Формула сечения провода: Расчет сечения провода по току и мощности – СамЭлектрик.ру

Содержание

Как рассчитать поперечное сечение провода и его диаметр

Не зная, как рассчитать сечение провода, электрик не сможет произвести даже самые элементарные электромонтажные работы. Чтобы правильно подобрать проводку, ему необходимо знать определённые параметры и нагрузку. К примеру, какое сечение провода нужно для 5 квт, можно понять, лишь имея определённые знания. Неграмотно выбранное сечение может привести к довольно-таки плачевным последствиям, начиная от выхода из строя самой линии и заканчивая её возгоранием.

Довольно распространённый пример, когда у вас вдруг выходит из строя проводка, а при вскрытии канала видно, что оплавилась изоляция и сам провод перегорел. Происходит подобное лишь в двух случаях:

  • неправильно произведён расчёт сечения;
  • недостоверность или отсутствие информации о проводнике.

Порядок проведения расчётов

Для того чтобы определить сечение провода, необходимо сперва измерить его диаметр.

Для этого нам понадобится штангенциркуль либо микрометр. Так как нас интересует непосредственно окружность самого проводника, то предварительно необходимо будет зачистить его от изоляции. Если при покупке вам сделать это не позволят, тогда можно приобрести минимально допустимый кусок, после чего и проводить следующие манипуляции.

Когда необходимый параметр замерен, уже несложно будет рассчитать непосредственно и само сечение. Если интересует вопрос, чем производить замер предпочтительнее, то, можно сказать, что чем выше точность замера, тем и более точным будет конечный результат.

Бывают ситуации, когда в наличии просто нет ни штангенциркуля, ни микрометра. В таком случае сделать соответствующие замеры мы вполне сможем и при помощи простой линейки. Но здесь может встать необходимость покупать

тестовый кусок, так как очистить от изоляции придётся сантиметров 10-15, и маловероятно, что это разрешат сделать бесплатно.

Как только провод освобождён от изоляции, его стоит намотать на цилиндрическую часть отвёртки. Обращайте внимание, чтобы витки прилегали как можно плотнее друг к другу, не оставляя зазоров. Концы с краёв должны быть выведены в одну из сторон, чтобы получившиеся витки имели законченную форму. Что касается количества витков, то это

не принципиально, хотя лучше делать их 10, так как легче будет вести расчёт.

Осталось лишь измерить и высчитать непосредственно толщину нашего провода. Для этого измеряем длину используемых витков. Далее это значение делим на количество витков – полученный результат и будет искомым диаметром. В качестве примера возьмём количество витков 10. Длина всех этих десяти витков — 6,8 мм. Следовательно, 6,8 делим на 10, получаем 0,68. Именно это значение и есть искомый результат. Имея эти данные, можно искать и непосредственно сечение.

Вычисление с помощью формулы

Когда мы выяснили, каков диаметр провода, можно переходить непосредственно к определению его сечения. Понятно, что провод имеет форму круга в поперечнике.

Следовательно, для расчёта необходимо применить формулу площади круга. Таким образом мы узнаем площадь поперечного сечения проводника.

Где:

  • r – радиус круга,
  • D – диаметр круга,
  • π = 3,14.

В качестве примера вычислим интересующий нас параметр провода по уже известным данным из вышеприведённых расчётов. Так, у нас диаметр равен 0,68 мм. Следовательно, необходимо ещё найти радиус. Получается 0,68/2 = 0,34 мм. Теперь полученные результаты подставляем в формулу:

S = π * R² = 3,14 * 0,34² = 0,36² мм

То же самое можно проделать и по второй части уравнения. Значение получится аналогичным:

Теперь вы всегда сможете определить сечение кабеля, зная диаметр. При этом можно пользоваться любой из приведённых двух формул – какая понравится, ту и применяйте.

Таблица диаметров и их площадь сечения

Знать формулы и уметь благодаря им высчитать в любой момент необходимые данные — это прекрасно. Но есть и более простой способ узнать сечение, не прибегая к не всегда удобным расчётам. Для этого существует таблица соответствия диаметров к площади. Она содержит наиболее ходовые данные, благодаря которым легко определить сечение, зная диаметр. Достаточно просто распечатать эту таблицу на маленьком листке и носить в кармане или портмоне.

Пользоваться этой таблицей предельно просто. Практически все кабели имеют свою маркировку, которая указывается непосредственно на изоляции и/или на бирке. Нередко бывает, что фактическое сечение кабеля не совпадает с предъявленным на маркировке. Таблица может стать незаменимым помощником в таких случаях. Для этого стоит всего лишь посмотреть маркировку (к примеру, АВВГ 3х2,5). Значение, идущее после знака «х», и есть заявленное сечение, в нашем случае — это 2,5 мм. Первая цифра означает, что кабель имеет 3 жилы, но в нашей ситуации это не имеет значения.

Также легко высчитать и

диаметр кабеля по сечению, таблица в этом нам сможет прекрасно помочь, но делать это нужно в обратном порядке.

Чтобы проверить верность утверждения, что сечение данного кабеля 2,5 мм, нам необходимо измерить его диаметр любым вышеописанным способом. Так, если в конкретном случае диаметр составит 1,78 мм или близкое к нему значение (погрешности всё же допускаются), то всё верно, нас не обманули и провод действительно удовлетворяет заявленным требованиям. Увидеть это мы можем из таблицы, найдя значение 1,78 (диаметр), которому соответствует показатель 2,5 мм.

Кроме этого, нелишним будет внимательно проверить изоляцию. Она должна быть ровной, однородной, без повреждений и других дефектов. В погоне за прибылью производители дешёвой продукции идут на

любые ухищрения, чтобы как-то сэкономить на материале. Поэтому дешевизна далеко не всегда может оказаться выгодной.

Нередко в кабелях используются не цельный провод, а многожильный – состоящий из множества мелких проволочек, скрученных между собой. Может показаться, что замер сечения подобных кабелей невозможен или слишком сложен. Но это глубокое заблуждение. Узнать интересующие нас данные многожильного кабеля предельно просто. Делается это аналогично предыдущему методу с помощью одноцельного провода, т.е. сначала замеряем диаметр, а после высчитываем или узнаём из таблицы интересующие нас данные.

Но делать это необходимо правильно. Нельзя просто взять и замерить общий диаметр всей конструкции. Между отдельными «волосками» всегда есть некое расстояние, поэтому если измерения проводить по общему диаметру, то на выходе мы можем получить совершенно неправильные данные.

Для того чтобы узнать искомую величину многожильного кабеля, нам необходимо высчитать общее сечение проводов. Просто нужно взять отдельную проволоку и измерить её диаметр. Далее подсчитываем количество всех таких проволочек в проводе и умножаем на диаметр одной из них. В итоге мы и получим общий диаметр всего провода.

Зная эти параметры, уже несложно узнать и сечение.

диаметр провода – сечение провода

Общая информация о кабеле и проводе

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

Проводом является проводник, имеющий в своей конструкции одну проволоку или группу проволок, сплетенных между собой, и тонкий общий изоляционный слой. Кабелем же называется жила или группа жил, имеющих как собственную изоляцию, так и общий изоляционный слой (оболочку). Каждому из типов проводников будут соответствовать свои методы определения сечений, которые почти схожи.

Материалы проводников

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

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

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

Для чего необходим расчет кабеля

В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:

где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:

R = ρ · L/S (2), где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения. Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:

  • Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
  • Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.

Что еще влияет на нагрев проводов

Из формулы видно, что сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:

  • Материал. Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше.
  • Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.

Калькулятор расчета сечения по диаметру

Для простоты вычислений разработан калькулятор расчета сечения кабеля по диаметру. В его основе лежат формулы, по которым можно найти площадь сечения одножильных и многожильных проводов.

Измерять сечение нужно измеряя жилу без изоляции иначе нечего не получится. Когда речь идет о вычислении десятков и сотен значений, онлайн-калькулятор способен существенно упростить жизнь электрикам и проектировщикам электрических сетей за счет удобства и повышения скорости расчетов. Достаточно ввести значение диаметра жилы, а при необходимости указать количество проволок, если кабель многожильный, и сервис покажет искомое сечение провода.

Три основных способа определения диаметра провода

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

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

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

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

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

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

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

Но при этом необходимо учитывать следующее:

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

Обратите внимание и на минусы данного способа измерения:

  1. Измерить можно только сечение тонких проводов, так как толстый провод вам с трудом удастся намотать на карандаш.
  2. Для начала вам нужно будет приобрести маленький кусочек изделия, прежде чем делать основную покупку.

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

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

Диаметр проводника, ммСечение проводника, мм²
0.80.5
10.75
1.11
1.21.2
1.41.5
1.62
1.82.5
23
2.34
2.55
2.86
3.28
3.610
4.516

 

Порядок расчета сечения по мощности

В общем виде расчет сечения кабеля по мощности происходит в 2 этапа. Для этого потребуются следующие данные:

  • Суммарная мощность всех приборов.
  • Тип напряжения сети: 220 В – однофазная, 380 В – трехфазная.
  • ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7.
  • Материал проводника: медь или алюминий.
  • Тип проводки: открытая или закрытая.

Шаг 1. Потребляемую мощность электроприборов можно найти в их инструкции или же взять средние характеристики. Формула для расчета общей мощности:

ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) · Кс · Кз,

где P1, P2 и т. д. – мощность подключаемых приборов, Кс – коэффициент спроса, который учитывает вероятность включения всех приборов одновременно, Кз – коэффициент запаса на случай добавления новых приборов в доме. Кс определяется так:

  • для двух одновременно включенных приборов – 1;
  • для 3-4 – 0,8;
  • для 5-6 – 0,75;
  • для большего количества – 0,7.

Кз в расчете кабеля по нагрузке имеет смысл принять как 1,15-1,2. Для примера можно взять общую мощность в 5 кВт.

Шаг 2. На втором этапе остается по суммарной мощности определить сечение проводника. Для этого используется таблица расчета сечения кабеля из ПУЭ. В ней дана информация и для медных, и для алюминиевых проводников. При мощности 5 кВт и закрытой однофазной электросети подойдет медный кабель сечением 4 мм2.

Правила расчета по длине

Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:

  • L – длина проводника, м. Для примера взято значение 40 м.
  • ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм2·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
  • I – номинальная сила тока, А.

Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:

I = (P · Кс) / (U · cos ϕ) = 8000/220 = 36 А,

где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, Кс – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.

Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):

R = ρ · L/S.

Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:

dU = 0,05 · 220 В = 11 В.

Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:

S = ρ · L/R = 0,0175 · 40/0,31 = 2,25 мм2.

В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм2. Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (√S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.

Расчёт для многожильного провода

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

Расчёт с помощью штангенциркуля

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

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

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

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

Измерение с помощью ручки или карандаша

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

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

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

Использование таблиц

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


Таблица сечения проводя для закрытой проводки

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

Параллельное соединение проводов электропроводки

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

Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5 мм², а нужен по расчетам 10 мм². Соединяете их все параллельно, и проводка будет выдерживать ток до 50 ампер. Да Вы и сами многократно видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов. Например, для сварки используется ток до 150 А и для того, чтобы сварщик мог управлять электродом, нужен гибкий провод. Его и делают из сотен параллельно соединенных тонких медных проволочек.

В автомобиле аккумулятор к бортовой сети тоже подключают с помощью такого же гибкого многожильного провода, так как во время пуска двигателя стартер потребляет от аккумулятора ток до 100 А. А при установке и снятии аккумулятора необходимо провода отводить в сторону, то есть провод должен быть достаточно гибким. Способ увеличения сечения электропровода путем параллельного соединения нескольких проводов разного диаметра можно использовать только в крайнем случае. При прокладке домашней электропроводки допустимо соединять параллельно только провода одинакового сечения, взятые из одной бухты.

О выборе марки кабеля для домашней электропроводки

Делать квартирную электропроводку из алюминиевых проводов на первый взгляд кажется дешевле, но эксплуатационные расходы из-за низкой надежности контактов со временем многократно превысят затраты на электропроводку из меди. Рекомендую делать проводку исключительно из медных проводов! Алюминиевые провода незаменимы при прокладке воздушной электропроводки, так как они легкие и дешевые и при правильном соединении служат надежно продолжительное время.

А какой провод лучше использовать при монтаже электропроводки, одножильный или многожильный? С точки зрения способности проводить ток на единицу сечения и монтажа, одножильный лучше. Так что для домашней электропроводки нужно использовать только одножильный провод. Многожильный допускает многократные изгибы, и чем тоньше в нем проводники, тем он более гибкий и долговечнее. Поэтому многожильный провод применяют для подключения к электросети нестационарных электроприборов, таких как электрофен, электробритва, электроутюг и все остальных.

После принятия решения по сечению провода встает вопрос о марке кабеля для электропроводки. Тут выбор не велик и представлен всего несколькими марками кабелей: ПУНП, ВВГнг и NYM. Кабель ПУНП с 1990 года, в соответствии с решением Главгосэнергонадзора «О запрете применения проводов типа АПВН, ППБН, ПЕН, ПУНП и др. , выпускаемых по ТУ 16-505. 610-74 вместо проводов АПВ, АППВ, ПВ и ППВ по ГОСТ 6323-79*» к применению запрещен.

Кабель ВВГ и ВВГнг – медные провода в двойной поливинилхлоридной изоляции, плоской формы. Предназначен для работы при температуре окружающей среды от −50°С до +50°С, для выполнения проводки внутри зданий, на открытом воздухе, в земле при прокладке в тубах. Срок службы до 30 лет. Буквы «нг» в обозначении марки говорят о негорючести изоляции провода. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 35,0 мм2. Если в обозначении кабеля перед ВВГ стоит буква А (АВВГ), то жилы в проводе алюминиевые.

Кабель NYM (его российский аналог – кабель ВВГ), с медными жилами, круглой формы, с негорючей изоляцией, соответствует немецкому стандарту VDE 0250. Технические характеристики и область применения, практически одинаковые с кабелем ВВГ. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 4,0 мм².

Как видите, выбор для прокладки электропроводки не велик и определяется в зависимости от того, какой формы кабель более подходит для монтажа, круглой или плоской. Кабель круглой формы удобнее прокладывается через стены, особенно если делается ввод с улицы в помещение. Понадобится просверлить отверстие чуть больше диаметра кабеля, а при большей толщине стены это становится актуальным. Для внутренней проводки удобнее применять плоский кабель ВВГ.

При прокладке квартирной электропроводки, как правило, возникает вопрос и о выборе автоматического выключателя, или, как его часто называют, автомата. Этот вопрос и о выборе счетчика, УЗО, дифференциального автомата подробно освещен в статье сайта «Об электрическом счетчике, УЗО и автоматах защиты».

Видеоинструкция – как узнать сечение кабеля по диаметру

Источники

  • https://amperof. ru/elektromontazh/electroprivodka/tablitsa-diametr-sechenie-provoda.html
  • https://www.boncom.by/papers/raschet-secheniya-kabelya
  • https://SystemsSec.ru/info/calc/raschet-secheniya-kabelya-po-diametru/
  • https://www.calc.ru/Diametr-Provoda.html
  • https://220.guru/electroprovodka/provoda-kabeli/kak-uznat-sechenie.html
  • https://YDoma.info/ehlektrotekhnika/vybor-podgotovka-montazh-provoda/electricity-vybor-secheniya-provoda.html

Поперечное сечение проводника как важнейший критерий выбора провода

Классификация любых электрических проводов включает в себя основные параметры, представленные проводимостью, площадью поперечного сечения или диаметром, материалами, из которых изготовлен проводник, типовыми особенностями изоляционной защиты, уровнем гибкости, а также показателями тепловой стойкости.

Площадь или поперечное сечение проводника — один из наиболее важных критериев выбора провода.

