E
Перекись водорода 2 E E
Сероводород
Гидравлическая жидкость G
Водородная кислота
I
Чернила
Раствор йода X X
Соли железа — Кислотный раствор.
Соли железа — нейтральные. Soln.
Изооктан F
Изопропанал
Химическая промышленность % ПВХ TPE TPU
Изопропилацетат X
Изопропиловый спирт G X
Дж
JP-4 Масло
Реактивное топливо (JP-3, 4 и 5) F
К
Керосин F G
Кетоны X
л
Разбавители для лаков X
Молочная кислота 90 F
Молочная кислота 50 F
Молочная кислота 5 F
Ланолин
Ацетат свинца
Соли свинца
Льняное масло E
Lox
Смазочные масла, консистентные смазки, мыло E
м
MIL-D-5606 Масло
MIL-L-7808 Масло
Хлорид магния E G
Гидроксид магния 10 E
Магниевые соли
Сульфат магния E
Малатион 50 в ароматических соединениях X
Яблочная кислота E
Меркурий
Соли ртути
Метанол 10 X
Метилацетат X X
Метиловый спирт F
Бромистый метил X
Метиленхлорид X X
Метилэтилкетон X E X
Метилгликоль X
Метил изобутилкетон X
Минеральное масло E G
Монохлорбензол X
Моторное топливо
Моторное масло 20W G
Химическая промышленность % ПВХ TPE TPU
соляная кислота (см. Соляная кислота)
N
Нафта F E
Нафталин X
Природный газ
Никелевые соли
Азотная кислота X X
Азотная кислота 70 F X
Азотная кислота 35 G X
Азотная кислота 10 E X
Нитробензол X E
Азот
Нитрометан
Нитропропан X
N-метилпирролидон X
O
Октан
Скипидарное масло
Олеиновая кислота E
Олеум X
Щавелевая кислота E
Кислород
Кислород — жидкость
Озон
п.
Краска X
Разбавители для краски X
Пальмитиновая кислота E
Бумажные химикаты
Парафиновое масло G
Пентахлорфенолин Масло G
Пентан F
Хлорная кислота 70 X
Хлорная кислота 10 E
Перхлорэтилен X X
Нефть G
Нефтяной эфир F
Нефтяные спирты
Фенол G
Химическая промышленность % ПВХ TPE TPU
Фенилэтиловый спирт
Фосфорная кислота 85 E X
Фосфорная кислота 50 E X
Фосфорная кислота 10 E X
Разработчик фотографий E
Фталаты X
Шаг G
Пластификаторы (фталаты, фосфаты)
Полиэфирная смола со стиролом
Калий
Бромид калия
Хлорат калия
Хлорид калия 40 G
Цианид калия
Гидроксид калия 50 E G
Гидроксид калия 10 E E G
Иодид калия
Нитрат калия
Перманганат калия 5 X
Калийные соли
Сульфат калия
Жидкость для гидроусилителя руля X
Пропан E
Пропанол E
Пропиловый спирт G
Пропиленгликоль E
Pydraul X
Pydraul Oil G
Пиридин E X
R
Резорцин
Ritchfield «A» Убийца сорняков F
S
SEA No.10 Масло
Салициловая кислота
Соль
Морская вода E E E
Кремниевая кислота
Силиконовое масло E
Химическая промышленность % ПВХ TPE TPU
Нитрат серебра F
Соли серебра
Skydrol Oil — Тип B X E X
Мыло
Мыльный раствор
Ацетат натрия
Бикарбонат натрия
Бисульфит натрия
Борат натрия
Бромид натрия
Карбонат натрия
Карбонат натрия
Хлорат натрия
Хлорид натрия 15 E G
Хлорит натрия
Цианид натрия E
Дихромат натрия
Ферроцианид натрия
Фторид натрия
Гидросульфит натрия
Гидроксид натрия G X
Гидроксид натрия 50 E E X
Гидроксид натрия 10 E E G
Гипохлорит натрия Ph23 G E
Нитрат натрия
Нитрат натрия
Нитрит натрия
Перборат натрия
Фосфат натрия
Силикат натрия
Сульфат натрия
Сульфид натрия
Сульфит натрия
Тиосульфит натрия
Растворитель Нафта
Solvesso X
Соевое масло F
Растворитель Стоддарда X
Стирол X
Сера
Диоксид серы
Химическая промышленность % ПВХ TPE TPU
Диоксид серы (жидкий) X
Серная кислота X E X
Серная кислота 75 F E X
Серная кислота 60 G E X
Серная кислота 40 E E X
Серная кислота 25 E E F
Серная кислота 10 E E G
Серная кислота 40 G
т
Талловое масло X X
Сало
Дубильная кислота E
Смола
Винная кислота
Чай
Тетраэтиловый свинец X
Тетра Гидро Фуран X X
Тетрахлорэтилен X
Тетралин
Тионилхлорид
Соли олова
Соли титана
Толуол X X
Толуол X
Трансформаторное масло
Трансмиссионное масло F
Трихлорэтан X
Трихлорэтилен X X X
Трихлоруктовая кислота
Трикрезилфосфат
Трикрезилфосфат (Skydrol) X X
Триэтаноламин F
Тринатрийфосфат E
Тунговое масло F
Скипидар F F G
U
Мочевина
В
Лак
Варсол X
Вазелин
Химическая промышленность % ПВХ TPE TPU
Растительные масла и соки E
Уксус E
Винилхлорид X
Вт
Вода E E
Вода 23º C
Вода 70º C
Воск
Консерванты для древесины X
х
Ксилол X F X
Ксилолы X X
Z
Хлорид цинка E E
Сульфат цинка E

Сопротивление провода | Newbedev

Иногда сопротивление провода незначительно.В других случаях влияние сопротивления провода может стать значительным. Сначала я покажу сопротивление провода и то, как его можно игнорировать в большинстве случаев, а затем покажу примеры, когда его влияние является значительным, и, наконец, несколько приложений.

