Виды соединение проводников. Виды соединений проводников в электротехнике: последовательное и параллельное

Какие существуют основные типы соединений проводников в электрических цепях. Как различаются последовательное и параллельное соединение. Каковы особенности и области применения разных видов соединений проводников.

Основные виды соединений проводников в электротехнике

В электротехнике существует два основных способа соединения элементов электрической цепи:

• Последовательное соединение
• Параллельное соединение

Каждый из этих видов соединений имеет свои особенности и области применения. Рассмотрим их подробнее.

Последовательное соединение проводников

При последовательном соединении все элементы цепи соединены друг за другом так, что через них проходит один и тот же ток. Основные характеристики последовательного соединения:

• Сила тока одинакова во всех элементах цепи: I = I1 = I2 = … = In
• Общее напряжение равно сумме напряжений на отдельных участках: U = U1 + U2 + … + Un
• Общее сопротивление равно сумме сопротивлений отдельных элементов: R = R1 + R2 + … + Rn

Применение последовательного соединения

Последовательное соединение часто используется в следующих случаях:

• В осветительных гирляндах
• В некоторых типах датчиков и измерительных приборов
• Для создания делителей напряжения
• В многоэлементных предохранителях

Параллельное соединение проводников

При параллельном соединении все элементы подключены к одним и тем же двум точкам цепи. Основные характеристики параллельного соединения:

• Напряжение одинаково на всех элементах: U = U1 = U2 = … = Un
• Общий ток равен сумме токов через отдельные элементы: I = I1 + I2 + … + In
• Общая проводимость равна сумме проводимостей отдельных элементов: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn

Применение параллельного соединения

Параллельное соединение широко применяется в следующих ситуациях:

• В бытовой электропроводке для подключения розеток и приборов
• В системах электропитания для распределения нагрузки
• В аккумуляторных батареях для увеличения емкости
• В некоторых типах фильтров и делителей тока

Сравнение последовательного и параллельного соединения

Каковы ключевые различия между последовательным и параллельным соединением проводников? Рассмотрим основные параметры:

Параметр	Последовательное соединение	Параллельное соединение
Ток	Одинаковый во всех элементах	Разный в разных ветвях
Напряжение	Сумма напряжений на элементах	Одинаковое на всех элементах
Сопротивление	Увеличивается при добавлении элементов	Уменьшается при добавлении элементов
Надежность	При обрыве одного элемента цепь размыкается	При выходе из строя одного элемента цепь продолжает работать

Смешанное соединение проводников

На практике часто используются смешанные (комбинированные) схемы, сочетающие последовательное и параллельное соединение элементов. Такие схемы позволяют получить необходимые характеристики цепи и оптимизировать ее работу.

Особенности расчета смешанных цепей

При расчете смешанных цепей используется метод эквивалентных преобразований:

1. Цепь разбивается на участки с однотипным соединением элементов
2. Для каждого участка вычисляется эквивалентное сопротивление
3. Полученная упрощенная схема снова анализируется, процесс повторяется до получения общего эквивалентного сопротивления

Правила Кирхгофа для расчета электрических цепей

Для анализа сложных электрических цепей с несколькими источниками тока используются правила Кирхгофа. Они позволяют составить систему уравнений для нахождения токов в ветвях цепи.

Первое правило Кирхгофа

Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю:

∑I = 0

Это правило основано на законе сохранения заряда и применяется для узлов цепи.

Второе правило Кирхгофа

Алгебраическая сумма напряжений в замкнутом контуре равна нулю:

∑U = 0

Это правило основано на законе сохранения энергии и применяется для замкнутых контуров цепи.

Материалы для изготовления проводников

Выбор материала проводника имеет большое значение для характеристик электрической цепи. Наиболее распространенные материалы:

• Медь — обладает высокой проводимостью и широко используется в электротехнике
• Алюминий — дешевле меди, но имеет меньшую проводимость
• Серебро — лучший проводник, но из-за высокой стоимости применяется редко
• Сталь — используется в основном для заземления из-за высокой механической прочности

Сравнение свойств проводниковых материалов

Материал	Удельное сопротивление, Ом·м	Температурный коэффициент сопротивления, 1/°C	Плотность, кг/м³
Медь	1.72 × 10⁻⁸	3.9 × 10⁻³	8960
Алюминий	2.82 × 10⁻⁸	3.7 × 10⁻³	2700
Серебро	1.59 × 10⁻⁸	3.8 × 10⁻³	10500
Сталь	1.0 × 10⁻⁷	4.5 × 10⁻³	7850