Особенности электрических проводов

Наиболее широкое применение находят марки проводов ПУHП и ПУГHП, а также ВПП, ПHCB и PKГM, которые обладают следующими, очень важными для получения безопасного подключения основными техническими характеристиками:

  • ПУНП — плоское проводное изделие установочного или так называемого монтажного типа, с однопроволочными жилами из меди в ПВХ-изоляции. Такая разновидность отличается количеством жил, а также номинальным напряжением в пределах 250 В с частотой 50 Гц и температурным эксплуатационным режимом от минус 15 °C до плюс 50 °C;
  • ПУГНП — гибкая разновидность с многопроволочными жилами. Основные показатели, которые представлены номинальным уровнем напряжения, частотой и температурным эксплуатационным режимом, не отличаются от аналогичных данных ПУHП;
  • AПB — алюминиевая одножильная разновидность, круглый провод, имеющий защитную ПВХ-изоляцию и однопроволочную или многопроволочную жилу. Отличием данного вида является устойчивость к повреждениям механического типа, вибрациям и химическим соединениям. Температурный эксплуатационный режим составляет от минус 50 °C до плюс 70 °C;
  • ПBC — многожильная медная разновидность с ПBX-изоляцией, придающей проводу высокие показатели плотности и традиционную округлую форму. Термоустойчивая жила рассчитана для номинального уровня 380 В при частоте 50 Гц;
  • PKГM — силовая монтажная разновидность, представленная одножильным медным проводом с кремнийорганической резиновой или стекловолоконной изоляцией, пропитанной термостойким составом. Температурный эксплуатационный режим составляет от минус 60 °C до плюс 180 °C;
  • ПHCB — нагревательная одножильная разновидность в виде однопроволочного провода на основе оцинкованной или вороненой стали. Температурный эксплуатационный режим составляет от минус 50 °C до плюс 80 °C;
  • ВПП — одножильная медная разновидность с многопроволочной жилой и изоляцией на основе ПBX или полиэтилена. Температурный эксплуатационный режим составляет от минус 40 °C до плюс 80 °C.

В условиях невысокой мощности применяется медный провод ШBBП с защитной внешней ПBX-изоляцией. Многопроволочного типа жила обладает прекрасными показателями гибкости, а само проводное изделие рассчитано максимум на 380 В, при частоте в пределах 50 Гц.

Проводные изделия самых распространенных типов реализуются в бухтах, и чаще всего имеют белое окрашивание изоляции.

Площадь поперечного сечения проводника

В последние годы отмечается заметное понижение качественных характеристик изготавливаемой кабельной продукции, в результате чего страдают показатели сопротивления — сечение проводов. Диаметр любого проводника в обязательном порядке должен обладать соответствием всем заявленным производителем параметрам.

Любое отклонение, составляющее даже 15-20 %, может стать причиной значительного перегрева электрической проводки или оплавления изоляционного материала, поэтому выбору площади или толщины проводника нужно уделять повышенное внимание не только на практике, но и с точки зрения теории.

Поперечное сечение проводников

Параметры, наиболее важные для правильного выбора сечения проводника, отражены в следующих рекомендациях:

  • толщина проводника — достаточная для беспрепятственного прохождения электротока, при максимально возможном нагреве провода в пределах 60 °C;
  • сечение проводника — достаточное для резкого понижения напряжения, не превышающего допустимые показатели, что особенно важно для очень длинной электропроводки и значительных токов.

Особое внимание требуется уделять максимальным показателям рабочего температурного режима, при превышении которого проводник и защитная изоляция приходят в негодность.

Сечением используемого проводника и его защитной изоляцией должна в обязательном порядке обеспечиваться полноценная механическая прочность и надежность электрической проводки.

Формула поперечного сечения проводника

Как правило, провода обладают круглым сечением, но допустимые токовые показатели должны рассчитываться согласно площади поперечного сечения. С целью самостоятельного определения площади сечения в одножильном или многожильном проводе осторожно вскрывается оболочка, представляющая собой изоляцию, после чего в одножильном проводнике замеряется диаметр.

Площадь определяется в соответствии с хорошо известной даже школьникам физической формулой:

S = π х D²/4 или S = 0,8 х D², где:

  • S является площадью сечения в мм2;
  • π — число π, стандартная величина, равная 3,14;
  • D является диаметром в мм.

Проводник

Замеры многожильного провода потребуют его предварительного распушения, а также последующего подсчета количества всех жилок внутри пучка. Затем измеряется диаметр одного составляющего элемента и вычисляется площадь сечения в соответствии со стандартной формулой, указанной выше. На заключительном этапе замеров суммируются площади жилок с целью определения показателей их общего сечения.

С целью определения диаметра проводной жилы используется микрометр или штангенциркуль, но при необходимости можно воспользоваться стандартной ученической линейкой или сантиметром. Замеряемую жилку провода нужно максимально плотно намотать на палочку двумя десятками витков. При помощи линейки или сантиметра требуется замерить расстояние намотки в мм, после чего показатели используются в формуле:

D = l/n,

Где:

  • l представлено расстоянием намотки жилки в мм;
  • n является числом витков.

Следует отметить, что большее сечение провода позволяет обеспечивать запас по показателям тока, в результате чего уровень нагрузки на электропроводку можно незначительно превышать.

Чтобы самостоятельно определить проводное сечение монолитной жилы, требуется посредством обычного штангенциркуля или микрометра выполнить замеры диаметра внутренней части кабеля без защитной изоляции.

Таблица соответствия диаметров проводов и площади их сечения

Определение кабельного или проводного сечения по стандартной физической формуле относится к числу достаточно трудоемких и сложных процессов, не гарантирующих получение максимально точной результативности, поэтому целесообразно использовать с этой целью специальные, уже готовые табличные данные.

Диаметр кабельной жилы Показатели сечения Проводники с жилой медного типа
Мощность в условиях сети 220 В Ток Мощность в условиях сети 380 В
1,12 мм 1,0 мм2 3,0 кВт 14 А 5,3 кВт
1,38 мм 1,5 мм2 3,3 кВт 15 А 5,7 кВт
1,59 мм 2,0 мм2 4,1 кВт 19 А 7,2 кВт
1,78 мм 2,5 мм2 4,6 кВт 21 А 7,9 кВт
2,26 мм 4,0 мм2 5,9 кВт 27 А 10,0 кВт
2,76 мм 6,0 мм2 7,7 кВт 34 А 12,0 кВт
3,57 мм 10,0 мм2 11,0 кВт 50 А 19,0 кВт
4,51 мм 16,0 мм2 17,0 кВт 80 А 30,0 кВт
5,64 мм 25,0 мм2 22,0 кВт 100 А 38,0 кВт
6,68 мм 35,0 мм2 29,0 кВт 135 А 51,0 кВт

Как определить сечение многожильного провода?

Многожильные провода также известны под названием многопроволочных или гибких кабелей, которые представляют собой плотно свитые в один пучок проволочники одножильного типа.

Чтобы самостоятельно грамотно произвести вычисление сечения или площади многожильных проводов, необходимо изначально рассчитать сечение каждой проволочки в пучке, после чего полученный результат умножить на их общее количество.

Заключение

Сечение проводов или кабелей по токовым показателям и уровню мощности является одним из наиважнейших параметров электрической проводки. Самостоятельное определение диаметра выполняется несколькими доступными способами. Сечение проводника может быть рассчитано в соответствии с несложной формулой или выбрано по стандартным табличным данным.

Видео на тему

Расчёт сечения кабеля по мощности и току: формулы и примеры

Самое уязвимое место в сфере обеспечения квартиры или дома электрической энергией – это электропроводка. Во многих домах продолжают использовать старую проводку, не рассчитанную на современные электроприборы.

Нередко подрядчики и вовсе стремятся сэкономить на материалах и укладывают провода, не соответствующие проекту.

В любом из этих случаев необходимо сначала сделать расчет сечения кабеля, иначе можно столкнуться с серьезными и даже трагичными последствиями.

Для чего необходим расчет кабеля

В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:

где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:

R = ρ · L/S (2),

где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.

Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:

  • Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
  • Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.

Что еще влияет на нагрев проводов

Из формулы (2) видно, что сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:

  • Материал. Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше.
  • Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.

Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16

Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.

Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет.

В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене.

На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.

Порядок расчета сечения по мощности

В общем виде расчет сечения кабеля по мощности происходит в 2 этапа. Для этого потребуются следующие данные:

  • Суммарная мощность всех приборов.
  • Тип напряжения сети: 220 В – однофазная, 380 В – трехфазная.
  • ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7.
  • Материал проводника: медь или алюминий.
  • Тип проводки: открытая или закрытая.

Шаг 1. Потребляемую мощность электроприборов можно найти в их инструкции или же взять средние характеристики. Формула для расчета общей мощности:

ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) · Кс · Кз,

где P1, P2 и т. д. – мощность подключаемых приборов, Кс – коэффициент спроса, который учитывает вероятность включения всех приборов одновременно, Кз – коэффициент запаса на случай добавления новых приборов в доме. Кс определяется так:

  • для двух одновременно включенных приборов – 1;
  • для 3-4 – 0,8;
  • для 5-6 – 0,75;
  • для большего количества – 0,7.

Кз в расчете кабеля по нагрузке имеет смысл принять как 1,15-1,2. Для примера можно взять общую мощность в 5 кВт.

Шаг 2. На втором этапе остается по суммарной мощности определить сечение проводника. Для этого используется таблица расчета сечения кабеля из ПУЭ. В ней дана информация и для медных, и для алюминиевых проводников. При мощности 5 кВт и закрытой однофазной электросети подойдет медный кабель сечением 4 мм2.

Правила расчета по длине

Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:

  • L – длина проводника, м. Для примера взято значение 40 м.
  • ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм2·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
  • I – номинальная сила тока, А.

Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:

I = (P · Кс) / (U · cos ϕ) = 8000/220 = 36 А,

где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, Кс – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.

Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):

  • R = ρ · L/S.
  • Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:
  • dU = 0,05 · 220 В = 11 В.
  • Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:
  • S = ρ · L/R = 0,0175 · 40/0,31 = 2,25 мм2.

В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм2. Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (√S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.

Как рассчитать сечение по току

Расчет сечения кабеля по току осуществляется также на основании ПУЭ, в частности, с использованием таблиц 1.3.6. и 1.3.7. Зная суммарную мощность электроприборов, можно по формуле определить номинальную силу тока:

  1. I = (P · Кс) / (U · cos ϕ).
  2. Для трехфазной сети используется другая формула:
  3. I=P/(U√3cos φ),
  4. где U будет равно уже 380 В.
  5. Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле. Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:
  6. I = (P · Кс) / (U · cos ϕ) = (5000 · 0,75) / (220 · 1) = 17,05 А, при округлении 18 А.

BBГнг 3×1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм2. У кабеля BBГнг 3×1,5 одна жила имеет сечение S = π · r2 = 3,14 · (1,5/2)2 = 1,8 мм2, что полностью соответствует указанному требованию.

Если рассматривать кабель ABБбШв 4×16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.3.7. составляет 19 А.

С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм2. У кабеля ABБбШв 4×16 сечение одной жилы равно:

S = π · r2 = 3,14 · (4,5/2)2 = 15,89 мм2.

Согласно таблице 1.3.7. этот кабель рациональнее использовать при номинальном токе 60 А (при прокладке по воздуху) и до 90 А (при прокладке в земле).

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

При ремонте и проектировании электрооборудования появляется необходимость правильно выбирать провода. Можно воспользоваться специальным калькулятором или справочником. Но для этого необходимо знать параметры нагрузки и особенности прокладки кабеля.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

  • безопасность;
  • надежность;
  • экономичность.

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

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

Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: «Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны».

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

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

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

В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно «Правилам устройства электроустановок«, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А.

В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на ступень больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт.

Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.

Например, для алюминиевого провода и напряжения 220 В ближайшая большая мощность будет 13 кВт, соответствующее сечение — 10 мм²; для 380 В мощность составит 12 кВт, а сечение — 4 мм².

Выбираем по мощности

Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель.

На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт).

Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.

  Сборка распределительного электрического щитка для квартиры

Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.

  • Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами
  • Таблица 2. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с алюминиевыми жилами
  • Кроме того, надо знать напряжение сети: трехфазной соответствует 380 В, а однофазной — 220 В.

В ПУЭ дана информация и для алюминиевых, и для медных проводов. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Достоинства медных проводов:

  • высокая прочность;
  • упругость;
  • стойкость к окислению;
  • электропроводность больше, чем у алюминия.

Недостаток медных проводников — высокая стоимость. В советских домах использовалась при постройке алюминиевая электропроводка. Поэтому если происходит частичная замена, то целесообразно поставить алюминиевые провода.

Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки (до распределительного щита) устанавливается новая. Тогда есть смысл применять медь. Недопустимо, чтобы медь с алюминием контактировали напрямую, т. к. это приводит к окислению.

Поэтому для их соединения используют третий металл.

Можно самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого надо воспользоваться формулой: I=P/(U*1.

73), где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — ток, А. Затем из справочной таблицы выбирается сечение кабеля в зависимости от рассчитанного тока.

Если же там не будет необходимого значение, тогда выбирается ближайшее, которое превышает расчетное.

Как рассчитать по току

Величина тока, проходящего через проводник, зависит от длины, ширины, удельного сопротивления последнего и от температуры. При нагревании электрический ток уменьшается.

Справочная информация указывается для комнатной температуры (18°С). Для выбора сечения кабеля по току используют таблицы ПУЭ (ПУЭ-7 п.1.3.10-1.3.

11 ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ ПРОВОДОВ, ШНУРОВ И КАБЕЛЕЙ С РЕЗИНОВОЙ ИЛИ ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ).

  Какие бывают виды клеммных соединительных колодок?

  1. Таблица 3. Электрический ток для медных проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией
  2. Для расчета алюминиевых проводов применяют таблицу.
  3. Таблица 4. Электрический ток для алюминиевых проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией
  4. Кроме электрического тока, понадобится выбрать материал проводника и напряжение.

Для примерного расчета сечения кабеля по току его надо разделить на 10.

Если в таблице не будет полученного сечения, тогда необходимо взять ближайшую большую величину. Это правило подходит только для тех случаев, когда максимально допустимый ток для медных проводов не превышает 40 А. Для диапазона от 40 до 80 А ток надо делить на 8. Если устанавливают алюминиевые кабели, то надо делить на 6.

Это объясняется тем, что для обеспечения одинаковых нагрузок толщина алюминиевого проводника больше, чем медного.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Длина кабеля влияет на потерю напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшиться и оказаться недостаточным для работы электроприбора. Для бытовых электросетей этими потерями можно пренебречь.

Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот запас израсходуется на коммутацию и подключение. Если концы провода подсоединяются к щитку, то запасная длина должна быть еще больше, т. к.

будут подключаться защитные автоматы.

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

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

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

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

Открытая и закрытая прокладка проводов

В зависимости от размещения проводка делится на 2 вида:

Сегодня в квартирах монтируют скрытую проводку. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурят.

В качестве проводов используют медные. Заранее всё планируется, т. к. со временем для наращивания электропроводки или замены элементов придется демонтировать отделку.

Для скрытой отделки чаще используют провода и кабели, у которых плоская форма.

При открытой прокладке провода устанавливают вдоль поверхности помещения. Преимущества отдают гибким проводникам, у которых круглая форма. Их легко установить в кабель-каналы и пропустить сквозь гофру. Когда рассчитывают нагрузку на кабель, то учитывают способ укладки проводки.

Как рассчитать сечение кабеля по току, мощности, длине

В настоящий момент рынок кабельной продукции предлагает громадную номенклатуру всевозможных проводников, сферы широкого применения. Как сориентироваться в таком разнообразии марок и сечений попытаемся разобраться. При выборе кабеля, для любых нужд, необходимо ориентироваться на главное свойство проводника, его пропускную способность, то есть сечение токопроводящей жилы провода. Именно эта величина составляет большую часть цены электрического провода.И часто, не сведущие люди, допускают ошибки при выборе кабеля для замены проводки в доме или квартире. Далее мы расскажем, как рассчитать сечение кабеля по току, мощности и длине линии.

Что может произойти при неправильном выборе сечения кабеля:

  1. При недостаточном сечении проводника, будет происходить перегрев жилы и расплавление изоляции кабеля. В итоге это приведет к короткому замыканию или возгоранию участка цепи.
  2. Неоправданно большой перерасход бюджета из-за завышенного сечения провода.