Сопротивление провода

В идеале формула сопротивления проводника …

$$ R = \ rho \ frac {L} {A} $$

Учитывая площадь поперечного сечения (A), длину (L) и удельное сопротивление (\ $ \ rho \ $) материала. Для меди \ $ \ rho = 1.{−8} \ Omega \ cdot \ text {m} \ $ при 20 ° C. Формула дает \ $ R \ приблизительно 0,0164 \ Omega \ $.

Пример : Какое сопротивление 5 см медного провода AWG-24 (диаметром 0,511 мм)?

Ответ: \ $ R \ приблизительно 0,004 \ Omega \ $.

  • Замечание 1: Как видим, сопротивление проволоки тем ниже, чем больше толщина проволоки. В частности, когда диаметр цилиндрической проволоки увеличивается вдвое, ее сопротивление уменьшается до одной четвертой от исходного. Таким образом, калибр проволоки — это не только показатель ее формы.Это действительно показатель его электрических свойств, когда указаны его материал (почти всегда медь) и длина.

  • Примечание 2: Количественный расчет сопротивления проводов не всегда выполняется. Иногда используются практические правила. Часто вопрос заключается только в том, «достаточно ли толстый провод», а не «сколько сопротивления / падения напряжения / повышения температуры у этого провода». С другой стороны, первый шаг — провести количественный анализ провода, зная его калибр. Не говоря уже о том, что провода продаются по калибру, поэтому люди чаще говорят о «толщине провода» (или «ширине дорожки» в конструкции печатной платы), чем о сопротивлении провода.

На печатной плате сопротивление дорожек можно рассчитать аналогичным образом, исходя из толщины меди и длины дорожки. Единственное отличие: провода цилиндрические, а следы прямоугольные.

Пример : Каково сопротивление дорожки размером 10 мил и 10 см на печатной плате весом в 1 унцию?

Ответ: 1 мил составляет тысячную долю дюйма (0,0254 мм). «Печатная плата на 1 унцию» — это печатная плата с 1 унцией меди на квадратный фут, или толщиной 1 унцию.2} = 0,19 \ Omega \

$

Когда сопротивление можно игнорировать

В большинстве случаев сопротивление провода слишком низкое, если сравнивать его с сопротивлением других компонентов и нагрузок, поэтому его можно пренебречь, и часто его можно игнорировать. Более того, \ $ V = IR \ $, чем ниже ток, который должна принимать нагрузка, тем выше ее эквивалентное сопротивление, поэтому вы также игнорируете сопротивление провода, если ток, подаваемый проводом, низкий, потому что это эквивалентно подключению небольшого резистор (провод) к большому резистору (устройству, принимающему ток) — почти никакого эффекта.

Например, подключите два резистора 1000 Ом медным проводом AWG-30 длиной 5 см (тонкий провод диаметром 0,255 мм). Если мы измеряем фактическое сопротивление между двумя резисторами с помощью идеального омметра с идеальными пробниками, что бы это было?

Чтобы рассчитать его влияние, использование приведенной выше формулы для сопротивления цилиндрического провода часто является пустой тратой времени. В качестве альтернативы мы можем найти сопротивление провода AWG-30 на единицу длины из инженерной таблицы в Википедии, в ней указано, что сопротивление составляет «338 .6 мОм / м «. Другими словами, дополнительное сопротивление, вносимое проводом, равно \ $ 0,3386 \ Omega \ times 0,05 \ text {m} = 0,01693 \ Omega \ $. В идеале сопротивление должно быть 2000 Ом, но из-за наличие провода, измеренное сопротивление составляет 2000,01693 Ом, оно меньше чем на 10 частей на миллион выше, почти не обнаруживается.

  • Примечание 3: В неточных приложениях обычно используемым типом сквозного резистора является металлопленочный резистор с допуском 5% с температурным коэффициентом около 50-100 ppm на каждый рост температуры на 1 ° C — ошибка вносимый малейшим изменением температуры все еще выше, чем у вашего провода в этом примере.

  • Примечание 4. Даже для лучшего универсального мультиметра, такого как Fluke 87, максимальное разрешение измерения сопротивления составляет 0,1 Ом, поэтому даже измерение сопротивления провода 0,01693 Ом затруднено.

Другим примером является макетная плата микроконтроллера, для работы которой может потребоваться источник постоянного тока 5 В и ток 50 мА. Если вы используете пять метров AWG-30 для подключения питания (положительный электрод) и заземления (отрицательный электрод), общее сопротивление составит \ $ 0.3386 \ Omega \ times 5 \ text {m} \ times 2 = 3.386 \ Omega \ $. Общее падение напряжения на 5-метровом проводе питания и 5-метровом проводе заземления составляет \ $ 3.386 \ Omega \ times 0,05 \ text {A} = 0,1693 \ text {V} \ $. Фактическое напряжение, подаваемое на плату микроконтроллера, составляет \ $ 5 \ text {V} — 0,1693 \ text {V} = 4,8307 \ text {V} \ $, или 96,6% от исходного напряжения.

  • Примечание 5: Обычное отклонение напряжения для цифровой электроники составляет +/- 5%.

Если сам источник питания исправен, падение, вызванное проводом, все еще находится в пределах нормы.Не забывайте, что я использовал здесь экстремальный пример: 10 метров очень длинных и тонких проводов, что не совсем реалистично для большинства экспериментов с электроникой.

Как видите, при использовании проводов для межсоединений часто можно игнорировать сопротивление проводов, и, вероятно, вы никогда не увидите упоминания о сопротивлении проводов в схемах. Аналогичная ситуация возникает, когда вы подключаете кабель через розетку, разъем или зажим — вы также добавите дополнительное контактное сопротивление, но обычно оно незначительно.