Особенности соединения проводников из разных материалов

При соединении проводников из разных материалов необходимо учитывать следующие факторы:

• Разницу в электрохимических потенциалах, которая может привести к коррозии
• Различие в температурных коэффициентах расширения
• Возможность образования интерметаллических соединений

Для надежного соединения разнородных проводников применяются специальные методы:

• Использование переходных наконечников
• Применение антикоррозионных паст
• Гальваническое покрытие контактных поверхностей

Выбор сечения проводников для электрических цепей

Правильный выбор сечения проводников важен для обеспечения безопасности и эффективности электрической цепи. При выборе сечения учитываются следующие факторы:

• Допустимый ток нагрузки
• Допустимое падение напряжения
• Механическая прочность
• Условия прокладки и эксплуатации

Методика расчета сечения проводника

1. Определение расчетного тока нагрузки
2. Выбор типа изоляции и способа прокладки
3. Определение допустимого тока по таблицам
4. Проверка на допустимое падение напряжения
5. Корректировка сечения с учетом условий эксплуатации

Правильный выбор сечения проводников позволяет обеспечить надежную и безопасную работу электрической цепи, а также оптимизировать затраты на материалы.

Заключение

Понимание видов соединений проводников и их свойств важно для проектирования и эксплуатации электрических цепей. Последовательное и параллельное соединения имеют свои особенности и области применения. Грамотное использование различных типов соединений, правильный выбор материалов и сечения проводников позволяют создавать эффективные и безопасные электрические системы.

404 — несуществующая страница

404 — несуществующая страница

Москва

Москва

+7 495 128-28-28

Бонусная программа Войти

Войти или зарегистрироваться Создать аккаунт организации Личный кабинет

Телефон

Вы можите запросить код подтверждения повторно или оформить быстрый заказ без регистрации прямо сейчас

+7 495 128-28-28

ELECTROTORG2023

Такой страницы не существует или она была удалена.

Вы можете начать с главной

Или перейти на интересующий Вас раздел:

Электромонтажное оборудование

Электроустановочные изделия

Климатическое оборудование

Освещение

Метизы и крепеж

Инструменты

Стройматериалы

ТВ, видеонаблюдение, интернет и связь

Товары для жизни

Праздничная светотехника

Способы оплаты

Позвонить

Написать

Быстрая покупка

Спасибо! Ваш заказ принят!

18.

Типы соединения проводников. Простейшие электрические цепи. Правила Кирхгофа.

Последовательное и параллельное соединения в электротехнике — два основных способа соединения элементов электрической цепи. При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла. При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами, если это не противоречит условию.

При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова.

При параллельном соединении падение напряжения между двумя узлами, объединяющими элементы цепи, одинаково для всех элементов. При этом величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Параллельное соединение

Сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов в отдельных параллельно соединенных проводниках: I = I₁ + I₂

Напряжение на участках цепи АВ и на концах всех параллельно соединенных проводников одно и то же: U = U₁ = U₂

Резистор

При параллельном соединении резисторов складываются величины, обратно пропорциональные сопротивлению (то есть общая проводимость 1/R складывается из проводимостей каждого резистора 1/Ri

Если цепь можно разбить на вложенные подблоки, последовательно или параллельно включённые между собой, то сначала считают сопротивление каждого подблока, потом заменяют каждый подблок его эквивалентным сопротивлением, таким образом находится общее(искомое) сопротивление.

Последовательное соединение

При последовательном соединении проводников сила тока в любых частях цепи одна и та же: I = I₁ = I₂

Полное напряжение в цепи при последовательном соединении, или напряжение на полюсах источника тока, равно сумме напряжений на отдельных участках цепи: U = U₁ + U₂

Резисторы

Электри́ческая цепь — совокупность устройств, элементов, предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий сила тока и напряжение

Изображение электрической цепи с помощью условных знаков называют электрической схемой

Рисунок 1 — Условное обозначение электрической цепи

Для формулировки законов Кирхгофа, в электрической цепи выделяются узлы — точки соединения трёх и более проводников и контуры — замкнутые пути из проводников. При этом каждый проводник может входить в несколько контуров.

В этом случае законы формулируются следующим образом.

Первый закон

Первый закон Кирхгофа (Закон токов Кирхгофа, ЗТК) гласит, что алгебраическая сумма токов в любом узле любой цепи равна нулю (значения вытекающих токов берутся с обратным знаком):

Иными словами, сколько тока втекает в узел, столько из него и вытекает. Данный закон следует из закона сохранения заряда. Если цепь содержит p узлов, то она описывается p − 1 уравнениями токов. Этот закон может применяться и для других физических явлений (к примеру, водяные трубы), где есть закон сохранения величины и поток этой величины.