Необходимо ответственно подойти к выбору сечения проводов, что бы не остаться в проигрыше. Рассмотрим несколько методик выбора кабеля:

  • По току в цепи.
  • По мощности потребителей.
  • По длине кабеля.

Каждый проводник имеет свой предел пропускной способности по току. При превышении этой величины, происходит неизбежная деградация кристаллической решетки металла проводника, а также разогрев и увеличение внутреннего сопротивления проводника. Что бы не допустить такое развитие событий, есть формулы и таблицы для расчета и выбора желаемого сечения кабеля.

Первая методика выбора сечения кабеля — по току электрических приборов, подключенных к данной цепи. Данный расчет более точный по сравнению с другими методиками. В паспорте или на корпусе электроприбора, заводом производителем указывается ток потребления данного устройства. Переписываем указанные значения на листок и производим их сложение.

Следуя определенной логике, что не все электроприборы будут работать одновременно, можно на 20 % уменьшить суммарный ток всех потребителей. По специальной таблице, где уже прописаны стандартные сечения готовых проводников, выбираем ближайший с большей стороны кабель с нужным сечением.

Пример: в результате расчетов получилось 30 ампер тока. И по таблице нам необходимо выбрать ближайшее большее значение, и для меди это 38 ампер 4 мм сечение.

Расчет по мощности. В большинстве расчетов похожий на предыдущий пункт. Переписываем мощность электроприборов, скидываем 20 процентов.

  • Можно выбирать необходимый провод, руководствуясь таблицей выше, или рассчитать ток самостоятельно по специальным формулам. Для однофазной сети формула расчета тока будет иметь такой вид:
  • I=P/(U*cosФи)
  • Формула для расчета тока в трех фазной сети:

где:

  • Р — мощность электроприбора.
  • U — напряжение сети, 220 или 380 вольт.
  • cos Фи — коэффициент мощности 1.4142 для двухфазной сети, 1.732 для трех фазной сети.
  • I – ток потребителя.

Далее выбор сечения не отличается от ранее описанного способа.

Выбор сечения кабеля по длине. Внутреннее сопротивление проводника на протяженных участках электрической сети может достигать значительных размеров. В таких случаях можно столкнуться с большим падением напряжения на дальнем участке и значительный расход мощности. Инструмент не выходит на свою мощность, а бытовая техника надрывно воет или отказывается нормально работать.

  1. В этом случае необходимо произвести расчет тока потребления на выбранном участке сети, руководствуясь методиками описанными ранее.
  2. Расчет сопротивления электрической линии выполняется по формуле:
  3. R провода=(p*L)/S
  • R – сопротивление в Ом.
  • L – длина провода метр. Берется две длины провода.
  • S – площадь проводника. S=3.14*D2 (в квадрате)/ 4.
  • p – коэффициент из таблицы удельных сопротивлений.
  • Дальше рассчитывается падение напряжения на этом участке.
  • U потерь= I нагрузки*R провода
  • ПОТЕРИ = (U потерь / U ном) *100%
  • · I нагрузки – ток нагрузки на участке сети.
  • · R провода — сопротивление провода.
  • · U потери – падение напряжения.
  • · U номинальное напряжение, 220 или 380 вольт.
  • Если расчетное напряжение потерь превышает 5 % от U ном, следует выбрать большее сечение.

Расчет сечения кабеля. По мощности, току, длине

Как рассчитать кабель по току, напряжению и длине. Кабели, как известно, бывают разного сечения, материала и с разным количеством жил.

Какой из них надо выбрать, чтобы не переплачивать, и одновременно обеспечить безопасную стабильную работу всех электроприборов в доме. Для этого необходимо произвести расчет кабеля.

Расчет сечения проводят, зная мощность приборов, питающихся от сети, и ток, который будет проходить по кабелю. Необходимо также знать несколько других параметров проводки.

Основные правила

При прокладке электросетей в жилых домах, гаражах, квартирах чаще всего используют кабель с резиновой или ПВХ изоляцией, рассчитанный на напряжение не более 1 кВ.

Существуют марки, которые можно применять на открытом воздухе, в помещениях, в стенах (штробах) и трубах. Обычно это кабель ВВГ или АВВГ с разной площадью сечения и количеством жил.

Применяют также провода ПВС и шнуры ШВВП для подсоединения электрических приборов.

После расчета выбирается максимально допустимое значение сечения из ряда марок кабеля.

Основные рекомендации по выбору сечения находятся в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Выпущено 6-е и 7-е издания, в которых подробно описывается, как прокладывать кабели и провода, устанавливать защиту, распределяющие устройства и другие важные моменты.

За нарушение правил предусмотрены административные штрафы. Но самое главное состоит в том, что нарушение правил может привести к выходу из строя электроприборов, возгоранию проводки и серьезным пожарам. Ущерб от пожара измеряется порой не денежной суммой, а человеческими жертвами.

Важность правильного выбора сечения

Почему расчет сечения кабеля так важен? Чтобы ответить, надо вспомнить школьные уроки физики

Ток протекает по проводам и нагревает их. Чем сильнее мощность, тем больше нагрев. Активная мощность тока вычисляют по формуле:

P=U*I* cos φ=I²*R

R – активное сопротивление.

Как видно, мощность зависит от силы тока и сопротивления. Чем больше сопротивление, тем больше выделяется тепла, то есть тем сильнее провода нагреваются. Аналогично для тока. Чем он больше, тем больше греется проводник.

Сопротивление в свою очередь зависит от материала проводника, его длины и площади поперечного сечения.

R=ρ*l/S
  • ρ – удельное сопротивление;
  • l – длина проводника;
  • S– площадь поперечного сечения.

Видно, что чем меньше площадь, тем больше сопротивление. А чем больше сопротивление, тем проводник сильнее нагревается.

Площадь рассчитывается по формуле:

S=π*d²/4

d – диаметр.

Не стоит также забывать удельное сопротивление. Оно зависит от материала, из которого сделаны провода. Удельное сопротивление алюминия больше, чем меди. Значит, при одинаковой площади сильнее нагреваться будет алюминий. Сразу становится понятно, почему алюминиевые провода рекомендуют брать большего сечения, чем медные.

Чтобы каждый раз не вдаваться в длинный расчет сечения кабеля, были разработаны нормы выбора сечения проводов в таблицах.

Расчет сечения провода по мощности и току

Расчет сечения провода зависит от суммарной мощности, потребляемой электрическими приборами в квартире. Ее можно рассчитать индивидуально, или воспользоваться средними характеристиками.

Для точности расчетов составляют структурную схему, на которой изображены приборы. Узнать мощность каждого можно из инструкции или прочитать на этикетке. Наибольшая мощность у электрических печек, бойлеров, кондиционеров. Суммарная цифра должна получиться в диапазоне приблизительно 5-15 кВт.

Зная мощность, по формуле определяют номинальную силу тока:

I=(P*K)/(U*cos φ)
  1. P – мощность в ваттах
  2. U=220 Вольт
  3. K=0,75 – коэффициент одновременного включения;
  4. cos φ=1 для бытовых электроприборов;

Если сеть трехфазная, то применяют другую формулу:

I=P/(U*√3*cos φ)

U=380 Вольт

Рассчитав ток, надо воспользоваться таблицами, которые представлены в ПУЭ, и определить сечение провода. В таблицах указан допустимый длительный ток для медных и алюминиевых проводов с изоляцией различного типа. Округление всегда производят в большую сторону, чтобы был запас.

Можно также обратиться к таблицам, в которых сечение рекомендуют определять только по мощности.

Разработаны специальные калькуляторы, по которым определяют сечение, зная потребляемую мощность, фазность сети и протяженность кабельной линии. Следует обращать внимание на условия прокладки (в трубе или на открытом воздухе).

Влияние длины проводки на выбор кабеля

Если кабель очень длинный, то возникают дополнительные ограничения по выбору сечения, так как на протяженном участке происходят потери напряжения, которые в свою очередь приводят к дополнительному нагреву. Для расчета потерь напряжения используют понятие «момент нагрузки».

Его определяют как произведение мощности в киловаттах на длину в метрах. Далее смотрят значение потерь в таблицах. Например, если потребляемая мощность составляет 2 кВт, а длина кабеля 40 м, то момент равняется 80 кВт*м. Для медного кабеля сечением 2,5 мм².

это означает, что потери напряжения составляют 2-3%.

Если потери будут превышать 5%, то необходимо брать сечение с запасом, больше рекомендованного к использованию при заданном токе.

Расчетные таблицы предусмотрены отдельно для однофазной и трехфазной сети. Для трехфазной момент нагрузки увеличивается, так как мощность нагрузки распределяется по трем фазам. Следовательно, потери уменьшаются, и влияние длины уменьшается.

Потери напряжения важны для низковольтных приборов, в частности, газоразрядных ламп. Если напряжение питания составляет 12 В, то при потерях 3% для сети 220 В падение будет мало заметно, а для низковольтной лампы оно уменьшится почти вдвое. Поэтому важно размещать пускорегулирующие устройства максимально близко к таким лампам.

Расчет потерь напряжения выполняется следующим образом:

∆U = (P∙r0+Q∙x0)∙L/ Uн
  • P — активная мощность, Вт.
  • Q — реактивная мощность, Вт.
  • r0 — активное сопротивление линии, Ом/м.
  • x0 — реактивное сопротивление линии, Ом/м.

– номинальное напряжение, В. (оно указывается в характеристиках электроприборов).

L — длинна линии, м.

Ну а если попроще для бытовых условий:

ΔU=I*R
  1. R – сопротивление кабеля, рассчитывается по известной формуле R=ρ*l/S;
  2. I – сила тока, находят из закона Ома;
  3. Допустим, у нас получилось, что I=4000 Вт/220 В=18,2 А.

Сопротивление одной жилы медного провода длиной 20 м и площадью 1,5 мм кв. составило R=0,23 Ом. Суммарное сопротивление двух жил равняется 0,46 Ом.

  • Тогда ΔU=18,2*0,46=8,37 В
  • В процентном соотношении
  • 8,37*100/220=3,8%
  • На длинных линиях от перегрузок и коротких замыканий устанавливают автоматические выключатели с тепловыми и электромагнитными расцепителями.

Похожие темы:

Расчет сечения электрического кабеля: формулы, таблицы, онлайн калькулятор для быстрого и точного расчета

Правильный расчет кабеля по мощности и длине позволяет избежать проблем с электрическими нагрузками. В результате этого удается избежать появления короткого замыкания и перегревание линии.

ООО «ЭнергоЩит» производит современное электрощитовое оборудование.

Электрический кабель различается по своей толщине и количеству жил внутри провода. Неправильно подобранный элемент может спровоцировать преждевременную поломку бытового прибора или возгорание проводки в жилом пространстве.

Как правильно произвести расчеты расходного материала? На что стоит обратить особое внимание в процессе выбора? Предлагаем вашему вниманию подробную инструкцию для расчёта сечения кабеля. Здесь представлены подробные формулы, которые облегчают поставленную задачу.

Главные правила правильного расчёта

В процессе прокладки проводки используют специальный кабель с резиновым типом изоляции. Как правило, он способен выдержать напряжение, которое не превышает мощность 1кВ. В продаже представлены разные модели провода, которые можно использовать внутри пространства, для уличных цепей и плоскости стен.

Довольно часто эти изделия марки ВВг или АВВГ. Они отличаются по площади поперечного сечения и количеству металлических жил внутри кабеля. Для подсоединения электро питания к бытовым приборам применяют еще один тип с маркировкой ПВХ.

Перед тем как осуществить покупку, рекомендуется провести точный расчет сечения кабеля по нагрузке и площади по отношению к электроприбору. Сделать правильный выбор поможет информация о мощности тока, который будет распространяться по этому кабелю.

Главные рекомендации правильного подсчета содержатся в руководстве Правил устройства электрических установок. Сокращенное название материла (ПУЭ). Здесь представлено семь изданий, которые подробно описывают всю технику прокладки электрических проводов.

Неправильный монтаж сопровождается административными штрафами. Помимо этого, неверный расчет ведет к сбою электрической цепи и возгоранию бытовых приборов. Ущерб от возгорания составляет большие финансовые затраты и нанесение тяжкого вреда человеческому здоровью.

Основная формула расчёта

Многие начинающие электрики часто задаются вопросом: «Почему важен правильный расчет площади сечения электрического кабеля?». На самом деле все достаточно просто. Для этого вспомним законы физики.

Электрический ток передвигаясь по проводу начинает его нагревать. В этом случае, чем выше мощность, тем больше нагревается его поверхность. Активную мощность электричества, можно рассчитать по следующей формуле:

Р =UI cos y=I2*R.

R – выступает в качестве активного сопротивления. По данной формуле расчёта сечения кабеля видно, что мощность напрямую зависит от поперечного сопротивления и интенсивности тока. Простым языком, чем больше мощность, тем быстрее нагревается поверхность кабеля.

  • Сопротивление проводников напрямую зависит от материала из которого они изготовлены, а также его длины. Вычисления проводят по формуле:
  • R= p* Is
  • p – это показатель удельного сопротивления;
  • I – это величина измеряющая длину проводника;
  • S – выступает в качестве площади поперечного сечения.
  • По данным расчётам очевидно, что при меньшей площади проводника, больше его сопротивление.
  • При покупке кабеля, важно учитывать его диаметр и площадь. Рассчитать это можно по следующей формуле:
  • S = л * d2 /4.

Здесь d является диаметром. Помимо этого не рекомендуется забывать об удельном сопротивлении изделия. Алюминиевые жилы имеют более высокий показатель сопротивления в отличие от медных. Именно поэтому, изделия из алюминия лучше выбирать большего параметра.

Облегчить процесс выбора помогают специальные таблицы для правильного расчёта сечений проводов.

Расчет по мощности и силе тока

Расчет сечения напрямую зависит от общей суммы потребляемой энергии. Если известна суммарная мощность, можно определить силу эклектического тока.

Для этого воспользуемся следующей формулой:

I=(PK)/(Ucosy):

  • P – это электрическая мощность измеряемая в Вт;
  • U = 220 Вт;
  • К – это коэффициент при одновременном включении всех приборов;
  • сos – коэффициент для одного электроприбора.

На сегодняшний день были разработаны специальные калькуляторы, которые значительно облегчают расчет величины. В процессе прокладки необходимо быть очень внимательным. Некоторые типы кабеля предназначены для закрытых помещений, а другие подойдут для уличных электролиний.

Как влияет длина электрической проводки на выбор подходящего кабеля?

Слишком длинная электрическая цепь сопровождается высокими потерями. Как правило, они провоцируют нагревание кабеля в процессе работы.

Вычислить этот коэффициент помогает формула:

U= (P*ro +Q* xo) *L /Uh

  • Р – это активная мощность устройства;
  • Q – является реактивной мощностью. Она измеряется в Вт;
  • ro – коэффициент активного сопротивления;
  • хо – выступает в качестве реактивного сопротивления;
  • Uh – показатель номинального напряжения. Оно показывает максимальное потребление бытового прибора.
  • L – это длина электрической цепи.

Для длинной цепи дополнительно используют автоматы предотвращающие преждевременное перегревание проводников. Они оснащены тепловым и электромагнитным расщепителем. Помимо этого, данные устройства сокращают риск появления короткого замыкания.

Онлайн расчет сечения кабеля

Фото разного сечения кабеля

зачем он необходим и как правильно выполнить. Как рассчитать сечение провода по мощности нагрузки

Различие между кабелем и проводом

Вопрос, между прочим, не простой. В частности, в соответствии со СН еще с времен СССР и до настоящего времени работы с кабелем дорогостоящие, нежели с проводом. Однако весьма отчетливой классификации в этом плане не имелось ни в прошлые времена, ни сегодня. Различные источники предоставляют разнообразные точки зрения. Практически, характеристика «кабель» или «провод» присваивается ГОСТом/ ТУ на выпуск конкретной марки. В частности, кабель марки ВВП от ОАО «Одескабель» разнится от провода марки ПВС лишь конфигурацией оболочки: кабель ВВП- плоский, а провод ПВС — круглый. И ни в каком справочнике о кабелях форма оболочки кабеля/провода не указывается как малозначимый фактор. Поэтому смотреть надо в сертификат — там непременно будет заявлено: это кабель или провод.