  • Примечание 6. В промышленности допустимое контактное сопротивление, создаваемое соединителем, часто составляет 1 Ом. Для высококачественного разъема иногда указывается контактное сопротивление 0,1 Ом.

Когда следует учитывать сопротивление провода

Но по мере того, как ток, протекающий по проводу, увеличивается до определенной точки, вы больше не можете игнорировать дополнительное сопротивление от провода. Опять же, из-за закона Ома это также происходит, когда абсолютный ток все еще невелик, но сопротивление других электрических компонентов вокруг провода уменьшилось — это всего лишь две стороны одной медали. {2} R \ $.Это представляет собой потраченную впустую мощность. Если сопротивление провода на единицу длины слишком велико, провод не может достаточно быстро рассеивать тепло. Температура повысится до точки, когда проволока станет слишком горячей и оплавится, что создаст опасность возгорания.

Распределение низкого напряжения постоянного тока

Типичный пример — питание через порт USB. Номинальное напряжение USB составляет 5 В, стандартно регулируется на +/- 5%. USB 2.0 позволяет устройству с низким энергопотреблением потреблять 100 мА, а устройство с высоким уровнем мощности может получать ток 500 мА.Если использовать USB в качестве источника питания для зарядного устройства, требования по току еще выше, обычно 2000 мА.

Допустим, у нас есть 1-метровый USB-кабель сомнительного качества, в котором используются два провода AWG-28 (диаметром 0,361 мм) для питания и заземления. Его сопротивление составляет 0,42 Ом, при пропускании тока 500 мА мы теряем 0,21 В из-за кабеля. Чтобы усложнить ситуацию, поскольку мощность USB регулируется на +/- 5%, минимально допустимое напряжение фактически составляет 4,75 В, полученное напряжение на другом конце кабеля может быть всего 4.54 В — погрешность уже намного больше 5%.

Чтобы решить эту проблему, в стандарте USB 2.0 предусмотрен дополнительный бюджет падения напряжения для кабелей.

  • Максимальное падение напряжения (для съемных кабелей) между вилкой серии A и вилкой серии B на VBUS составляет 125 мВ (VBUSD).

  • Максимальное падение напряжения для всех кабелей между входом и выходом на GND составляет 125 мВ (VGNDD).

  • Функции, рисующие более одной единичной нагрузки, должны работать с 4.Минимальное входное напряжение 75 В на соединительном конце их входных кабелей.

Версия 2.0 спецификации универсальной последовательной шины

Другими словами, для любого совместимого со стандартом устройства USB 2.0 высокой мощности производитель этого устройства USB должен либо поставлять продукт с лучшим кабелем с меньшим падением напряжения, либо должен спроектировать устройство для работы при напряжении до 4,5 В. любыми необходимыми средствами.

В данном случае наш аппарат заработал.Через несколько дней кто-нибудь найдет этот USB-кабель и подключит его к настенному USB-адаптеру, чтобы зарядить смартфон до 2000 мА. Теперь падение напряжения на кабеле составит 0,84 В, при этом для смартфона доступно максимум 4,16 В. Кабель либо вообще не работает, либо заряжает смартфон крайне медленно.

  • Замечание 7: Часто на практике некоторые зарядные устройства USB намеренно регулируют USB до 5,25 В, чтобы допустить большее падение напряжения на кабелях, даже если это строго нарушает стандарт USB.

Дистанционное зондирование

Отвод кабеля также является проблемой в конструкции регулятора напряжения. В то время как легко использовать регулируемую микросхему регулятора, чтобы сделать источник питания и отрегулировать его до +/- 2% или даже ниже. К сожалению, как и в предыдущем примере с USB, ваше регулирование происходит только на выходном контакте регулятора, а не на нагрузке.

Источник: дистанционное зондирование важно для вашего источника питания, компания Keysight, добросовестное использование.

Дополнительное сопротивление провода ухудшает точность регулятора напряжения, особенно когда нагрузка находится далеко от него или когда ток большой.Как правило, следует проявлять особую осторожность при прокладке выходных дорожек для регулятора: делайте их как можно короче на печатной плате.

Но эту ошибку невозможно полностью устранить, особенно когда разработчик не может контролировать, есть ли между ними длинный кабель. Когда критически важно точно регулировать напряжение на нагрузке, для решения проблемы можно использовать метод, называемый «дистанционное зондирование». Основная идея — добавить два дополнительных провода для «контроля» «реального» напряжения на другой стороне.Если регулятор видит напряжение ниже ожидаемого, он еще больше увеличит свое напряжение, чтобы преодолеть падение.

Источник: дистанционное зондирование важно для вашего источника питания, компания Keysight, добросовестное использование.

Провода дистанционного зондирования на + s и -s могут иметь такое же сопротивление, что и провода питания (той же толщины), но на них не влияет падение напряжения. Это правда, даже если у них гораздо большее сопротивление (тонкие провода).

Один из способов подумать об этом — это принять во внимание тот факт, что через силовые провода проходит большой ток, производящий \ $ 10 A \ умноженное на 0.015 \ times 2 = 0,3 В \ $ падение, но чувствительные провода здесь только для передачи слабого сигнала — по чувствительному проводу проходит небольшой ток, поэтому падение напряжения на кабеле почти не происходит.

Другой способ — считать, что входное сопротивление эквивалентно плюсам и минусам чувствительного входа. В идеале его входное сопротивление должно быть бесконечным (т.е. ток не поступает, идеальный вольтметр, как будто ничего не подключено). На практике сопротивление в 1 мегаом (1 МОм, 1 миллион Ом) является реалистичным ожиданием.Таким образом, эквивалентная схема представляет собой небольшой резистор (провода), соединенный последовательно с огромным резистором (вход датчика регулятора).