Проводниковые материалы

НУЖНА ПОМОЩЬ?

ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА: [email protected]

ТЕЛЕФОН: 800-472-4655

ЗАВЕСТИ АККАУНТ

Экономия времени при отправке запросов предложений и пользовательских конструкций кабелей

Часто задаваемые вопросы

Мы можем ответить на наши наиболее часто задаваемые вопросы

Материалы проводников для проводов и кабелей

Проводник находится в центре любого провода и кабеля. Они в основном сделаны из металла из-за высокой проводимости металла. Однако некоторые металлы обладают большей проводимостью, чем другие. Алюминий, медь и высокопрочные сплавы являются основными материалами, которые вы найдете в центре вашего провода и кабеля. Однако каждый из них имеет разные свойства, поэтому важно знать, как они могут повлиять на ваше следующее приложение.

Алюминий

Алюминий легкий, доступный по цене и может использоваться в различных областях. Он дешевле, чем медь и металлические сплавы, но также обладает меньшей проводимостью.

Медь

Медь может эффективно передавать электричество, она недорогая и универсальная. Часто используется голая медь, но медный проводник также может быть луженым или покрытым серебром для улучшения характеристик. Чтобы узнать больше, см. раздел «Виды лужения» ниже.

Сталь

Сталь также может использоваться в качестве проводника. Однако он не так распространен, как алюминий или медь, потому что он также не проводит электричество. Омедненная сталь является популярным выбором для заземляющих проводников или кабелей, требующих исключительной механической прочности.

Высокопрочные сплавы

Сплавы представляют собой растворы, изготовленные из одного или нескольких металлических элементов. Как правило, они прочнее, чем элементы, используемые по отдельности. Хотя высокопрочные сплавы являются обычными материалами для проводников, они, как правило, также покрыты серебром или никелем.

Типы покрытия

Проводники могут быть покрыты другими металлами для улучшения рабочих характеристик и других характеристик. См. ниже информацию о лужении и других покрытиях.

Посеребренные проводники

Серебро является самым проводящим металлом, но оно очень дорогое, поэтому редко используется для создания проводника целиком. Серебряное покрытие встречается гораздо чаще. Он улучшает проводимость и расширяет диапазон рабочих температур проволоки. Посеребренная проволока обычно может работать при температурах от -65°C до 200°C. Это покрытие является обычным выбором для многих аэрокосмических применений.

Никелированные проводники

Никелевое покрытие может наноситься для повышения коррозионной стойкости и расширения диапазона рабочих температур провода или кабеля. Если никель толстый, проволока может выдерживать температуры до 750°C. Никелирование также добавляет слой механической прочности кабелям, которые должны выдерживать экстремальные условия.

Луженые проводники

Проводники можно лужить для улучшения водостойкости, повышения проводимости и облегчения пайки. Луженые проводники дороже проводников из неизолированного металла, но могут прослужить в десять раз дольше, чем нелуженые проводники. Как правило, луженые проводники используются в электрическом и электронном оборудовании в самых разных отраслях промышленности. Существуют различные типы лужения, предназначенные для удовлетворения различных потребностей различных приложений. Видов лужения:

• Луженая: При основном лужении отдельные нити покрываются оловом. Это самый дешевый способ лужения. Он принят в соответствии со стандартами UL, CSA, ASTM и Mil-Spec.
• Тяжелое лужение: Это похоже на обычное лужение, но при этом используется гораздо более толстое оловянное покрытие. Он обычно используется в высокочастотных индукционных нагревателях, потому что он может соединяться на зачищенных участках, в то время как остальная часть кабеля остается гибкой.
• Предварительно сплавленный или предварительно склеенный: При предварительном лужении или предварительном лужении толстые луженые медные жилы скручиваются, а затем оплавляются по всей их длине. Этот тип луженого проводника имеет те же характеристики, что и сплошной проводник, но с меньшей вероятностью сломается или затвердеет в гибких приложениях. Предварительно сплавленные или предварительно скрепленные проводники обычно допускаются в соответствии с рекомендациями UL и CSA, но не в соответствии со спецификациями кабелей Mil-W-16878.
• Внешнее покрытие: Этот тип лужения включает покрытие луженых, скрученных медных жил общим покрытием из олова. Его преимущества такие же, как и у предварительно сплавленного или предварительно скрепленного лужения. Он принят UL и CSA, но не стандартами Mil-Spec.
• Верхнее покрытие: При лужении верхнего покрытия голые медные жилы скручиваются вместе, а затем покрываются оловом. Как и лужение верхнего слоя, это допускается спецификациями UL и CSA, но не Mil-Spec.