Самые известные марки кабеля

  1. провод ППВ (медь), АППВ (алюминий) в одинарной изоляции — для протягивания внутри стен;
  2. кабель ПВС (медь), ВВП (медь) в двойной изоляции — для протягивания внутри зданий;
  3. кабеля термостойкие РКГМ (медь) — до 180°С, БПВЛ (луженая медь)- до 250°С;
  4. кабель ВВГ (медь), АВВГ (алюминий) — для протягивания по стенам домов и в земле;
  5. кабель ВПП (медь) водопогружной — для протягивания в воде;
  6. кабель ТПП (медь) телефонный парный — для протягивания в земле;
  7. провод ТРП (медь) телефонный распределительный для абонентской связи (включение ТА)
  8. кабель «витая пара» UTP, FTP — для организации компьютерных сетей, включение домофонов и др.;
  9. провод сигнальный «Alarm» для подсоединения домофонов, охранно-пожарной сигнализации и др.;
  10. кабель коаксиальный RG-6 для подсоединения телевизоров, антенн, камер видеонаблюдения.

Интернет кабель

Понятие «интернет-кабель» обобщающее многие виды кабельных изделий. Для трансляции информации используются разнообразные информационные кабеля. Если имеется в виду подключение к Интернету, то нужно уточнить у оператора — какой именно кабель надо протягивать по стенам. При этом надо выяснить и марку кабеля и производителя, чтобы точно определить совместимые кабельные изделия.

К примеру, для Интернета используют обычный телевизионный кабель ТМ Finmark, кабель «витая пара» или имеющийся абонентский кабель (так называемая «лапша»), к которому подсоединен телефон.

На выделенных интернет -линиях могут прокладывать оптический кабель.

Компьютерный кабель

Термин также обобщающий.

Как правило, для связи ПК между собой и с сервером используют кабель «витая пара», однако могут употребляться и прочие информационные кабеля.

Технология свивать две жилы в пару употребляется в телефонии еще с прошлого столетия. За счет правильно рассчитанного шага витья и качества материала была достигнута максимальная скорость передачи информации, нежели у стандартного парного телефонного кабеля. Имеется довольно много видов кабеля «витая пара» в зависимости от числа жил, диаметра каждой жилы, мест прокладки и т.д. Смотря на то, какая скорость передачи данных, кабель «витая пара» делят на группы:

  • 3-я категория (стандартный телефонный кабель),
  • 5-я категория (офисные сети),
  • 6-я категория (кабель нового поколения для смены 5-й категории).

«Витая пара», приобретшая в наше время наибольшую популярность — это кабель категории 5 из 8 попарно скрученных жил, диаметр жилы составляет минимум 0,45мм и максимум 0,51мм.

Телевизионный кабель

Это бытовое наименование коаксиального кабеля с сопротивлением 75 Ом.

А также «спутниковый кабель» является коаксиальным кабелем. Всякий коаксиальный кабель на 75 Ом можно применять для подсоединения спутниковой и всякой иной антенны, и для подключения к кабельному телевидению. Имеет значение только одно — хороший ли это кабель или не очень.

Важными характеристиками коаксиального кабеля являются затухание сигнала и помехоустойчивость.

Все прочие характеристики кабеля устремлены на усовершенствование собственно данных 2 показателей и обладают второстепенным значением. В частности, наш кабель марки РК делают лишь из медной проволоки (порой даже посеребренной), однако затухание кабеля РК будет почти в четыре раза хуже, нежели у всякого нынешнего кабеля марки RG, произведенного из недорогих материалов: стали и алюминия. Это достигается за счет специальной технологии производства кабеля.

Выбор кабеля

Делать внутреннюю разводку лучше всего из медных проводов. Хотя алюминиевые им не уступят. Но тут есть один нюанс, который связан с правильно проведенном соединении участков в распределительной коробке. Как показывает практика, места соединений часто выходят из строя из-за окисления алюминиевого провода.

Еще один вопрос, какой провод выбрать: одножильный или многожильный? Одножильный имеет лучшую проводимость тока, поэтому именно его рекомендуют к применению в бытовой электрической разводке. Многожильный имеет высокую гибкость, что позволяет его сгибать в одном месте по несколько раз без ущерба качеству.

Одножильный или многожильный

При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой.

Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба, которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу.

Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди.

В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше.

Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Медь или алюминий

В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот.

Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться.

Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…».

Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал.

Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5 мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.

Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Что такое сечение провода и как его определить

Чтобы увидеть сечение провода достаточно его перерезать поперек и посмотреть на срез с торца. Площадь среза и есть сечение провода. Чем оно больше, тем большую силу тока может передать провод.

Как видно из формулы, сечение провода легко вычислить по его диаметру. Достаточно величину диаметра жилы провода умножить саму на себя и на 0,785. Для вычисления сечения многожильного провода нужно вычислить сечение одной жилы и умножить на их количество.

Диаметр проводника можно определить с помощью штангенциркуля с точностью до 0,1 мм или микрометра с точностью до 0,01 мм. Если нет под рукой приборов, то в таком случае выручит обыкновенная линейка.

Как правильно определить сечение провода

С теорией закончили. Пора переходить к основному вопросу темы – как же определить требуемое сечение токонесущей жилы для различных условий эксплуатации электропроводки.

Здесь возможны несколько вариантов поиска нужного результата.

Выбрать можно тот, который покажется наиболее удобным или подходящим к конкретному случаю.

Расчет через допустимую плотность тока

Изо всего изложенного выше уже должно быть понятно, что главным ограничителем при выборе требуемого сечения является резистивный нагрев проводников, способный привести к плавлению изоляции, к коротким замыканиям, к перегреву окружающих материалов вплоть до вероятности самовозгорания.

То есть выбираемое сечение провода должно исключать подобные явления.

Проведение точных теплотехнических расчетов – дело очень непростое. Но специалисты уже многое сделали в этом плане, так что можно воспользоваться их наработками.

В частности, ими просчитана безопасная плотность тока, которая не вызывает опасного нагрева проводника до температур, способных вызвать плавление наиболее распространенной в наше время ПВХ или ПЭ изоляции.

Так, для проводников, находящихся в условиях условной комнатной температуры (+20℃), эта плотность тока составляет:

Материал проводовОптимальная плотность тока, А/мм²
Расположение проводки Открытая Закрытая
Алюминий 3.5 3
Медь 5 4

Сразу оговорим разницу между открытой и закрытой проводками.

  • Открытая встречается не столь часто. Она прокладывается по стенам или потолкам на хомутах или изоляторах, может быть воздушной — самонесущей или же удерживаться несущим тросом. К открытым проводкам можно отнести и сетевые шнуры, удлинители, если, конечно, они не намотаны на катушки, бобины и т.п.
  • Все остальное, по сути – это закрытая проводка: расположенная к кабель-каналах, коробах или гофротрубах, вмурованная в стены, проложенная в грунте и т.п. Иными словами, в любых условиях, где отсутствует нормальный теплоотвод. С опорой на этот критерий к закрытой проводке следует отнести и те участки, которые располагаются в распределительных щитах и монтажных коробках – нормального теплообмена здесь тоже нет.

Выше не зря было оговорено, что указанные показатели справедливы для комнатной температуры. Случается, что проводку приходится прокладывать в помещениях с особым температурным режимом, то есть в которых поддерживается нагрев выше обычного (предбанники, сушилки, оранжереи и т.п.) В таком случае в значение допустимой плотности тока вносятся коррективы – применяется коэффициент 0,9 на каждые 10 градусов температуры свыше + 20 ℃.

Например, на какую плотность тока следует ориентироваться, если планируется проложить медную проводку в кабель-канале для подключения ТЭНа в сушилке, в которой будет поддерживаться температура +50 ℃?

По таблице плотность тока G для закрытой медной проводки равна 4 А/мм².

Разница между нормой температуры и планируемым режимом равна

50 – 20 = 30 ℃.

То есть понижающий коэффициент должен быть учтен трижды. Но столько это означает не 0,9 × 3, а 0,9³:

G = 4 × 0,9 × 0,9 × 0,9 = 4 × 0,9³ = 4 × 0,729 = 2,92 А/мм²

На этот показатель плотности и придется ориентироваться для создания безопасной в данных условиях проводки.

Еще один пример.  Скажем, в уже рассмотренных условиях проводка прокладывается для подключения двух обогревателей мощностью по 750 ватт каждый.

Суммарная нагрузка по мощности на линию получается:

Р = 750 + 750 = 1500 Вт

Пересчитаем ее в необходимый ток при напряжении 220 вольт:

I = P / U = 1500 / 220 = 6.8 А

Нормальная плотность тока для таких условий эксплуатации была нами подсчитана – 2,92 А/мм². То есть ничего уже не стоит подсчитать то сечение медной жилы, которое обеспечит безопасную плотность:

S = I / G = 6.8 / 2.92 = 2.33 мм²

Естественно, полученное значение приводится к ближайшему с округлением в большую сторону. То есть для прокладки проводки в указанных условиях подойдет медный провод сечением 2.5 мм².

В принципе, по такому же принципу можно проводить расчеты и для любых других помещений. В том числе для линий, к которым планируется подключить несколько электрических приборов различной мощности.

При этом суммарную мощность линии можно подсчитать так:

ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) × Кс × Кз

В скобках — мощности подключаемых к линии электроприборов, от 1 до n.

Кс – так называемый коэффициент спроса. Вряд ли все подключенные в линии приборы будут работать одновременно. То есть этот коэффициент учитывает вероятность их одновременного включения.

Расчет этого коэффициента – задача непростая, так как учитывает немало нюансов. Но так как наша публикация предназначена для электриков-любителей, которые в своей работе наверняка ограничиваются своими небольшими жилыми владениями, можно задачу упростить. А конкретно: при двух приборах коэффициент оставляем равным единице. При трех ÷ четырех – 0,8. Пять ÷ шесть – 0,75. Большего количества потребителей на линии в условиях дома или квартиры вряд ли встретится, но на всякий случай, если вдруг… – коэффициент 0,7.

Кз – коэффициент запаса. Величина необязательная. Но рачительный хозяин может подумать и наперед, что, возможно, через год-другой к этой же линии придется подключать и дополнительную нагрузку, о которой пока можно только догадываться. Так что имеет смысл сразу заложить резерв, приняв коэффициент, например, от 1,5 до 2,0. Но, повторимся, дело – добровольное, и этот коэффициент можно вообще исключить из расчетов.

Еще один важный нюанс. Реальная мощность электрического прибора может оказаться выше номинальной, указанной в паспорте. Это связано с понятиями активной и реактивной мощностей.

Не будем вдаваться особо в физику этого явления, скажем лишь, что полная мощность для некоторых типов нагрузки рассчитывается по формуле:

Pп = Pn / cos φ

Pп — полная мощность;

Pn — указанная в паспорте номинальная мощность;

cos φ — коэффициент мощности, равный косинусу угла φ — смещения фаз тока и напряжения.

Такое смещение свойственно приборам с мощным электроприводом, с высокой индуктивной нагрузкой (трансформаторами, дросселями). Значение cos φ для такой техники также указывается в паспорте изделия.

Значения номинальной мощности и cos φ на шильдике асинхронного двигателя

В бытовых условиях подобные приборы встречаются нечасто, но все же если линия проводится, скажем, для питания мощного насоса, компрессора, электродвигателя, для сварочного поста – лучше этим показателем не манкировать.

А теперь можно попробовать произвести полный расчет с учетом всего сказанного выше. Для этого читателю предлагается онлайн-калькулятор.

В поля ввода программы необходимо ввести запрашиваемые данные:

  • Какая проводка будет использоваться: медная или алюминиевая, расположенная открыто или закрытая.
  • Напряжение в планируемой линии.
  • Если в помещении предполагается какой-то специфический температурный режим, то это следует указать – выбрать из предлагаемых вариантов. Температура в комнате ниже +25℃ будет считаться нормальной – она стоит в перечне первой и учитывается по умолчанию.
  • Далее, указывается мощность планируемой к подключению нагрузки. Предусмотрено до 6 разных единиц – для бытовых условий этого обычно достаточно. При этом если поле не заполняется, то мощность считается равной нулю, то есть поле в расчет не принимается.

Два последних поля позволяют учесть нагрузку с реактивной составляющей мощности, если таковая есть. Для этого помимо номинала необходимо указать и значение cos φ. По умолчанию cos φ = 0, то есть как для обычной активной нагрузки.

  • В зависимости от количества подключаемых к линии приборов в алгоритме автоматически учитывается коэффициент спроса.
  • Наконец, пользователь может заложить резерв мощности, повысив коэффициент запаса, от 1 до 2 с шагом 0,1.

Результат расчета будет выдан в квадратных миллиметрах сечения жилы провода (кабеля) с точностью до сотой. Естественно, после этого придется сделать округление до ближайшего стандартного размера в большую сторону.

Поиск нужного сечения кабеля с помощью таблиц

Не все и не всегда любят заниматься самостоятельными расчетами. Таким пользователям можно порекомендовать воспользоваться таблицами.

По сути, это те же расчеты, выполненные специалистами по приведённым формулам. Но только для удобства их результаты сведены в табличное представление.

Например, таблица для определения допустимого сечения (и соответствующего диаметра) жилы исходя из мощности нагрузки и (или) значения силы тока для переменного напряжения 220 вольт (ОП и ЗП — открытая и закрытая проводка соответственно):

Мощность нагрузки, ВтТок, АМЕДЬАЛЮМИНИЙ
ОП ЗП ОП ЗП
S, мм ² d, мм S, мм ² d, мм S, мм ² d, мм S, мм ² d, мм
100 0,43 0,09 0,33 0,11 0,37 0,12 0,40 0,14 0,43
200 0.87 0,17 0,47 0,22 0,53 0,25 0,56 0.29 0,61
300 1,30 0,26 0,58 0,33 0,64 0,37 0,69 0,43 0,74
400 1,74 0,35 0,67 0,43 0,74 0,50 0,80 0,58 0,86
500 2.17 0,43 0,74 0,54 0,83 0,62 0,89 0.72 0,96
750 3,26 0,65 0,91 0,82 1,02 0,93 1,09 1,09 1,18
1000 4,35 0,87 1,05 1,09 1,18 1,24 1,26 1,45 1,36
1500 6,52 1,30 1,29 1,63 1,44 1,86 1,54 2,17 1,66
2000 8,70 1,74 1,49 2,17 1,66 2,48 1,78 2,90 1,92
2500 10,87 2,17 1,66 2,72 1,86 3,11 1,99 3.62 2,15
3000 13.04 2,61 1,82 3,26 2,04 3,73 2.18 4,35 2,35
3500 15,22 3,04 1,97 3,80 2,20 4,35 2,35 5.07 2,54
4000 17.39 3,48 2,10 4,35 2,35 4.97 2.52 5,80 2.72
4500 19,57 3,91 2,23 4,89 2,50 5,59 2,67 6,52 2,88
5000 21,74 4,35 2,35 5,43 2,63_ 6,21 2,81 7.25 3,04
6000 26.09 5,22 2,58 6,52 2,88 7,45 3,08 8,70 3,33
]000 30,43 6,09 2,78 7,61 3,11 8,70 3,33 10,14 3,59
8000 34.78 6,96 2,98 8,70 3,33 9,94 3,56 11,59 3,84
9000 39.13 7,83 3,16 9,78 3,53 11,18 3,77 13,04 4,08
10000 43,48 8,70 3,33 10,87 3,72 12,42 3,98 14.49 4,30

Чаще встречаются несколько иные таблицы. В них приведены стандартные сечения выпускаемой кабельной продукции, и соответствующие им допустимые значения силы тока и мощности нагрузки.