Например, на этой схеме, хотя чувствительные провода имеют общее сопротивление 200 Ом, но входное сопротивление чувствительного элемента составляет 1 МОм, что на много порядков выше. Напряжение на входе датчика составляет

.

$$ V_ \ text {sensed} = 5 \ text {V} \ times \ frac {1,000,000} {1,000,000 + 200} $$

Падение напряжения есть, но оно всего 0.02%, между тем 99,98% напряжения с удаленной стороны измеряется входным сигналом регулятора.

Измерение сопротивления при четырехпроводном подключении

Иногда необходимо измерить сопротивление очень маленького резистора (менее 1 Ом) с помощью омметра. Сопротивление проводов, соединяющих измерительные щупы и омметр, становится значительным. Одним из решений является короткое замыкание измерительных щупов перед выполнением измерения — обнуление ошибки. Но это требует дополнительного шага, а также вносит дополнительный источник возможной ошибки: давление, приложенное между датчиками, может повлиять на сопротивление, используемое для калибровки.

Распространенным методом решения проблемы является четырехпроводное измерение сопротивления или измерение Кельвина.

Мы можем рассматривать выходные контакты омметра как источник тока, а вольтметр — как источник тока поддерживает свое выходное напряжение на любом значении, которое ему необходимо для определенного тока. Затем вольтметром измеряется выходное напряжение источника тока. И ток, и напряжение известны, поэтому определяется сопротивление.

Из-за того, что мы измеряем напряжение непосредственно на выходных клеммах измерителя, он не может отличить сопротивление от тестируемого резистора и сопротивление от тестовых щупов.

Добавление двух дополнительных проводов решает проблему, теперь мы можем измерять напряжение на дальнем конце тестируемого резистора, а не на выходе нашего омметра на ближнем конце. Независимо от проводов зонда, мы можем провести точное измерение. Это похоже на конструкцию дистанционного зондирования в регуляторах напряжения.

Меры безопасности

Это основное соображение, определяющее сечение проводов при установке электроснабжения в домах. Когда через резистор проходит ток, возникает не только падение напряжения, но и нагрев резистора.{2} R \ $ не превышает максимального предела, иначе резистор перегреется.

Если это проволока, она может стать опасно горячей и оплавиться, что может привести к возгоранию. Чтобы узнать максимально допустимый ток, пропускаемый по проводу, сначала рассчитывается рассеиваемая мощность в проводе, затем определяется поток тепла — какова температура окружающей среды, разные материалы имеют разную теплопроводность и т. Д. Наконец, определяют максимальную рабочую температуру и используют ее для расчета максимально допустимого тока, и, наконец, включают коэффициент безопасности.

Фактический расчет довольно сложен, и он также должен соответствовать Электрооборудованию с одобрения регулирующих органов. Вместо того, чтобы рассчитывать это с нуля, используется инженерная таблица. Опять же, таблица в Википедии является справочной.

Например, при температуре окружающей среды 20 ° C одиночный неограниченный провод AWG-30 в шасси устройства не может выдерживать ток более 0,52 А, чтобы поддерживать его рабочую температуру ниже 60 ° C.

  • Примечание 8: Если вы разрабатываете продукт, вы должны использовать надежное руководство с инженерными таблицами, рассчитанными в соответствии со стандартами вашего местного регулирующего органа.

Токовую нагрузочную способность дорожек на печатной плате можно определить, обратившись также к технической таблице или программе расчета.

Применение: Резистор с проволочной обмоткой

Сопротивление провода — не всегда неприятность, у него есть полезные применения. Резистор с проволочной обмоткой — это тип резистора, который изготавливается путем наматывания на сердечник металлической проволоки, обычно из нихрома из-за ее удельного сопротивления.

Источник: Резистор с проволочной обмоткой, ResistorGuide, добросовестное использование.

Имеет ряд преимуществ.

  1. Изготовить высокоточные резисторы несложно, поскольку их сопротивление пропорционально длине провода.

  2. Из проволоки большого диаметра легко сделать резисторы большой мощности.

Следует отметить, что резистор с проволочной обмоткой имеет ту же форму, что и индуктор, поэтому он имеет самую высокую индуктивность среди всех типов резисторов. Его следует использовать только в цепи постоянного тока и, возможно, в цепи звуковой частоты, но она не подходит для каких-либо цепей переменного тока с более высокой частотой.

Применение: Шунтирующий резистор

Иногда полезно падение напряжения из-за сопротивления провода. Самый простой способ измерения тока — это последовательно подключить маломощный шунтирующий резистор и измерить падение напряжения на нем, поскольку \ $ I = \ frac {V} {R} \ $.

Использование резистора большого номинала предотвращает подачу достаточного тока в тестируемую цепь, желательно сделать сопротивление шунта как можно более низким. По-прежнему будет падение напряжения, которое в мультиметре называется нагрузочным напряжением , но достаточно низким, чтобы быть приемлемым.

Если вы откроете мультиметр, вы найдете шунтирующий резистор, похожий на этот рисунок. Как видите, это просто прославленный кусок проволоки.

Источник: Открытый резистор — датчик тока металлического элемента, TT Electronics, добросовестное использование.

Если высокая точность не требуется, вы можете сделать свободный шунтирующий резистор, нарисовав дорожку на печатной плате — провод (дорожка) сам по себе является вашим шунтирующим резистором.

Источник: низкоомный шунтирующий резистор непосредственно на медном слое печатной платы, добросовестное использование

Сопротивление провода (или, в более общем смысле, межсоединения) играет важную роль в проектировании электрических систем на всех уровнях.

В коммерческих системах распределения электроэнергии сопротивление проводника приводит к потере части электроэнергии в виде тепла. Таким образом, чем меньше сопротивление, тем меньше потери мощности. Вот почему в некоторых ограниченных приложениях рассматриваются сверхпроводники, потому что они имеют нулевое или близкое к нулю сопротивление.