При разработке сложного или агрессивного приложения рассмотрите возможность лужения проводников кабеля. Это может улучшить общую функцию кабеля и увеличить его долговечность.

Электрические проводники и соединения | UpCodes

// СНИМОК КОДА

Жилой код 2021 Колорадо > 34 Общие требования > E3406 Электрические проводники и соединения

Перейти к полной главе

E3406.1 Общие положения

В этом разделе приведены общие требования к проводникам, соединениям и соединениям. Эти требования не применяются к проводникам, которые составляют неотъемлемую часть оборудования, такого как двигатели, электроприборы и аналогичное оборудование, или к проводникам, специально предусмотренным в главах с 34 по 43. (310.1)

E3406.2 Материал проводника

Проводники, используемые для проведения тока, должны быть из меди, алюминия или медно-алюминиевого сплава, если иное не предусмотрено в главах 34–43. Если материал проводника не указан, материал и размеры, указанные в настоящих главы должны применяться к медным проводникам. При использовании других материалов размеры проводников должны быть соответственно изменены. (110.5)

E3406.3 Минимальный размер проводников

Минимальный размер проводников для фидерных и ответвленных цепей должен быть медным 14 AWG и алюминиевым  12 AWG или плакированным медью алюминием. Минимальный размер служебных проводников должен соответствовать указанному в главе 36. Минимальный размер проводников дистанционного управления, сигнализации и цепей с ограничением мощности класса 2 должен соответствовать указанному в главе 43. [310.3(A)]

E3406.4 Многожильные проводники

При установке в кабельных каналах проводники 8 AWG и больше должны быть многожильными. Одножильный проводник 8 AWG разрешается устанавливать в кабелепровод только в соответствии с требованиями разделов E3610.2 и E4204. [310.3(C)]

E3406.5 Изоляция отдельных проводников

Если иное не разрешено в разделах E3605.1 и E3908.10 и E4303, токонесущие проводники должны быть изолированы. Изолированные жилы должны иметь типы изоляции RHH, RHW, RHW-2, THHN, THHW, THW, THW-2, THWN, THWN-2, TW, UF, USE, USE-2, XHHW или XHHW-2. Типы изоляции должны быть одобрены для применения. [310.10(Б), (С), 310.4]

E3406.6 Параллельные проводники

Параллельные проводники цепи должны иметь размеры 1/0 AWG и больше. Параллельные проводники должны: быть одинаковой длины; состоят из одного и того же материала проводника; иметь одинаковую площадь в милах и один и тот же тип изоляции. Параллельные проводники должны быть заделаны таким же образом. При прокладке в отдельных кабелепроводах или кабелях кабелепроводы или кабели должны иметь одинаковые физические характеристики. Если проводники находятся в отдельных кабелепроводах или кабелях, в каждом кабелепроводе или кабеле должно использоваться одинаковое количество проводников. [310.10(Г)]

E3406.7 Проводники одной и той же цепи

Все проводники одной цепи и, если они используются, заземляющий провод, а также все заземляющие проводники оборудования и соединительные проводники должны находиться в пределах одного и того же кабельного канала, кабеля или шнура. [300.3(B)]

E3406.8 Алюминиевые и медные соединения

Клеммы и соединительные соединители должны быть идентифицированы по материалу соединяемых проводников. Проводники из разнородных металлов не должны соединяться в клемме или соединительном соединителе, где происходит физический контакт между разнородными проводниками, такими как медь и алюминий, медь и алюминий, плакированный медью, или алюминий и алюминий, плакированный медью, за исключением случаев, когда устройство указано для назначение и условия применения. Такие материалы, как ингибиторы и соединения, должны быть подходящими для применения и должны быть такого типа, который не оказывает неблагоприятного воздействия на проводники, установку или оборудование. (110,14)

E3406.9 Тонкопроволочные проводники

Соединители и клеммы для проводников с более тонкими витками, чем скрутка классов B и C, как показано в таблице E3406.9, должны быть идентифицированы для определенного класса или классов проводников. (110.14)

ТАБЛИЦА E3406.9 (глава 9, таблица 10)