Вот такая таблица для кабелей с медными жилами:

Сечение токонесущей жилы, мм ²Напряжение 220 ВНапряжение 380 В
I, A P, кВт I, A P, кВт
1.5 19 4.1 16 10.5
2.5 27 5.9 25 16.5
4 38 8.3 30 19.8
6 46 10.1 40 26.4
10 70 15.4 50 33
16 85 18.7 75 49.5
25 115 25.3 90 59.4
35 135 29.7 115 75.9
50 175 38.5 145 95.7
70 215 47.3 180 118.8
95 260 57.2 220 145.2
120 300 66 260 171.6

Аналогичная таблица – для кабелей с алюминиевыми проводниками:

Сечение токонесущей жилы, мм ²Напряжение 220 ВНапряжение 380 В
I, A P, кВт I, A P, кВт
2.5 20 4,4 19 12,5
4 28 6,1 23 15,1
6 36 7,9 30 19,8
10 50 11,0 39 25,7
16 60 13,2 55 36,3
25 85 18,7 70 46,2
35 100 22,0 85 56,1
50 135 29,7 110 72,6
70 165 36,3 140 92,4
95 200 44,0 170 112,2
120 230 50,6 200 132,2

Есть таблицы, которые сразу учитывают количество токонесущих жил в одном кабель-канале (коробе, трубе и т.п.). То есть принимается в расчет взаимное тепловое влияние в условиях ограниченности теплоотвода.

Такая таблица для медных кабелей показана ниже.

(Сокращения: ОЖ – одножильный, ДЖ – двужильный, ТЖ – трехжильный).

Сечение токонесущей жилы, мм²Ток, А, для проводов, проложенных
открыто в одном кабель-канале
2×ОЖ 3×ОЖ 4×ОЖ 1×ДЖ 1×ТЖ
0.5 11
0.75 15
1 17 16 15 14 15 14
1.2 20 18 16 15 16 14.5
1.5 23 19 17 16 18 15
2 26 24 22 20 23 19
2.5 30 27 25 25 25 21
3 34 32 28 26 28 24
4 41 38 35 30 32 27
5 46 42 39 34 37 31
6 50 46 42 40 40 34
8 62 54 51 46 48 43
10 80 70 60 50 55 50
16 100 85 80 75 80 70
25 140 115 100 90 100 85
35 170 135 125 115 125 100
50 215 185 170 150 160 135
70 270 225 210 185 195 175
95 330 275 255 225 245 215
120 385 315 290 260 295 250

Аналогичная таблица – для кабелей с алюминиевыми проводами:

Сечение токонесущей жилы, мм²Ток, А, для проводов, проложенных
открыто в одном кабель-канале
2×ОЖ 3×ОЖ 4×ОЖ 1×ДЖ 1×ТЖ
2 21 19 18 15 17 14
2.5 24 20 19 19 19 16
3 27 24 22 21 22 18
4 32 28 28 23 25 21
5 36 32 30 27 28 24
6 39 36 32 30 31 26
8 46 43 40 37 38 32
10 60 50 47 39 42 38
16 75 60 60 55 60 55
25 105 85 80 70 75 65
35 130 100 95 85 95 75
50 165 140 130 120 125 105
70 210 175 165 140 150 135
95 255 215 200 175 190 165
120 295 245 220 200 230 190

При желании можно отыскать таблицы более узкой специализации, например, для воздушной прокладки проводов или для подземной, причем — еще и с учетом теплоотводных качеств того или иного грунта. Но не станем ими перегружать настоящую публикацию – она рассчитана все же на начинающих электриков, которые в своем дебюте выполняют задачи попроще.

Некоторые мастера и вовсе рекомендуют брать во внимание упрощенный вариант таблицы сечений проводов и кабелей, используемых для домашней проводки. Вот такой:

Сечение жилы медного провода, мм ² (в скобках – алюминиевого)Максимальный ток при длительной нагрузке, АМаксимальная мощность нагрузки. кВтНоминальный ток защиты автомата, АПредельный ток защиты автомата, АСфера применения в условиях дома (квартиры)
1,5 (2,5) 19 4.1 10 16 приборы освещения, сигнализации
2,5 (4,0) 27 5.9 16 25 розеточные блоки, системы подогрева полов
4,0 (6,0) 38 8.3 25 32 мощное климатическое обрудование, водонагреватели, стиральные и посудомоечные машины
6,0 (10,0) 46 10.1 32 40 электроплиты и электродуховки
10,0 (16,0) 70 15.4 50 63 входные линии электропитания

По большому счету, так оно обычно и получается.
Но напоследок рассмотрим еще один важный нюанс.

Возможная поправка сечения жилы на сопротивление линии

Любой проводник обладает собственным сопротивлением – об этом мы говорили в самом начале статьи, когда приводили значения удельного сопротивления материалов, меди и алюминия.

Оба этих металла обладают весьма достойной проводимостью, и на участках небольшой протяженности собственное сопротивление линии не оказывает сколь-нибудь значимого влияния на общие параметры цепи. Но если планируется прокладка линии большой протяженности, или, например, изготавливается удлинитель-переноска большой длины для работы на значительном удалении от дома, то собственное сопротивление желательно просчитать, и сравнить вызываемое им падение напряжения с напряжением питания. Если падение напряжения получается более 5% от номинала напряжения в цепи, правила эксплуатации электроустановок предписывают брать кабель с жилами большего сечения.

Например, изготавливается переноска для сварочного инвертора. Если сопротивление самого кабеля будет чрезмерным, провода под нагрузкой будут сильно перегреваться, а напряжения и вовсе может оказаться недостаточно для корректной работы аппарата.

Собственное сопротивление кабеля можно вычислить по формуле:

Rk = 2 × ρ × L / S

Rk — собственное сопротивление кабеля (линии), Ом;

2 — длина кабеля удваивается, так как учитывается весь путь прохождения тока, то есть «туда и обратно»;

ρ — удельное сопротивление материала жил кабеля;

L — длина кабеля, м;

S — площадь поперечного сечения жилы, мм².

Предполагается, что нам уже известно, с каким током придется иметь дело при подключении нагрузки — об этом уже не раз рассказывалось в настоящей статье.

Зная силу тока, несложно по закону Ома вычислить падение напряжения, а затем сравнить его с номиналом.

Ur = Rk × I

ΔU (%) = (Ur / Uном) × 100

Если проверочный результат получается более 5%, то следует увеличить сечение жил кабеля на один шаг.

Быстро провести такую проверку поможет еще один онлайн-калькулятор. Дополнительных пояснений он, думается, не потребует.

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:

  • Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
  • Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.

Для чего необходим расчет кабеля

В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:

где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:

R = ρ · L/S (2),

где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.

Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.

Выбираем сечение по мощности

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

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

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

Мощность тока (кВт) Сила тока (амперы) Сечение провода (кв. мм)
4,1 19 1,5
5,9 27 2,5
8,3 38 4
10,1 46 6
15,4 70 10
18,7 85 16
25,3 115 25
29,7 135 35
38,5 175 50
47,3 215 70
57,2 260 95
66 300 120

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

Мощность тока (кВт) Сила тока (амперы) Сечение провода (кв. мм)
10,5 16 1,5
16,5 25 2,5
19,8 30 4
26,4 40 6
33 50 10
49,5 75 16
59,4 90 25
75,9 115 35
95,7 145 50
118,8 180 70
145,2 220 95
171,6 260 120

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

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

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

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

Мощность тока (кВт) Сила тока (амперы) Сечение провода (кв. мм)
4,4 20 2,5
6,1 28 4
7,9 36 6
11 50 10
13,2 60 16
18,7 85 25
22 100 35
29,7 135 50
36,3 165 70
44 200 95
50,6 230 120

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

Мощность тока (кВт) Сила тока (амперы) Сечение провода (кв. мм)
12,5 19 2,5
15,1 23 4
19,8 30 6
25,7 39 10
36,3 55 16
46,2 70 25
56,1 85 35
72,6 110 50
92,4 140 70
112,2 170 95
132,2 200 120

Расчет сечения по току

Расчеты необходимого сечения по току и мощности кабелей и проводов представят более точные результаты. Такие вычисления позволяют оценить общее влияние различных факторов на проводники, в числе которых тепловая нагрузка, марка проводов, тип прокладки, условия эксплуатации т.д.

Весь расчет проводится в ходе следующих этапов:

  • выбор мощности всех потребителей;
  • расчет токов, проходящих по проводнику;
  • выбор подходящего поперечного сечения по таблицам.

Для этого варианта расчёта мощность потребителей по току с напряжением берется без учета поправочных коэффициентов. Они будут учтены при суммировании силы тока.

Этап #1 — расчет силы тока по формулам

Тем, кто подзабыл школьный курс физики, предлагаем основные формулы в форме графической схемы в качестве наглядной шпаргалки:


«Классическое колесо» наглядно демонстрирует взаимосвязь формул и взаимозависимость характеристик электрического тока (I — сила тока, P — мощность, U — напряжение, R — радиус жилы)

Выпишем зависимость силы тока I от мощности P и линейного напряжения U:

I = P/Uл,

Где:

  • I — cила тока, принимается в амперах;
  • P — мощность в ваттах;
  • — линейное напряжение в вольтах.

Линейное напряжение в общем случае зависит от источника электроснабжения, бывает одно- и трехфазным.

Взаимосвязь линейного и фазного напряжения:

  1. Uл = U*cosφ в случае однофазного напряжения.
  2. Uл = U*√3*cosφ в случае трехфазного напряжения.

Для бытовых электрических потребителей принимают cosφ=1, поэтому линейное напряжение можно переписать:

  1. Uл = 220 В для однофазного напряжения.
  2. Uл = 380 В для трехфазного напряжения.

Далее суммируем все потребляемые токи по формуле:

I = (I1+I2+…IN)*K*J,

Где:

  • I – суммарная сила тока в амперах;
  • I1..IN – сила тока каждого потребителя в амперах;
  • K – коэффициент одновременности;
  • J – коэффициент запаса.

Коэффициенты K и J имеют те же значения, что были применены при расчете полной мощности.

Может быть случай, когда в трехфазной сети через разные фазные проводники течет ток неравнозначной силы.

Такое происходит, когда к трехфазному кабелю подключены одновременно однофазные потребители и трехфазные. Например, запитан трехфазный станок и однофазное освещение.

Возникает естественный вопрос: как в таких случаях рассчитывают сечение многожильного провода? Ответ прост — вычисления производят по наиболее нагруженной жиле.

Этап #2 — выбор подходящего сечения по таблицам

В правилах эксплуатации электроустановок (ПЭУ) приведен ряд таблиц для выбора требуемого сечения жилы кабеля.

Проводимость проводника зависит от температуры. Для металлических проводников с повышением температуры повышается сопротивление.

При превышении определенного порога процесс становится автоподдерживающимся: чем выше сопротивление, тем выше температура, тем выше сопротивление и т.д. пока проводник не перегорает или вызывает короткое замыкание.

Следующие две таблицы (3 и 4) показывают сечение проводников в зависимости от токов и способа укладки.


Таблица 3. Первое, необходимо выбрать способ укладки проводов, от этого зависит, на сколько эффективно происходит охлаждение (+)

Кабель отличается от провода тем, что у кабеля все жилы, оснащенные собственной изоляцией, скручены в пучок и заключены в общую изоляционную оболочку. Более подробно о различиях и видах кабельных изделий написано в этой статье.


Таблица 4. Открытый способ указан для всех значений сечения проводников, однако на практике сечения ниже 3 мм2 открыто не прокладывают по соображениям механической прочности (+)

При использовании таблиц к допустимому длительному току применяются коэффициенты:

  • 0,68 если 5-6 жил;
  • 0,63 если 7-9 жил;
  • 0,6 если 10-12 жил.

Понижающие коэффициенты применяются к значениям токов из столбца «открыто».

Нулевая и заземляющая жилы в количество жил не входят.

По нормативам ПЭУ выбор сечения нулевой жилы по допустимому длительному току, производится как не менее 50% от фазной жилы.

Следующие две таблицы (5 и 6) показывают зависимость допустимого длительного тока при прокладке его в земле.


Таблица 5. Зависимости допустимого длительного тока для медных кабелей при прокладке в воздухе или земле

Токовая нагрузка при прокладке открыто и при углублении в землю различаются. Их принимают равными, если прокладка в земле проводится с применением лотков.


Таблица 6. Зависимости допустимого длительного тока для алюминиевых кабелей при прокладке в воздухе или земле

Для устройства временных линий снабжения электроэнергией (переноски, если для частного пользования) применяется следующая таблица (7).


Таблица 7. Допустимый длительный ток при использовании переносных шланговых шнуров, переносных шланговых и шахтных кабелей, прожекторных кабелей, гибких переносных проводов. Применяется только медных проводников

Когда прокладка кабелей производится в грунте помимо теплоотводных свойств необходимо учитывать удельное сопротивление, что отражено в следующей таблице (8):


Таблица 8. Поправочный коэффициент в зависимости от типа и удельного сопротивления грунта на допустимый длительный ток, при расчете сечения кабелей (+)

Расчет и выбор медных жил до 6 мм2 или алюминиевых до 10 мм2 ведется как для длительного тока.

В случае больших сечений возможно применить понижающий коэффициент:

0,875 * √Тпв

где Tпв — отношение продолжительности включения к продолжительности цикла.

Продолжительность включения берется из расчета не более 4 минут. При этом цикл не должен превышать 10 минут.

При выборе кабеля для разводки электричества в деревянном доме особое внимание уделяют его огнестойкости.

Этап #3 — расчет сечения проводника по току на примере

Задача: рассчитать необходимое сечение медного кабеля для подключения:

  • трехфазного деревообрабатывающего станка мощностью 4000 Вт;
  • трехфазного сварочного аппарата мощностью 6000 Вт;
  • бытовой техники в доме общей мощностью 25000 Вт;

Подключение будет произведено пятижильным кабелем (три жилы фазные, одна нулевая и одна заземление), проложенным в земле.


Изоляция кабельно-проводниковой продукции рассчитывается на конкретное значение рабочего напряжения. Следует учитывать, что указанное производителем рабочее напряжение его изделия должно быть выше напряжения в сети

Решение.

Шаг # 1. Рассчитываем линейное напряжение трехфазного подключения:

Uл = 220 * √3 = 380 В

Шаг # 2. Бытовая техника, станок и сварочный аппарат имеют реактивную мощность, поэтому мощность техники и оборудования составит:

Pтех = 25000 / 0,7 = 35700 Вт

Pобор = 10000 / 0,7 = 14300 Вт

Шаг # 3. Ток, необходимый для подключения бытовой техники:

Iтех = 35700 / 220 = 162 А

Шаг # 4. Ток, необходимый для подключения оборудования:

Iобор = 14300 / 380 = 38 А

Шаг # 5. Необходимый ток для подключения бытовой техники посчитан из расчета одной фазы. По условию задачи имеется три фазы. Следовательно, ток можно распределить по фазам. Для простоты предположим равномерное распределение:

Iтех = 162 / 3 = 54 А

Шаг # 6. Ток приходящийся на каждую фазу:

Iф = 38 + 54 = 92 А

Шаг # 7. Оборудование и бытовая техника работать одновременно не будут, кроме этого заложим запас равный 1,5. После применения поправочных коэффициентов:

Iф = 92 * 1,5 * 0,8 = 110 А

Шаг # 8. Хотя в составе кабеля имеется 5 жил, в расчет берется только три фазные жилы. По таблице 8 в столбце трехжильный кабель в земле находим, что току в 115 А соответствует сечение жилы 16 мм2.

Шаг # 9. По таблице 8 применяем поправочный коэффициент в зависимости от характеристики земли. Для нормального типа земли коэффициент равен 1.

Шаг # 10. Не обязательный, рассчитываем диаметр жилы:

D = √(4*16 / 3,14) = 4,5 мм

Если бы расчет производился только по мощности, без учета особенностей прокладки кабеля, то сечение жилы составит 25 мм2. Расчет по силе тока сложнее, но иногда позволяет экономить значительные денежные средства, особенно когда речь идет о многожильных силовых кабелях.

О взаимосвязях значений напряжения и силы тока подробнее можно прочесть тут.

Как разобраться в сечениях медных и алюминиевых кабелей, для прокладки проводки?