С другой стороны, кремниевые интегральные схемы использовали алюминиевые межсоединения для создания следов на кремниевом кристалле. Затем производители микросхем, я думаю, это была IBM, разработали метод, в котором они могли использовать медь для соединений на кристалле.Более низкое сопротивление меди по сравнению с алюминием позволило повысить скорость вращения микросхем.

Между этими двумя крайностями (подумайте о серверных фермах или шасси плат внутри радиолокационной системы) подача тока в сотни ампер от источника (источников) питания к различным нагрузкам с минимальными или низкими потерями является проблемой проектирования.

Еще один пример. Большой адронный коллайдер (LHC) в Европе использует сверхпроводящие магниты, чтобы направлять частицы вокруг кольца LHC. Это единственный способ обеспечить высокие токи и необходимые сильные магнитные поля.

Текст немного небрежный, но в основном правильный. При выборе размера провода необходимо учитывать два момента. Во-первых, это нагрев провода. Если проволока нагревается и может стать причиной ожога (или возгорания), вам необходимо использовать проволоку большего диаметра. Для дальнейшего чтения используйте поисковый запрос «таблица допустимой нагрузки».

Вторая — падение напряжения. Это, скорее всего, проблема в приложениях с более низким напряжением по двум причинам. Во-первых, если я потеряю 1 вольт в сети, это не страшно.Я могу получить 119 В вместо 120 или 229 В вместо 230 В. Ничего страшного.

Но если у меня есть батарея 12 В, питающая инвертор, я не могу позволить себе потерять 1 В из 12 В в проводе, потому что это может привести к преждевременному отключению инвертора, и потому что это намного большие потери в процентах.

Недорогие USB-кабели иногда приводят к чрезмерному падению напряжения и могут вызывать проблемы для устройств, которые пытаются заряжаться при более высоких токах, таких как 1,5 или 2,1 А.

Таким образом, падение напряжения может быть ограничивающим фактором в низковольтных силовых приложениях.И нагрев проволоки, вероятно, будет ограничивающим фактором в приложениях с сетевым напряжением.

Логические сигналы или сигналы данных на печатных платах редко вызывают проблемы с падением напряжения или перегревом при нормальном использовании. Но может потребоваться учесть потерю мощности и нагрев электроники на печатной плате, если задействована силовая цепь.

Измерение сопротивления кабеля постоянному току без доступа к лопастной доске

Вопрос от заказчика:

Моя компания использует Advanced Cable Tester v2 (Advanced Cable Tester v2) для тестирования различных кабелей, таких как кабели USB, HDMI и DisplayPort.

У нас есть вопрос по результатам тестирования кабелей USB-C — USB-C. Сопротивление постоянному току выводов VBUS не проходит проверку. Однако при тестировании контактного сопротивления контактов VBUS с помощью других инструментов результат составляет менее 0,04 Ом, что соответствует техническим характеристикам. Вот изображение результатов тестирования Advanced Cable Tester v2:

. Результаты тестирования Advanced Cable Tester v2

Тестовые таблицы показывают следующую информацию после того, как Advanced Cable Tester v2 проверит сопротивление контакта постоянному току.Эта таблица предназначена для формата A4:

.
  • Источники,
  • Штекер1: A4
  • Мойки,
  • Штекер1: B4, B9, A4 Штекер2: B4, A9, B9, A4

Вот мои вопросы:

  • Как проверить сопротивление постоянному току штыря A4 штекера 1?
  • Подключаете ли вы положительный полюс к Plug1: A4, а отрицательный к Plug1: B4, B9, A4 и Plug2: B4, A9, B9, A4, а затем проверяете сопротивление постоянному току между двумя полюсами?

Вот схема того, как, по-моему, запускаются тесты:

Интерпретация испытательного сопротивления постоянному току

Мне пока не понятны результаты тестов.Можете ли вы рассказать мне, как Advanced Cable Tester v2 выполняет измерения и как определяются результаты?

Ответ службы технической поддержки:

Спасибо за вопрос! Ваша диаграмма о тестовом сопротивлении постоянному току близка к правильной — измерение также является частью тестового измерения. По кабелю пропускается ток около 100 мА, и разница напряжений измеряется в нескольких контрольных точках. Затем для расчета сопротивления используется закон Ома. Мы опишем, как измеряется сопротивление, в следующих разделах.

Официальные характеристики относятся к сопротивлению сопряженных разъемов. В этом случае измерения проводятся непосредственно на выводах, выходящих из задней части вилки (розетки).

Однако после изготовления кабеля лопаточная плата (печатная плата, печатная плата) залита пластиком; мы не можем проводить такие измерения напрямую. Вместо этого мы проводим несколько измерений, используя альтернативные выводы в качестве контрольных выводов: контрольных точек. Этот метод обеспечивает максимальную точность, которую можно получить в таких условиях.

Где используются измерения напряжения для расчета сопротивления

Вот упрощенная схема сенсорных измерений:

Расположение сенсорных измерений

Sense1 используется как половина измерения дифференциального напряжения. Также измеряются другие точки: Sense2 , Sense3 и Sense4 . Точка с наименьшим перепадом напряжений (наименьшим сопротивлением) считается « измерением» для контакта Pin 4 .

Неизвестно место, где измерительные контакты сливаются с другим проводником VBUS:

  • Если плоскость питания VBUS на лопастной доске большая, она будет незначительной.
  • Если ток всегда протекает через кривую используемого сенсорного вывода, то измерение может быть выше нескольких миллиомов.

Это не полный тест разъема, и каждый кабель отличается. Мы применяем максимальных усилий , и результаты помогают находить производственные проблемы.В следующих разделах представлены подробные сведения об измерениях с помощью нашего Advanced Cable Tester v2.