ПРОВОДНИК ^c

РАЗМЕР ПРОВОДА		КОЛИЧЕСТВО ПЯТЕЙ
		Медь		Алюминий
AWG или kcmil	мм 2	Класс В	Класс С	Класс В
24-30	0,20-0,05	Обратите внимание на	—	—
22	0,32	7	—	—
20	0,52	10	—	—
18	0,82	16	—	—
16	1,3	26	—	—
14-2	2,1-33,6	7	19	7 б
1-4/0	42. 4-107	19	37	19
250-500	127-253	37	61	37
600-1000	304-508	61	91	61
1250-1500	635-759	91	127	91
1750-2000	886-1016	127	271	127

1. Количество нитей варьируется.
2. Алюминий 14 AWG (2,1 мм ² ) недоступен.
3. С разрешения Underwriters Laboratories, Inc. этот материал воспроизводится из стандарта UL 486A-486B, Проводные соединители, авторские права на которые принадлежат Underwriters Laboratories, Inc., Нортбрук, Иллинойс. Несмотря на то, что использование этого материала разрешено, UL не несет ответственности ни за способ представления информации, ни за ее интерпретацию.

E3406.10 Клеммы

Присоединение проводников к клеммным частям должно производиться без повреждения проводников и должно производиться с помощью напорных соединителей, в том числе винтового типа, с помощью сращивания с гибкими выводами или для проводников размером 10 AWG и меньше, с помощью проволочных винтов или шпилек и гаек с перевернутыми наконечниками или их эквивалентов. Зажимы для более чем одного проводника и зажимы для соединения алюминиевых проводников должны быть идентифицированы для применения. [110,14(А)]

E3406. 11 Сращивания

Проводники должны сращиваться или соединяться с помощью устройств для сращивания, перечисленных для этой цели. Стыки и соединения, а также свободные концы проводников должны быть покрыты изоляцией, эквивалентной изоляции проводников, или изолирующим устройством, указанным для этой цели. Соединители проводов или средства сращивания, установленные на проводниках для непосредственного заглубления, должны быть перечислены для такого использования. [110.14(B)]

E3406.11.1 Непрерывность

Проводники в кабелепроводах должны быть непрерывными между розетками, коробками и устройствами и не должны иметь сростков или отводов в кабелепроводе.

Исключение: Допускаются сращивания в дорожках качения для поверхностного монтажа, имеющих съемную крышку. [300.13(A)]

E3406.11.2 Соединения устройств

Непрерывность заземленного проводника в многопроводных ответвленных цепях не должна зависеть от соединения с такими устройствами, как розетки и патроны. Расположение заземляющих соединений должно быть таким, чтобы отключение или удаление розетки, светильника или другого устройства, питаемого от коробки, не мешало и не прерывало непрерывность заземления. [300.13(Б)]

E3406.11.3 Длина проводника для сращивания или заделки

Если проводники должны быть сращены, заделаны или присоединены к приспособлениям или устройствам, минимальная длина свободного проводника 6 дюймов (152 мм) должна быть обеспечена на каждом выходе, соединении или точка переключения. Требуемая длина измеряется от точки в коробке, где проводник выходит из кабелепровода или оболочки кабеля. Если отверстие для выхода, соединения или точки переключения составляет менее 8 дюймов (200 мм) в любом измерении, каждый проводник должен иметь достаточную длину, чтобы выходить за пределы такого отверстия не менее чем на 3 дюйма (75 мм). (300,14)

E3406.12 Установка

Значения момента затяжки для клеммных соединений должны соответствовать указанным на оборудовании или в инструкциях по установке, предоставленных изготовителем. Для достижения указанного значения крутящего момента должны использоваться утвержденные средства. [110.14(D)]

E3406.13 Непрерывность заземляющего проводника

Непрерывность заземляющего проводника не должна зависеть от соединения с металлическим корпусом, кабельным каналом или броней кабеля. [200.2(B)]

E3406.14 Подключение заземляющего и связующего оборудования

Соединение проводников заземления оборудования, проводников заземляющих электродов и соединительных перемычек должно соответствовать разделам E3406.14.1 и E3406.14.2.

E3406.14.1 Разрешенные методы

Проводники заземления оборудования, проводники заземляющих электродов и соединительные перемычки должны быть соединены одним или несколькими из следующих способов:

1. Перечисленные соединители давления.
2. Клеммы.
3. Напорные соединители, перечисленные в качестве оборудования для заземления и соединения.
4. Процесс экзотермической сварки.
5. Крепежные изделия машинного типа, которые входят в зацепление не менее чем с двумя витками резьбы или фиксируются гайкой.