Данная статья предназначена научить вас как рассчитать сечение провода. Это как чем больше воды вы хотите подать, тем большего диаметра труба вам нужна. Так и здесь, чем больше потребление электрического тока, тем больше должно быть сечение кабелей и проводов. Вкратце опишу что это такое: если вы перекусите кабель или провод, и посмотреть на него с торца, то вы как раз и увидите его сечение, то есть толщину провода, которая определяет мощность которую данный провод способен пропустить, разогреваясь до допустимой температуры.

Для того чтобы правильно подобрать сечение силового провода нам нужно учитывать максимальную величину потребляемой нагрузки тока. Определить значения токов можно, зная паспортную мощность потребителя, определяется по такой формуле: I=P/220, где P — это мощность потребителя тока, а 220 — это количество вольт в вашей розетке. Соответственно если розетка на 110 или 380 вольт, то подставляем данное значение.

Важно знать, что расчет значения для однофазных, и трехфазных сетей различается. Для того чтобы узнать на сколько фаз сеть вам нужно, требуется подсчитать общую сумму потребления тока в вашем жилище. Приведем пример среднестатистического набора техники, которая может быть у вас дома.

Простой пример расчета сечения кабеля по потребляемому току, сейчас мы вычислим сумму мощностей подключаемых электроприборов. Основными потребителями в среднестатистической квартире являются такие приборы:

  • Телевизор — 160 Вт
  • Холодильник — 300 Вт
  • Освещение — 500 Вт
  • Персональный компьютер — 550 Вт
  • Пылесос — 600 Вт
  • СВЧ-печь — 700 Вт
  • Электрочайник — 1150 Вт
  • Утюг — 1750 Вт
  • Бойлер (водонагреватель) — 1950 Вт
  • Стиральная машина — 2650 Вт
  • Всего 10310 Вт = 10,3 кВт.

Когда мы узнали общее потребление электричества, мы можем по формуле рассчитать сечение провода, для нормального функционирования проводки. Важно помнить что для однофазных и трехфазных сетей формулы будут разные.

Расчет сечения провода для сети с одной фазой (однофазной)

Расчет сечения провода осуществляется с помощью следующей формулы:

I = (P × K и ) / (U × cos(φ) )

где:

  • I — сила тока;

  • P — мощность всех потребителей энергии в сумме
  • K и — коэффициент одновременности, как правило, для расчетов принимается общепринятое значение 0,75
  • U — фазное напряжение, которое составляет 220V но может колебаться в пределах от 210V до 240V.
  • cos(φ) — для бытовых однофазных приборов эта величина сталая, и равняется 1.

Если есть необходимость рассчитать ток быстрее, то можно опустить значение cos(φ) и значение K и . Результат в таком случае отличается в меньшую сторону на 15%, если мы применим формулу:

I = P / U

Когда мы нашли мощность потребления тока по формуле, можно начать выбирать кабель, который подходит нам по мощности. Вернее, его площади сечения. Ниже приведена специальная таблица в которой предоставлены данные, где сопоставляется величина тока, сечение кабеля и потребляемая мощность.

Данные могут различаться для проводов изготовленных из разных металлов. Сегодня для применения в жилых помещениях, как правило, используется медный, жесткий кабель. Алюминиевый кабель практически не применяется. Но все же во многих старых домах, алюминиевый кабель все еще присутствует.

Таблица расчетной мощности кабеля по току. Выбор сечения медного кабеля, производится по следующим параметрам:

Также приведем таблицу для расчета потребляемого тока алюминиевого кабеля:

Если значение мощности получилось среднее между двумя показателями, то необходимо выбрать значение сечения провода в большую сторону. Так как запас мощности должен присутствовать.

Расчет сечения провода сети с тремя фазами (трехфазной)

А теперь разберем формулу подсчета сечения провода для трехфазных сетей.

Для рассчета сечения питающего кабеля воспользуемся следующей формулой:

I = P / (√3 × U × cos(φ))

Где:

  • I — сила тока, по которой выбирается площадь сечения кабеля
  • U — фазовое напряжение, 220V
  • Cos φ — угол сдвига фаз
  • P — показывает общее потребление всех электроприборов

Cos φ — в приведенной формуле крайне важен, так как самолично влияет на силу тока. Он различается для разного оборудования, с этим параметром чаще всего можно ознакомиться в технической документации, или соответствующей маркировкой на корпусе.

Общая мощность находится очень просто, мы суммируем значение всех показателей мощности, и используем получившееся число в расчетах.

Отличительной особенностью в трехфазной сети, является то, что более тонкий провод способен выдержать большую нагрузку. Подбирается необходимое нам сечение провода, по нижеприведенной таблице.

Расчет сечения провода по потребляемому току применяемый в трехфазной сети, используется с применением такой величины как √3. Это значение нужно для упрощения внешнего вида самой формулы:

U линейное = √3 × U фазное

Данным образом при возникновении необходимости заменяется произведение корня и фазного напряжения на линейное напряжение. Эта величина равняется 380V (U линейное = 380V).

Расчёт сечения кабеля по мощности и длине

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

Рассчитываются основные показатели электротока по следующим формулам:

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

Выбираем сечение кабеля по мощности

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

Выбор сечения кабеля зависит от мощности и силы тока

Выбор сечения провода по длине

Вы должны знать о том, что длина провода (кабеля) влияет на напряжение. Чем длиннее линия, тем больше потеря напряжения. Чтобы этого избежать нужно увеличивать сечение проводника. Как это все подсчитать?

Пример.

У вас в быту есть некие потребители электроэнергии, в сумме они составляют 5000 Вт или 5 кВт. Длина до этих потребителей от автоматического выключателя равно 25 м. Так как электроэнергия поступает по одному проводу, а возвращается по другому проводу, то длина увеличивается вдвое и равна 50 м.

Дальше нам нужно найти силу тока (I). Как найти вы уже знаете. Нужно мощность разделить на напряжение:

I=P/U

I = 5000/220 = 22,72 А

С помощью силы тока (А) или мощности (Р) в таблице 2 определяем сечение провода. По таблице это 1,5 мм² медного провода.

Так как провод имеет свое сопротивление (R) мы производим расчет с учетом следующих данных по формуле:

R = p × L/S

где:

R – сопротивление проводника, Ом;

p – удельное сопротивление, Ом · мм²/м;

L – длина провода, м;

S – площадь поперечного сечения, мм².

Из формулы: величина (р) это всегда постоянная величина. Для меди она равна 0,0175, а для алюминия – 0,0281.

Вычисляем:

R = 0,0175 × 50/1,5 = 0,583 Ом

Теперь нужно высчитать потери напряжения по формуле:

dU = I·R

где,

dU – потеря напряжения, В;

I– сила тока, А;

R– сопротивление проводника, ОМ.

dU = 22,72 × 0,583 = 13,24 В

После этого расчета нужно узнать процентное соотношение потерь напряжения. Если оно будет выше 5 %, то проводник следует выбрать на одну позицию выше ссылаясь на таблицу 2.

Считаем:

13,24 В / 220 В × 100% = 6,01%

Так как процентное соотношение потерь напряжения выше 5%, то сечение провода (кабеля) вместо 1.5 мм² выбираем 2.5 мм².

Токовые нагрузки в сетях с постоянным током

В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по-другому. Сопротивление проводника постоянному напряжению гораздо выше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще пренебрегают).

Кроме этого, для потребителей постоянного тока как правило очень важно, чтобы напряжение на концах было не ниже 0,5В (для потребителей переменного тока, как известно колебания напряжения в пределах 10% в любую сторону допустимы).

Есть формула, определяющая насколько упадет напряжение на концах по сравнению с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления и силы тока в цепи:

U = ((p l) / S) I

    где:
  • U — напряжение постоянного тока, В
  • p — удельное сопротивление провода, Ом*мм2/м
  • l — длина провода, м
  • S — площадь поперечного сечения, мм2
  • I — сила тока, А

Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подстановки, или с помощью простейших арифметических действий над данным уравнением.

Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то для выбора сечения можно пользоваться таблицей для переменного тока, но при этом корректировать величины тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при постоянном токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем указано в таблице.

Подобное правило также работает для выбора автоматических выключателей для сетей с постоянным током, например: для цепей с нагрузкой в 25А, нужно брать автомат на 15% меньшего номинала, в нашем случае подходит предыдущий типоразмер автомата — 20А.

Кабель, передающий электрический ток, – один из важнейших элементов электрической сети. В случае выхода кабеля из строя работа всей системы становится невозможной, поэтому для предотвращения отказов, а также опасности возгорания от перегрева, следует произвести точный расчёт сечения кабеля по нагрузке.

Такой расчёт дает уверенность в безопасной и надёжной работе сети и приборов, но что ещё важнее – безопасности людей.

Выбор сечения, недостаточного для токовой нагрузки, приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, а это, в свою очередь, – к короткому замыканию и даже пожару. Так что для проведения расчётов и тщательного выбора подходящего кабеля есть масса причин.

Расчёт для помещений

Предыдущий расчёт позволил точно вычислить материал и сечение вводного кабеля, по которому будет идти общая максимальная нагрузка. Теперь следует произвести аналогичные расчёты по каждому помещению и его группам. И вот почему: нагрузка на розеточные группы может значительно отличаться.

Так, розетки с подключённой стиральной машиной и феном нагружены гораздо больше, чем розетка для миксера и кофеварки на кухне. Поэтому не стоит «упрощать» задачу, без раздумий укладывая провод сечением 2,5 квадрата на розетки, так как иногда этого просто не хватит.

Следует помнить, что суммарная нагрузка в помещении состоит из 1) силовой и 2) осветительной. И если с осветительной нагрузкой всё ясно – она выполняется медным проводом с сечением в 1,5 мм кв., то с розетками не так всё просто.

Следует помнить, что обычно кухня и ванная комната – наиболее «нагруженные» линии, так как именно там расположены холодильник, электрочайник, бойлер, микроволновка, а иногда и стиральная машинка. Поэтому лучше всего распределить эту нагрузку по различным розеточным группам, а не использовать блок на 5-6 розеток.

Иногда от «специалистов» можно услышать, что для розеток в остальных помещениях достаточно и «кабеля-полторушки», однако выдели бы вы те чёрные полосы, видные из-под обоев, которые оставляет после себя прогоревший кабель после включения в него масляного обогревателя или тепловентилятора!

    Наиболее распространенные марки проводов и кабелей:
  1. ППВ — медный плоский двух- или трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой или неподвижной открытой проводки;
  2. АППВ — алюминиевый плоский двух- или трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой или неподвижной открытой проводки;
  3. ПВС — медный круглый, количество жил — до пяти, с двойной изоляцией для прокладки открытой и скрытой проводки;
  4. ШВВП – медный круглый со скрученными жилами с двойной изоляцией, гибкий, для подключения бытовых приборов к источникам питания;
  5. ВВГ — кабель медный круглый, до четырех жил с двойной изоляцией для прокладки в земле;
  6. ВВП — кабель медный круглый одножильный с двойной ПВХ (поливинилхлорид) изоляцией, П — плоский (токопроводящие жилы расположены в одной плоскости).

Что необходимо для расчёта по нагрузке

Основной показатель, помогающий рассчитать сечение и марку кабеля – предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Если проще, то это – величина тока, которую кабель способен пропускать в условиях его прокладки без перегрева достаточно долго.

Для этого необходимо простое арифметическое суммирование мощностей всех электроприборов, которые будут включаться в сеть.

Следующим важным этапом, позволяющим достичь безопасности, является расчёт сечения кабеля по нагрузке, для чего необходимо подсчитать силу тока, используя формулу:

Для однофазной сети напряжением 220 В:

    Где:
  • Р – это суммарная мощность для всех электроприборов, Вт;
  • U — напряжение сети, В;
  • COSφ — коэффициент мощности.

Для трёхфазной сети напряжением 380 В:

Наименование прибораПримерная мощность, Вт
LCD-телевизор 140-300
Холодильник 300-800
Пылесос 800-2000
Компьютер 300-800
Электрочайник 1000-2000
Кондиционер 1000-3000
Освещение 300-1500
Микроволновая печь 1500-2200

Получив точное значение величины тока, следует обратиться к таблицам, позволяющим найти кабель или провод требуемого сечения и материала. Но если полученное значение величины тока не совсем совпадает с табличным значением, то не стоит «экономить», а лучше выбрать ближайшее, но большее значение сечения кабеля.

Пример: при напряжении сети 220 В полученное значение величины тока составило 22 ампера, ближайшее большее значение (27 А) имеет медный провод или кабель из меди, сечением 2,5 мм кв. Это означает, что оптимальным выбором станет именно такой кабель, а не с сечением 1,5 мм кв., имеющим значение допустимого длительного тока 19 А.

Сечение токо-
проводящих
жил, ммМедные жилы проводов и кабелей
Напряжение 220В Напряжение 380В
Ток, А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт
1,5 19 4,1 16 10,5
2,5 27 5,9 25 16,5
4 38 8,3 30 19,8
6 46 10,1 40 26,4
10 70 15,4 50 33
16 85 18,7 75 49,5
25 115 25,3 90 59,4
35 135 29,7 115 75,9
50 175 38,5 145 95,7
70 215 47,3 180 118,8
95 260 57,2 220 145,2
120 300 66 260 171,6

Если выбирается кабель с алюминиевыми жилами, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.

Сечение токо-
проводящих
жил, ммАлюминиевые жилы проводов и кабелей
Напряжение 220В Напряжение 380В
Ток, А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт
2,5 20 4,4 19 12,5
4 28 6,1 23 15,1
6 36 7,9 30 19,8
10 50 11 39 25,7
16 60 13,2 55 36,3
25 85 18,7 70 46,2
35 100 22 85 56,1
50 135 29,7 110 72,6
70 165 36,3 140 92,4
95 200 44 170 112,2
120 230 50,6 200 132

Общепринятые сечения для проводки в квартире

Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства.

Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.

Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.

Источники

  • https://pue8.ru/kabelnye-linii/264-kak-vybrat-kabel.html
  • https://first-apartment.ru/sechenie-provoda.html
  • https://YDoma.info/ehlektrotekhnika/vybor-podgotovka-montazh-provoda/electricity-vybor-secheniya-provoda.html
  • https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/elektroxozyajstvo/raschet-secheniya-kabelya-po-toku.html
  • https://www.boncom.by/papers/raschet-secheniya-kabelya
  • https://vodatyt.ru/elektrika/raschet-secheniya-kabelya.html
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/provodka/raschyot-secheniya-kabelya.html
  • https://elektro.guru/kabel-i-provoda/raschet-secheniya-provodov-i-kabeley-po-potreblyaemoy-moschnosti-tablicy.html
  • https://stroychik.ru/elektrika/vybor-secheniya-kabelya
  • https://electromc.ru/vybor-secheniya-provoda/

[свернуть]

Формула сечения провода — Всё о электрике

Как определить сечение кабеля (провода) по диаметру

По идее, диаметр проводников должен соответствовать заявленным параметрам. Например, если указано на маркировке, что кабель 3 x 2,5, значит сечение проводников должно быть именно 2,5 мм 2 . На деле получается, что отличаться реальный размер может на 20-30%, а иногда и больше. Чем это грозит? Перегревом или оплавлением изоляции со всеми вытекающими последствиями. Потому, перед покупкой, желательно узнать размер провода, чтобы определить его поперечное сечение. Как именно считать сечение провода по диаметру и будем выяснять дальше.

Как и чем измерить диаметр провода (проволоки)

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

Измерения диаметра провода микрометром более точные, чем механическим штангенциркулем

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

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

Определение диаметра провода при помощи линейки

Количество витков не важно — около 10. Можно больше или меньше, просто на 10 делить проще. Витки считаете, затем прикладываете полученную намотку к линейке, совместив начало первого витка с нулевой отметкой (как на фото). Измеряете длину участка, занятого проводом, потом его делите на количество витков. Получаете диаметр провода. Вот так все просто.

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

Ищем сечение провода по диаметру: формула

Провода в кабеле имеют в поперечном сечении форму круга. Потому при расчетах пользуемся формулой площади круга. Ее можно найти используя радиус (половину измеренного диаметра) или диаметр (смотрите формулу).