Об измерении сопротивления

Измерение сопротивления кабеля сравнимо с измерением «черного ящика». Вот пояснения к измерениям, которые были описаны выше.

Зачем использовать наименьшую разность напряжений в качестве «измерения» вывода?

Мы стремимся к значению, наиболее близкому к сопротивлению между парой соединенных вилок, исключая любые следы печатной платы.С нашей стороны, измерительный провод присоединяется к следу подачи тока в пределах 2 мм от штыря розетки — 2 мм — наихудший случай. Что касается приемной стороны, мы не знаем топологию, но дорожка печатной платы только увеличит измеренную разницу. Это делает наименьшее измерение лучшим выбором для реалистичных результатов.

Почему импеданс большой силовой шины VBUS на лопастной доске пренебрежимо мал?

В этом случае сопротивление лопастных досок двух розеток на концах кабеля может быть незначительным.Это также указывает на то, что разница в сопротивлении между общим проводом и каждым контактом незначительна.

Существует эмпирическое правило для сопротивления дорожек печатной платы: сопротивление дорожки печатной платы ½ унции составляет 1 мОм / квадрат × количество квадратов по длине дорожки. Это означает, что в квадрате 10 мм x 10 мм сопротивление будет около 1 миллиом. В квадрате 10 мм x 1 мм сопротивление будет около 10 миллиом.

Лопастные доски могут иметь 10 мм дополнительного следа до одного штифта.Однако такая конструкция становится все менее распространенной.

Если по трассе используемого сенсорного вывода всегда течет ток и это влияет на измерения, следует ли подключить кабель к заземлению Advanced Cable Tester v2?

Заземление не требуется. Заземление кабеля и экран кабеля изолированы от заземления корпуса.

Вот подробности о том, что «если по трассе используемого сенсорного вывода всегда протекает ток, то измерение может быть выше нескольких миллиомов».

  • Если ток не течет по дорожке, то напряжение в начале и в конце будет одинаковым.
  • Если по дорожке течет ток, то по дорожке создается градиент напряжения.

Ссылаясь на схему Интерпретация испытательного сопротивления постоянному току , которую вы предоставили, и предполагая, что кабель был построен с медными дорожками, как показано линиями на схеме, путь для тока проходит через контакт 4, вниз к центру. горизонтальный провод и в разъем 2. В этом сценарии Sense3 и Sense4 будут обеспечивать идентичные измерения напряжения.

Как указывалось ранее, фактическая топология лопастной доски неизвестна, и мы прилагаем все усилия. Измерение, обеспечиваемое Advanced Cable Tester v2, может быть немного выше, чем то, которое вы получили бы при измерении на голой доске с веслом.

Профили тестов и результаты тестов

На результаты тестирования может влиять версия конструкции кабеля, включая микросхему E-Marker. Можно настроить профили для более точного выполнения тестов. Для получения дополнительной информации обратитесь к этой статье: Какие подробности необходимы в профиле для точного проведения тестов кабеля Type-C?

Надеемся, это ответ на ваш вопрос.Дополнительные ресурсы, которые могут оказаться полезными, включают следующее:

Дополнительная информация об использовании Advanced Cable Tester v2:

Если вам нужна дополнительная информация, не стесняйтесь обращаться к нам со своими вопросами или запросить демонстрацию, которая применима к вашему приложению.

Запросить демонстрацию

Магазин на берегу озера | Международный

Онлайн-заказ в настоящее время недоступен для вашего региона. Просмотрите наш каталог здесь и для заказа обратитесь к местному торговому представителю.

Флюксметры
Гауссметры / Тесламетры

Измеряйте магнитные поля постоянного и переменного тока и контролируйте поля постоянного тока.

Зонды Холла

Аксиальный, поперечный, многоосевой, гамма и тангенциальный датчики Холла для измерения плотности магнитного потока.

Датчики Холла (магнитные)

Небольшие компактные осевые и поперечные генераторы Холла для измерения плотности потока.

Измерение общего потока в промышленных установках и системах измерения.

Гельмгольца и поисковые катушки

Стандартные полевые катушки Гельмгольца, катушки Гельмгольца для измерения магнитного момента и поисковые катушки.

Системы
Инструменты MeasureReady ™

Приборы для определения характеристик материалов, которые так же просты в использовании, как и ваш смартфон.

VSM

Измерение петель гистерезиса M (H), кривых крутящего момента и температурно-зависимых магнитных свойств широкого диапазона образцов, включая объемные, порошковые, тонкопленочные, жидкие и магнитные структуры.

Криогенные зондовые станции

Микроманипуляционные зондовые станции, используемые для неразрушающего контроля устройств на полных и частичных пластинах. Идеально подходит для измерения магнитотранспортных, электрических, электрооптических, параметрических, высоких Z, DC, RF и микроволновых свойств.

Системы на эффекте Холла

Измерение эффекта Холла при переменном / постоянном токе и AHE в спинтронике, прозрачных оксидах, DMS и сложных полупроводниках. Определите мобильность и плотность отдельных перевозчиков с помощью нашего программного пакета QMSA.

Электромагнитные платформы

Интегрированные компоненты аппаратного и микропрограммного обеспечения образуют переменное магнитное поле для приложений магнитных измерений, разрабатываемых пользователем.

Электромагниты

Создает магнитные поля до более 3 Тл.Идеально подходит для интеграции в магнитные испытательные платформы, разработанные заказчиком.

Электромагнитные источники питания

Линейные биполярные источники питания постоянного тока с магнитами обеспечивают истинный 4-квадрантный выходной сигнал, устраняя необходимость во внешнем переключении или вмешательстве оператора для изменения полярности тока.

Источник питания сверхпроводящего магнита

Истинный 4-квадрантный, малошумящий, стабильный источник питания сверхпроводящего магнита. Идеально подходит для сверхпроводящих магнитов малых и средних размеров.