Определяем сечение провода по диаметру: формула

Например, посчитаем площадь поперечного сечения проводника (проволоки) по размеру, рассчитанному ранее: 0,68 мм. Давайте сначала используем формулу с радиусом. Сначала находим радиус: делим диаметр на два. 0,68 мм / 2 = 0,34 мм. Далее эту цифру подставляем в формулу

S = π * R 2 = 3,14 * 0,34 2 = 0,36 мм 2

Считать надо так: сначала возводим в квадрат 0,34, потом умножаем полученное значение на 3,14. Получили сечение данного провода 0,36 квадратных миллиметров. Это очень тонкий провод, который в силовых сетях не используется.

Давайте посчитаем сечение кабеля по диаметру, используя вторую часть формулы. Должно получиться точно такое же значение. Разница может быть в тысячные доли из-за разного округления.

S = π/4 * D 2 = 3.14/4 * 0,68 2 = 0,785 * 0,4624 = 0,36 мм 2

В данном случае делим число 3,14 на четыре, потом возводим диаметр в квадрат, две полученные цифры перемножаем. Получаем аналогичное значение, как и должно быть. Теперь вы знаете, как узнать сечение кабеля по диаметру. Какая из этих формул вам удобнее, ту и используйте. Разницы нет.

Таблица соответствия диаметров проводов и их площадь сечения

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

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

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

Как работать с таблицей

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

Заявленные размеры далеко не всегда соответствуют реальным

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

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

И еще: осмотрите и пощупайте изоляцию. Она должна быть толстой, сплошной, иметь одинаковую толщину. Если кроме изменения диаметра еще и с изоляцией проблемы — ищите кабель другого производителя. Вообще, желательно найти продукцию, отвечающую требованиям ГОСТа, а не сделанную по ТУ. В этом случае есть надежда на то, что кабель или провод буде служить долго и без проблем. Сегодня это сделать непросто, но если вы разводите проводку в доме или подключаете электричество от столба, качество очень важно. Потому, стоит, наверное, поискать.

Как определить сечение многожильного провода

Иногда проводники используются многожильные — состоящие из множества одинаковых тонких проволочек. Как посчитать сечение провода по диаметру в этом случае? Да точно также. Проводите измерения/вычисления для одной проволоки, считаете их количество в пучке, потом умножаете на это число. Вот вы и узнаете площадь поперечного сечения многожильного провода.

Сечение многожильного провода считается аналогично

Сечение многожильного кабеля

Подписка на рассылку

Когда используется кабель многожильный, который не соответствует заявленным характеристикам, изготовлен не по ГОСТу, могут возникнуть нежелательные последствия. Причем в продаже можно встретить кабели, на маркировке и упаковке которых указаны недостоверные показатели. Заявленное сечение может не соответствовать истинной цифре. Получается, что жила кабеля, купленного с учетом конкретной нагрузки, не справляется с током, который должна пропускать. В результате изоляция плавится. Риск возникновения аварийной ситуации, в том числе короткого замыкания, возрастает в разы. Чтобы подобного не произошло, нужно знать, как определить сечение многожильного кабеля.

Особенности расчета сечения однопроволочной (монолитной) жилы

Итак, вы приобрели кабель с однопроволочной жилой и решили замерить его сечение. Чтобы это стало возможно, для начала необходимо обзавестись штангенциркулем, калькулятором, стриппером для снятия изоляции и канцелярским ножиком. Установите сечение по диаметру кабеля. Для этого сделайте следующее:

• Снимите изоляцию с кабеля.
• Измерьте диаметр жилы (при помощи штангенциркуля).
• Вспомните школьную геометрию, а именно формулу, которая позволяет рассчитать площадь круга (токопроводящией жилы круглой формы):

S = π r2, где π = 3,14, а r — это радиус жилы.

Благодаря штангенциркулю можно узнать только диаметр, а требуется — радиус. Следует видоизменить формулу. Известно, что радиус составляет половину диаметра. Формула будет выглядеть так:

S = (π d2)/4, где d — диаметр жилы.

Для сокращения формулы можно поделить число π на 4. Получится стандартная формула для расчета сечения жилы по диаметру:

Произведем расчет на примере кабеля ВВГ-П 2х1,5, у которого диаметр жил при измерении штангенциркулем равен 1,35 мм. Подставляем значение в формулу:

S = 0,785*1,352 = 1,43 мм²

Из расчетов видно, что фактическое сечение жилы на 4,7 % меньше заявленного, что является допустимым занижением.

Выполнить расчет однопроволочного проводника, как показывает практика, несложно. Главное — быть внимательным и не перепутать диаметр с радиусом и наоборот.

Тонкости расчета сечения многопроволочной жилы

Не все кабели имеют однопроволочные жилы, и в таких случаях возникает вопрос: как определить сечение многожильного кабеля с многопроволочными жилами?

Осведомленность в вопросе о том, как замерить сечение многожильного кабеля, позволит быть уверенными в безопасности и надежности использования изделия. Здесь также все предельно понятно. Площадь сечения многожильного кабеля с многопроволочными жилами нужно измерять, отталкиваясь от площади одной проволоки из жил. Действуйте в следующем порядке:

1. Возьмите кабель и снимите с него оболочку и изоляцию с одной из жил.
2. Распушите жилу и пересчитайте все проволоки.
3. Произведите замер диаметра одной из проволок, из которых состоит жила.
4. Воспользуйтесь указанной выше формулой для расчета однопроволочной жилы. Это позволит вам узнать площадь одной проволоки.
5. Полученное значение умножьте на общее число жил.

Например, у вас есть кабель КГВВнг(A) 5х1,5. Зачистив, распушив жилу, замерив микрометром одну из проволок, а также посчитав количество проволок, получим следующие данные:

• Количество проволок — 28 шт.
• Диаметр одной проволоки — 0,26 мм

Для начала высчитаем сечение одной проволоки:

S = 0,785*0,262 = 0,053 мм²

Теперь полученное значение необходимо умножить на количество проволок в жиле — и получим сечение 1,378 мм²

Однако при расчете сечения многопроволочных жил необходимо также учитывать коэффициент укрутки проволок, который будет равен 1,053 для кабелей с многопроволочными жилами класса 5. В итоге получаем сечение жилы равное 1,45 мм² — фактическое сечение жилы также меньше заявленного на 3,3 %, что является допустимым.

Расчет сечения одножильного и многожильного кабеля может осуществить каждый желающий. Для этого необходимо лишь воспользоваться указанными выше формулами. Зная, как замерить сечение многожильного кабеля, удастся правильно выбрать изделие, и в итоге не возникнет никаких проблем. Поэтому перед проведением тех или иных манипуляций, связанных с использованием кабеля, обязательно производите данный расчет.

Компания «Кабель.РФ ® » является одним из лидеров по продаже кабельной продукции и располагает складами, расположенными практически во всех регионах Российской Федерации. Проконсультировавшись со специалистами компании, вы можете приобрести нужную вам марку многожильного кабеля по выгодным ценам.

Расчёт и таблицы подбора сечения кабеля по мощности и току

Безопасности электрических сетей уделяется повышенное внимание, существует ряд типоразмеров проводников для различных условий работы. Чтобы правильно подобрать нужный размер, вычисляют сечение кабеля по мощности и таблицам. Это позволяет обеспечить токопроводимость на оптимальном уровне, не допуская перегрева и разрушения изоляции жил. Расчёт диаметра проводов можно выполнить и по токовой нагрузке с помощью математических формул и табличных матриц.

Срез провода и жилы кабеля

Неправильный выбор сечения проводов опасен возможностью возгорания изоляции при недостаточной площади среза. Обратная ситуация — избыточный диаметр приводит к удорожанию электросети и чрезмерному весу конструкции. Форма сечения проводника обычно круглая, но бывает и прямоугольной, площадь, соответственно, определяется по формулам круга S=(3,14*D 2 )/4=0,785*D 2 и четырёхугольника S=a*b, где:

  • S — сечение провода, мм2;
  • D — Ø проволоки, мм;
  • a и b — стороны квадрата в миллиметрах.

Чтобы рассчитать площадь многопроволочного проводника, определяют квадратуру единичного электропровода и умножают на их количество. Измерить диаметр можно штангенциркулем или обычной линейкой. Есть и упрощённый способ: снять размер всего пучка свитых проволок и определить площадь по той же формуле, но с введением поправочного коэффициента 0,91 на неплотность прилегания проводников. Для удобства пользования существуют таблицы зависимости площади среза от диаметра проводника.

Ø одной проволоки или пучка, мм 1,0 1,6 2,5 3,2 4,5
Площадь сеч. провода/свивки, мм2 0,7/0,6 2,0/1,8 5,0/4,5 8,0/7,3 16,0/14,5

Толщину тонкой проволочки определяют микрометром, а при его отсутствии — линейкой. Сначала снимается изоляция, металлическая нить вплотную наматывается на участок карандаша. Затем замеряется длина покрытого отрезка и делится на количество витков — получится искомый диаметр. Чем больше оборотов сделано вокруг стержня, тем точнее замер.

В электротехнике применяются чаще медные проводники — они имеют меньший диаметр при равной токовой пропускной способности, удобны в монтаже и долговечны. Регламент ПУЭ предписывает использовать в жилых зданиях кабели с жилами из меди. Преимущества перед алюминиевыми проводами сохраняются на малых диаметрах: при возрастании площади масса и стоимость изделий увеличивается. При токовой нагрузке I ≥50 А явное превосходство меди исчезает, и электрики переходят на использование кабелей с жилами из алюминия.

Для обустройства ЛЭП применяются самонесущие изолированные провода — СИП электро. В отличие от ранее применявшихся оголённых с креплением на изоляторах и разнесённых в пространстве, новые изделия представляют собой пучок покрытых диэлектриком (светостойкий полиэтилен) алюминиевых проводов с проложенным внутри стальным сердечником или без него. Такая конструкция позволяет ставить опоры на большем расстоянии и без изоляторов передавать напряжение до 35 тысяч вольт.

Значение протяжённости и факторы нагрева

Обстоятельства, влияющие на подсчёт сеч. кабеля по киловаттам и токовой нагрузке, можно условно разделить на 2 группы: факторы, касающиеся нагрева проводников, и показатели, относящиеся к протяжённости электросети. От правильности подбора характеристик кабелей и проводов зависит безопасность жилых и производственных помещений, здоровье и жизнь людей, в них находящихся.

Причины роста температуры провода

Движение электронов по проводнику вызывает его нагревание. Считается, что допустимый ток не должен поднимать температуру жил кабельного шланга больше, чем на 60ºС. Когда провод горячий, нужно немедленно принимать меры к устранению нарушений. Причиной нагрева могут быть следующие факторы:

  1. Площадь сечения проводника не соответствует приложенной нагрузке: сила тока превышает допустимый ампераж. Необходимо пересчитать подключённую мощность потребителей и заменить проводку новой.
  2. Материал проводника — в квартире должны быть проложены электросети из медных кабельных жил, они имеют меньшее сопротивление по сравнению с алюминием. Участки, не соответствующие требованиям правил, следует заменить.
  3. Тип проводника — одиночная проволока или свивка из нескольких нитей. Многожильная конструкция более гибкая, но при одинаковом диаметре токовая пропускная способность монопроводника выше, нагревается он меньше.

Способ прокладки кабеля также влияет на температурный режим: плотно уложенные в трубу силовые магистрали греются сильнее, чем рассредоточенные на открытом пространстве. Поэтому скрытая в стене проводка принимается несколько большего сечения против расчетной величины. Изоляционное покрытие — ещё один параметр: низкое качество диэлектрика приводит к скорому его разрушению от нагрева.

Зависимость потерь от протяжённости линии

На подсчёт сеч. кабеля воздействует удалённость источника тока от потребителя. Если напряжение на токоприёмнике меньше исходного на 5% и больше, длина магистрали учитывается при определении размера проводника. Существуют таблицы сечения проводов по току и мощности, учитывающие потери от сопротивления движению электронов на дальние расстояния. Вот пример: значения длин указаны в десятках метров, а сеч. жил кабельного рукава (верхняя строка) — в мм2.

Передаваемая мощность, кВт Сила тока, А 4 10 16 25 35 50 70 95
1 4,6 13,5 33,5 53
5 23 3 7 10,5 17 23,5 31,5 46,0 63
10 45 3,4 5,4 8,4 12 15,5 23,0 32
16 73 5,3 7,4 9,9 14,5 20
18 82 4,7 6,5 8,8 12,5 17,5
20 91 5,9 7,9 11,5 16

Чтобы правильно выбрать сечение проводника, нужно учесть весь комплекс факторов, обозначенных в п. 1.3 ПУЭ. Некоторые поправки к расчётам вводятся через коэффициенты. Обязательно обращают внимание на такие характеристики:

  • температура окружающей среды, в какой будет эксплуатироваться кабель; обычно это +25ºС, при отклонении пользуются таблицами ПУЭ;
  • комплектация электрощита: не стоит все провода подключать к одному автомату, иначе клеммы будут перегружены и сработает защита;
  • количество токоприёмников, находящихся в помещении, их мощность суммируется.

Основным фактором для выбора кабеля и его сечения остаётся нагрузка на электросеть или ток. Все иные обстоятельства также учитываются в расчётах, а результат увеличивается на 20-30% для создания резерва пропускной способности проводника.

Расчёт диаметра проводника по мощности

Прежде чем определять соотношение сечения кабеля и нагрузки на него, необходимо сделать подготовку. Каждый провод способен выдержать только ту мощность, которая не превысит разрешённых значений. Последовательность расчёта:

  1. Переписываются все электроприборы, которые будут подключены посредством планируемого кабеля, с указанием данных шильдика — бирки токоприёмника или технического паспорта о мощности.
  2. Собираются сведения о времени работы каждого потребителя для определения коэффициента одновременности включения нагрузки.
  3. Суммированные показатели мощности с учётом коэф. использования во времени дают расчётную нагруженность сети.
  4. Сверяются с таблицей сечения провода и нагрузки для определения диаметра жил кабельного изделия. Найденная по матрице из правил цифра увеличивается на 10―15% и принимается за рассчитанное сеч.

В соответствии с изложенным порядком, расчётную мощность сети определяют по формуле Роб=(Р1+Р2+Р3+…+Рn)*Ко, где Ко — коэффициент одновременности. Если подключаются электроплита 2,9 кВт, чайник 0,8 и утюг мощностью 1,7 киловатта, то при Ко=0,8: Роб=(2,9+0,8+1,7)*0,8=4,3. С поправкой на 15% — 5,0 кВт. Дальше смотреть таблицу сечения медного провода по мощности.

Сеч. провода, мм2 Рассчитанная Роб для сети 220 V, кВт То же, в сети 380 В
1,5 4,1 10,5
2,5 5,9 16,5
6,0 10,1 26,4
10,0 15,4 33,0

Поскольку бытовая сеть 220 вольт, а ближайшая величина нагрузки 5,9 кВт, то пл. сеч. медного провода принимается 2,5 мм². Соотношения мощности и толщины провода из алюминия будут иными.

Формула определения сечения по току

Аналогичным образом высчитывается сечение провода из таблицы по току и мощности. Используется формула общей силы тока Iоб=(Р1+Р2+Р3+…+Р n)/220 для 220 V. Для 380 вольт Iоб=(Р1+Р2+Р3+…+Рn)/(√3*380), ампер. В качестве примера приводится расчёт алюминиевого проводника для сети 220 В: общая нагрузка Р=10 кВт; Iоб=10000/220=45,5 А. По таблице сечения кабеля по мощности и току подбирается ближайший типоразмер.

Размер провода, жилы из Al, мм2 Ток, А: потенциалы 220/380 В Потребление в сети, кВт: значения 220/380 вольт
2,5 20/19 4,4/12,5
4 28/23 6,1/15,1
6 36/30 7,9/19,8
10 50/39 11,0/25,7

Из матрицы видно, что искомым параметром является пл. сеч. 10 мм². Если те же 10 кВт подключаются в сети 380 V, будет достаточно жилы 2,5 мм². Матрицы ПУЭ составлены для различных условий подсчётов, ими удобно пользоваться.