Рециркуляционные чиллеры

Водоохладители для работы на 50 или 60 Гц, различных размеров и холодопроизводительности.

Связь между сопротивлением проволоки и давлением жидкости в переходном методе горячей проволоки

J Res Natl Inst Stand Technol. Март-апрель 1989 г .; 94 (2): 113–116.

Национальный институт стандартов и технологий, Боулдер, Колорадо 80303

Журнал исследований Национального института стандартов и технологий является публикацией U.С. Правительство. Документы находятся в общественном достоянии и не защищены авторским правом в США. Статьи из J Res могут содержать фотографии или иллюстрации, авторские права на которые принадлежат другим коммерческим организациям или частным лицам, которые нельзя использовать без предварительного разрешения правообладателя.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Сопротивление металлов является функцией приложенного давления, и эта зависимость достаточно велика, чтобы иметь значение при калибровке приборов для измерения нестационарной термоэлектрической теплопроводности.Мы рекомендуем, чтобы для обеспечения максимально возможной точности калибровка проводов прибора проводилась на месте. Если это невозможно, мы рекомендуем использовать значение γ , относительное изменение сопротивления с давлением, -2 × 10 −5 МПа −1 , чтобы учесть зависимость сопротивления платиновой проволоки от давления. .

Ключевые слова: жидкость , платина, давление, сопротивление, теплопроводность, переходный ток горячей проволоки

1. Введение

В течение последнего десятилетия переходный ток горячей проволоки развился как основной метод измерения теплопроводности жидкости.В этих системах провод, обычно платиновый, используется и как нагревательный элемент, и как датчик температуры. Основной измеряемой переменной является изменение сопротивления провода как функция времени. Проволока погружается непосредственно в жидкость, и любое давление, испытываемое жидкостью, передается на проволоку. Хорошо известно, что сопротивление металлов изменяется с приложенным давлением (см., Например, [1]). Что, возможно, не получает широкого признания, так это то, что этот эффект достаточно существенен, чтобы его можно было обнаружить при относительно низких давлениях жидкости, встречающихся при типичном переходном измерении теплопроводности с помощью горячей проволоки.В этой статье мы сообщаем об измерениях сопротивления платиновых проволок диаметром 12,5 мкм м в зависимости от давления до 70 МПа.

2. Метод

В переходном методе горячей проволоки соотношение сопротивления и температуры платиновых проволок должно быть точно определено для получения надежных результатов при измерениях теплопроводности. В наших версиях этого метода [2, 3] мы выбрали калибровку по проводу на месте. И в низкотемпературной версии, от 70 до 300 K [2], и в высокотемпературной версии, от 300 до 600 K, [3] мы используем мост Уитстона для измерения сопротивлений.Компенсация торцевых эффектов обеспечивается размещением длинного горячего провода в одном рабочем плече моста и более короткого компенсирующего провода в другом. В отличие от большинства других приборов, где время измеряется в нулевой точке напряжения, в наших приборах напряжения, возникающие в мосте, измеряются непосредственно как функция времени с помощью быстрого цифрового вольтметра.

Перед каждым измерением теплопроводности мост балансируется с использованием небольшого напряжения питания, от 50 до 100 мВ, чтобы получить выходной сигнал, максимально близкий к нулю.У нас есть по одному калиброванному стандартному резистору с каждой стороны моста. Падение напряжения, измеренное на стандартных резисторах, дает токи на каждой стороне моста. Затем сопротивления определяются в виде падений напряжения на элементах моста, то есть на горячих проводах, выводах и регулируемых балансировочных резисторах. Сопротивление горячей проволоки, измеренное во время балансировки моста, вместе с температурами ячейки, определенными с помощью калиброванного платинового термометра сопротивления, установленного на ячейке, используются в качестве калибровки проводов на месте.

Как описано в ссылке [2], соотношение сопротивлений для каждого провода было представлено аналитической функцией типа,

R ( T , P ) = A + B T + C T 2 + D P 3 (10002)

где R ( T, P ) — сопротивление провода, T — температура, а P — приложенное давление.Зависимость от давления была небольшой, но статистически значимой. В низкотемпературной системе [2] затвор ячейки высокого давления может работать только с тремя выводами. Эти выводы представляют собой два токоподвода и один потенциальный отвод в углу моста. Дополнительные потенциальные отводы размещаются вне ячейки высокого давления. Поскольку внутри ячейки все еще есть короткие участки проводов, мы не можем напрямую измерить падение напряжения на каждом горячем проводе. Провода изготовлены из стали и меди и учитывались с помощью таблиц сопротивления и измерения длины и диаметра каждой детали.Для низкотемпературной системы [2] мы не могли быть уверены, что наблюдаемая зависимость от давления является результатом только платиновой проволоки, поскольку были также возможны другие объяснения.

3. Аппарат

В течение последних трех лет мы модифицировали и улучшали низкотемпературную систему, чтобы мы могли измерять температуропроводность жидкости одновременно с измерением теплопроводности. Мотивация к измерению температуропроводности заключается, конечно, в получении значений удельной теплоемкости, Cp.Описание изменений в системе и первоначальные результаты для аргона приведены в [4,5]. Большинство изменений, внесенных в прибор, улучшили измерение сопротивления. Теория измерения теплопроводности методом нестационарной термоэлектрической проволоки изложена в [6]. Для измерения температуропроводности поправки, требуемые теорией, должны были быть оценены заново [7]. Не случайно оказалось, что точное измерение сопротивления проволоки имеет первостепенное значение.

Все изменения и улучшения были также внесены в наш второй аппарат, который был разработан для работы при более высоких температурах [3]. Схема моста Уитстона, показанная на, была изменена для повышения точности, с которой можно было измерить сопротивление горячей проволоки и начальное состояние баланса. Это было достигнуто путем добавления к системе цифрового вольтметра, способного измерять напряжения до 0,5 мк В на уровне 200 мВ. Напряжения, необходимые для калибровки провода и цикла балансировки моста, подаются на вольтметр через новый мультиплексор.Каждое плечо нового моста имеет сопротивление около 200 Ом при температуре окружающей среды и включает серию точных декадных сопротивлений. Поскольку плечи имеют более высокое сопротивление, чем в старой системе, можно включить калиброванный стандартный резистор 100 Ом на каждой стороне моста; таким образом, ток на каждой стороне моста можно измерить независимо.

A принципиальная электрическая схема моста Уитстона. Возможные ответвления обозначены точками A-L.

Новый высокотемпературный аппарат отличается от низкотемпературного еще по ряду аспектов.Важным для настоящего обсуждения является тот факт, что в новой системе имеется семь выводов в ячейку, а не три. Благодаря новому расположению выводов, показанному на, теперь можно напрямую измерять напряжения как на длинном, так и на коротком проводе под напряжением. Это избавляет от необходимости учитывать (мешающие) сопротивления выводов и их зависимость от температуры внутри ячейки. Измерения сопротивления производятся следующим образом. При напряжении питания от 50 до 100 мВ ток в левой части моста () определяется путем измерения падения напряжения на калиброванном стандартном резисторе 100 Ом на отводах потенциала I и J.Падение напряжения на проводах под напряжением измеряется между отводами напряжения E и F, а также G и H. Отводы показаны, а их физическое расположение показано на. Таким образом, теперь мы можем измерить каждое сопротивление с погрешностью 9 мОм, что значительно лучше, чем погрешность самой ранней версии низкотемпературного прибора. Описанные здесь измерения для азота при 300 К и давлениях до 70 МПа — первые, которые будут выполнены с помощью новой высокотемпературной системы.

Расположение токоподводов (i) и отводов напряжения (P) внутри ячейки высокого давления.Точки моста соответствуют точкам в.

4. Измерения

показывает измеренные сопротивления длинных и коротких проводов под напряжением в зависимости от давления жидкости до 70 МПа при 300 К. Сопротивление каждого провода явно уменьшается с увеличением давления. Представляем данные прямой линией для каждого провода,

R (T, P) = R (T, 0) + DP или R (T, P) / R (T, 0) = 1 + γP.

(2)

Сопротивление провода для длинных и коротких горячих проводов в зависимости от давления для температуры 300 К.

Линии сопротивления показаны на; коэффициенты и стандартные отклонения:

R (300.0) D Стр. Отклон. (1 σ) γ
Ω ΩMPa −1 ΩMPa −1 Ω МПа −1
длинная горячая проволока 168.9085 −0,003 294 46 0,009 −1.95 × 10 −5
длинный горячий провод 43,0667 −0,000 870 63 0,003 −2,02 × 10 −5

Для сравнения наших результатов с результатами Bridgman [1], сравниваем соотношения R (300,70) / R (300,0). Мы получили соотношение 0,9986 4 для длинной горячей проволоки и 0,9985 9 для короткой горячей проволоки. Значение, интерполированное из статьи Бриджмена [1], составляет 0,998 6 .Согласие со значением Бриджмена отличное, и мы заключаем, что измеренные изменения сопротивления вызваны изменениями давления жидкости. Эти изменения сопротивления также могут зависеть от температуры. Из калибровки проволоки, установленной во время недавних измерений теплопроводности азота [8], которые, однако, были выполнены в низкотемпературной системе, мы получили значения γ , составляющие -1,85 × 10 -5 для 250 K и — 2.2 × 10 −5 для 100 K, изменение примерно на 20 процентов в γ.

5. Резюме

В заключение мы рекомендуем, чтобы для достижения максимальной точности при измерении теплопроводности необходимо выполнить калибровку горячих проволок на месте. Если калибровка горячих проволок на месте не может быть выполнена, то изменение сопротивления проволок может быть принято в качестве дополнительной расчетной поправки с использованием γ , равного −2 × 10 −5 МПа −1 , как показано в уравнении (2).

Биография

Об авторах: H.М. Родер — физик, Р. А. Перкинс — инженер-химик. Оба участвуют в измерении свойств теплопереноса жидкостей в отделе теплофизики Национальной измерительной лаборатории NIST в Боулдере, штат Колорадо.

6. Ссылки

1. Бриджман П.В. Устойчивость 72 элементов, сплавов и соединений к 100 000 кг / см 2 . Proc Amer Acad Arts Sci. 1952; 81: 165. [Google Scholar] 2. Родер Х.М. Аппарат нестационарной теплопроводности с горячей проволокой для жидкостей.Дж. Рес Натл Бур Стенд (США) 1981; 86: 457. [Google Scholar] 3. Родер Х.М. Аппарат высокотемпературной теплопроводности для жидкостей; Proc. Пятого симпозиума по энергетическим наукам, приборостроению, диагностике и поведению материалов; 17–19 июня; Аргоннская национальная лаборатория. Аргонн, Иллинойс. Департамент энергетики CONF-8706187. [Google Scholar] 4. Родер Х.М., Ньето де Кастро CA. Теплоемкость, Cp , жидкостей по измерениям переходных режимов горячей проволоки. Криогеника. 1987; 27: 312. [Google Scholar] 5. Родер Х.М., Ньето де Кастро CA.Измерение теплопроводности и температуропроводности жидкостей в широком диапазоне плотностей; Доклад, представленный на 20-й Международной конференции по термоконференции; 1987 10–21 октября; Блэксбург, Вирджиния. [Google Scholar] 6. Хили Дж. Дж., Де Гроот Дж. Дж., Кестин Дж. Теория нестационарного метода измерения теплопроводности с помощью горячей проволоки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.