{SOURCE}

Расчет сечения кабеля, калькулятор онлайн, конвертер

Определение и расчет жил по формуле

Теперь разберемся, как правильно рассчитать сечение провода по мощности зная формулу. Здесь мы решим задачу определения сечения. Именно сечение является стандартным параметром, по причине того, что номенклатура включает как одножильный вариант, так и многожильные. Преимущество многожильных кабелей в их большей гибкости и стойкости к изломам при монтаже. Как правило, многожильные изготавливают из меди.

Проще всего определяется сечение круглого одножильного провода, d – диаметр, мм; S – площадь в квадратных миллиметрах:

Многожильные рассчитываются более общей формулой: n – число жил, d – диаметр жилы, S – площадь:

Диаметр жилы можно определить, сняв изоляцию и замерив диаметр по голому металлу штангенциркулем или микрометром.

Программы для компьютера

Если вам нужна помощь в подборе сечения проводника, и вы не знаете, какая программка подходит для этих целей, воспользуйтесь одним из двух предложенных вариантов:

  • «cable v2.1» от компании «Атлас»;
  • «Электрик».

Пожалуй, оптимальным вариантом для расчетов будет программа «cable v2.1». Она совершенно бесплатна, к тому же качается без регистрации других неудобных процедур. Вам наверняка понравится ее интерфейс, который отличается простотой и удобством.

Для произведения расчетов, вам нужно только внести в колонки таблицы исходные данные, после чего выбрать «Рассчитать» и кликнуть левой клавишей мыши. Данный сервис выполнен без огромного количества опций, но они и не нужны, если все, что вам требуется, это рассчитать длину, нагрузку и мощность сечения кабеля. С этими задачами он справляется быстро, а главное точно.

Программа для расчета «Электрик» выполняет чуть больше функций, и она также качается бесплатно. Вы без труда сможете отыскать ее в сети. Главным ее достоинством является расширенный спектр возможностей и задач. С помощью этого сервиса вы не только выберете сечение проводника для электродвигателя или квартиры, но и рассчитаете потерю напряжения в сети, а также узнаете нагрев линии кабеля.

Также данная программа поможет в вопросе подбора сечения силового кабеля, оснащенного секторными жилами. Такой расчет связан с использованием более сложных формул, именно поэтому «Электрик» настолько ценен. Интерфейс этой программы понятен, как и у вышеописанного сервиса. Однако из-за большего количества функций, придется потратить определенное время, чтобы разобраться с различными премудростями.

Если же вы по каким-то причинам не желаете «засорять» свой компьютер лишними программами – воспользуйтесь онлайн-калькулятором под названием «Wiresel». С помощью него вы также сможете подобрать требуемый проводник. К тому же процедура займет совсем немного времени.

Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами.

Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой либо пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных.

Сечение токопроводящей жилы, мм

Ток, А, для проводов и кабелей

Одножильных

Двухжильных

Трехжильных

При прокладке

В воздухе

В воздухе

В земле

В воздухе

В земле

2,5

23

21

34

19

29

4

31

29

42

27

38

6

38

38

55

32

46

10

60

55

80

42

70

16

75

70

105

60

90

25

105

90

135

75

115

35

130

105

160

90

140

50

165

135

205

110

175

70

210

165

245

140

210

95

250

200

295

170

255

120

295

230

340

200

295

150

340

270

390

235

335

185

390

310

440

270

385

240

465

Примечание. Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по данной таблице как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.

Формула расчета

Формула расчета сечения кабеля по мощности позволяет определить нужное значение более точно, чем с помощью таблицы. Такой вариант вычисления рекомендуется выбирать в спорных ситуациях, а также в тех случаях, когда важна точность расчета.

При большой протяженности линии сечение провода напрямую зависит от его длины. Это связано с потерями по мощности вследствие присутствия сопротивления у металла. По мере удлинения кабеля растет сопротивление и падает мощность. Чтобы компенсировать потери, необходимо правильно подобрать сечение провода. Оно

L – протяженность проводки, м;

I – ток нагрузки электроприборов, А;

Uнач – напряжение питания, В;

Uкон – рабочее напряжение электроприборов, В;

ρ – удельное сопротивление меди или алюминия, Ом×мм2/м.

Зная мощность электроприборов, можно рассчитать силу тока по формуле:

Р – мощность потребления электрических установок, Вт;

U – напряжение питания, В.

Примеры

Пример 1. Рассчитать площадь поперечного сечения медного провода длиной 160 м для подключения сети напряжением 220 В электроприборов мощностью 3,5 кВт. Рабочее напряжение устройств – 207 В.

По мощности необходимо определить ток потребления устройств. Сделать это можно с помощью онлайн-калькулятора или по формуле:

Теперь, зная удельное сопротивление меди (0,0175 Ом×мм2/м), можно рассчитать площадь сечения жилы провода:

Таким образом, для электрической линии длиной 160 м при заданных условиях понадобится медный провод с площадью сечения минимум 6,85 мм2.

Пример 2. Вычислить сечение алюминиевой проводки длиной 120 м. Мощность электроприборов – 4,1 кВт. Напряжение сети – 220 В. Рабочее напряжение устройств – 207 В.

Ток потребления можно рассчитать в онлайн-сервисе или по формуле:

По исходным значениям можно вычислить площадь сечения жилы провода:

Так, минимальная площадь сечения алюминиевого провода для заданных условий – 9,6 мм2.

ФИЗИКА ПРОВОДНИКОВ И ИЗОЛЯТОРОВ

Том I — DC »ФИЗИКА ПРОВОДНИКОВ И ИЗОЛЯТОРОВ

Здравый смысл должен знать, что жидкость течет по трубам большого диаметра легче, чем по трубам малого диаметра (если вам нужна практическая иллюстрация, попробуйте пить жидкость через соломинку разного диаметра). Тот же общий принцип действует для потока электронов через проводники: чем шире площадь поперечного сечения (толщина) проводника, тем больше места для протекания электронов и, следовательно, тем легче возникает поток (меньшее сопротивление). .

Электрический провод обычно имеет круглое поперечное сечение (хотя есть некоторые уникальные исключения из этого правила) и бывает двух основных разновидностей: одножильный и многожильный. Сплошная медная проволока — это так, как звучит: одна сплошная медная жила по всей длине провода. Многожильный провод состоит из более мелких жил сплошной медной проволоки, скрученных вместе, чтобы образовать единый провод большего размера. Самым большим преимуществом многожильного провода является его механическая гибкость, способность выдерживать многократные изгибы и скручивания намного лучше, чем сплошная медь (которая имеет тенденцию к усталости и со временем ломается).

Размер провода можно измерить несколькими способами. Мы могли бы говорить о диаметре провода, но поскольку на самом деле площадь поперечного сечения имеет наибольшее значение для потока электронов, нам лучше определять размер провода в терминах площади.

Изображение сечения провода, показанное выше, конечно, не в масштабе. Диаметр показан как 0,1019 дюйма. Вычисляя площадь поперечного сечения по формуле Area = πr 2 , получаем площадь 0.008155 квадратных дюймов:

Это довольно маленькие числа, с которыми можно работать, поэтому размеры проводов часто выражаются в тысячных долях дюйма, или мил . Для проиллюстрированного примера мы бы сказали, что диаметр проволоки составляет 101,9 мил (0,1019 дюйма на 1000). Мы также могли бы, если бы захотели, выразить площадь провода в квадратных миллиметрах, вычислив это значение с помощью той же формулы площади круга, Area = πr 2 :

Однако электрики и другие лица, часто озабоченные размером провода, используют другую единицу измерения площади, специально разработанную для круглого поперечного сечения провода.Эта специальная единица называется круговых мил (иногда сокращенно см ). Единственная цель наличия этой специальной единицы измерения состоит в том, чтобы исключить необходимость использования коэффициента π (3,1415927 …) в формуле для вычисления площади, а также необходимости вычислить радиус провода , когда вам дали диаметр . . Формула для расчета площади в миле круглого провода очень проста:

Поскольку это единица измерения площади , математическая степень 2 все еще действует (удвоение ширины круга всегда будет в четыре раза увеличивать его площадь, независимо от того, какие единицы измерения используются, или если ширина круга равна выражается в единицах радиуса или диаметра).Чтобы проиллюстрировать разницу между измерениями в квадратных милях и измерениями в круглых милах, я сравню круг с квадратом, показывая площадь каждой формы в обеих единицах измерения:

А для другого размера проволоки:

Очевидно, круг заданного диаметра имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем квадрат ширины и высоты, равный диаметру круга: это отражают обе единицы измерения площади. Однако должно быть ясно, что единица измерения «квадратный мил» действительно предназначена для удобного определения площади квадрата, в то время как «круговой мил» предназначена для удобного определения площади круга: соответствующую формулу для каждого проще работать с.Следует понимать, что обе единицы действительны для измерения площади формы, независимо от того, какой формы она может быть. Преобразование круговых милов в квадратные милы представляет собой простое соотношение: на каждые 4 круглых мила приходится π (3,1415927 …) квадратных милов.

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

Таблица в конце этого раздела приравнивает калибр к диаметру в дюймах, круглые милы и квадратные дюймы для сплошной проволоки. Провода большего диаметра достигают конца общей шкалы (которая, естественно, достигает максимума, равного 1), и представлены серией нулей. «3/0» — это еще один способ представления «000», который произносится как «тройной дол». Опять же, тем, кто знаком с ружьями, следует признать терминологию, как бы странно это ни звучало.Что еще больше сбивает с толку, в мире существует более одного «стандарта» калибра. Для определения размеров электрических проводов предпочтительной системой измерения является калибр American Wire Gauge (AWG), также известный как калибр Brown и Sharpe (B&S). В Канаде и Великобритании британский стандартный калибр (SWG) является официальной системой измерения электрических проводов. В мире существуют и другие системы калибровки проволоки для классификации диаметра проволоки, такие как калибр для стальной проволоки Stubs и калибр Steel Music Wire Gauge (MWG), но эти системы измерения применимы к неэлектрическим проводам.

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

Для очень проводов большого диаметра (толще 4/0) обычно отказываются от системы калибровки проволоки для измерения площади поперечного сечения в тысячах круглых мил (MCM), заимствуя старую римскую цифру «M» для обозначения кратного «тысяча» перед «CM» для «круговых мил.«В следующей таблице сечения проводов не указаны размеры, превышающие калибр 4/0, потому что сплошной медный провод становится непрактичным в обращении с такими размерами. Вместо этого предпочтение отдается многопроволочной конструкции.

 ТАБЛИЦА ПРОВОДОВ ДЛЯ ТВЕРДЫХ, КРУГЛЫХ МЕДНЫХ ПРОВОДНИКОВ
 
 Размер Диаметр Площадь поперечного сечения Вес
AWG в дюймах Cir. милы кв. дюймов фунт / 1000 футов
================================================== =============
4/0 -------- 0.4600 ------- 211 600 ------ 0,1662 ------ 640,5
3/0 -------- 0,4096 ------- 167 800 ------ 0,1318 ------ 507,9
2/0 -------- 0,3648 ------- 133,100 ------ 0,1045 ------ 402,8
1/0 -------- 0,3249 ------- 105 500 ----- 0,08289 ------ 319,5
1 -------- 0,2893 ------- 83,690 ------ 0,06573 ------ 253,5
2 -------- 0,2576 ------- 66,370 ------ 0,05213 ------ 200,9
3 -------- 0,2294 ------- 52 630 ------ 0,04134 ------ 159,3
4 -------- 0,2043 ------- 41740 ------ 0,03278 ------ 126.4
5 -------- 0,1819 ------- 33,100 ------ 0,02600 ------ 100,2
6 -------- 0,1620 ------- 26,250 ------ 0,02062 ------ 79,46
7 -------- 0,1443 ------- 20 820 ------ 0,01635 ------ 63,02
8 -------- 0,1285 ------- 16,510 ------ 0,01297 ------ 49,97
9 -------- 0,1144 ------- 13 090 ------ 0,01028 ------ 39,63
10 -------- 0,1019 ------- 10,380 ------ 0,008155 ----- 31,43
11 -------- 0,09074 ------- 8,234 ------ 0,006467 ----- 24,92
12 -------- 0,08081 ------- 6,530 ------ 0.005129 ----- 19,77
13 -------- 0,07196 ------- 5,178 ------ 0,004067 ----- 15,68
14 -------- 0,06408 ------- 4,107 ------ 0,003225 ----- 12,43
15 -------- 0,05707 ------- 3,257 ------ 0,002558 ----- 9,858
16 -------- 0,05082 ------- 2,583 ------ 0,002028 ----- 7,818
17 -------- 0,04526 ------- 2,048 ------ 0,001609 ----- 6,200
18 -------- 0,04030 ------- 1,624 ------ 0,001276 ----- 4,917
19 -------- 0,03589 ------- 1,288 ------ 0,001012 ----- 3,899
20 -------- 0,03196 ------- 1,022 ----- 0.0008023 ----- 3,092
21 -------- 0,02846 ------- 810,1 ----- 0,0006363 ----- 2,452
22 -------- 0,02535 ------- 642,5 ----- 0,0005046 ----- 1,945
23 -------- 0,02257 ------- 509,5 ----- 0,0004001 ----- 1,542
24 -------- 0,02010 ------- 404,0 ----- 0,0003173 ----- 1,233
25 -------- 0,01790 ------- 320,4 ----- 0,0002517 ----- 0,9699
26 -------- 0,01594 ------- 254,1 ----- 0,0001996 ----- 0,7692
27 -------- 0,01420 ------- 201,5 ----- 0,0001583 ----- 0,6100
28 -------- 0,01264 ------- 159.8 ----- 0,0001255 ----- 0,4837
29 -------- 0,01126 ------- 126,7 ----- 0,00009954 ---- 0,3836
30 -------- 0,01003 ------- 100,5 ----- 0,00007894 ---- 0,3042
31 ------- 0,008928 ------- 79,70 ----- 0,00006260 ---- 0,2413
32 ------- 0,007950 ------- 63,21 ----- 0,00004964 ---- 0,1913
33 ------- 0,007080 ------- 50,13 ----- 0,00003937 ---- 0,1517
34 ------- 0,006305 ------- 39,75 ----- 0,00003122 ---- 0,1203
35 ------- 0,005615 ------- 31,52 ----- 0,00002476 - 0,09542
36 ------- 0.005000 ------- 25,00 ----- 0,00001963 - 0,07567
37 ------- 0,004453 ------- 19,83 ----- 0,00001557 - 0,06001
38 ------- 0,003965 ------- 15,72 ----- 0,00001235 - 0,04759
39 ------- 0,003531 ------- 12,47 ---- 0,000009793 - 0,03774
40 ------- 0,003145 ------- 9,888 ---- 0,000007766 - 0,02993
41 ------- 0,002800 ------- 7,842 ---- 0,000006159 - 0,02374
42 ------- 0,002494 ------- 6,219 ---- 0,000004884 - 0,01882
43 ------- 0,002221 ------- 4,932 ---- 0,000003873 - 0,01493
44 ------- 0.001978 ------- 3,911 ---- 0,000003072 - 0,01184
 

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

  • ОБЗОР:
  • Электроны проходят через проволоку большого диаметра легче, чем через проволоку малого диаметра, из-за большей площади поперечного сечения, в которой они могут двигаться.
  • Вместо того, чтобы измерять небольшие размеры проволоки в дюймах, часто используется единица измерения «мил» (1/1000 дюйма).
  • Площадь поперечного сечения провода может быть выражена в квадратных единицах (квадратные дюймы или квадратные милы), круговые милы или «калибровочная» шкала.
  • При вычислении площади квадратной единицы для круглого провода используется формула площади круга:
  • Расчет площади круглой проволоки в миле для круглой проволоки намного проще из-за того, что единица измерения «круговой мил» была выбрана именно для этой цели: чтобы исключить факторы «пи» и d / 2 (радиус) в формула.
  • На каждые 4 круговых мил приходится π (3,1416) квадратных милов.
  • Система калибровки калибра основана на целых числах, большие числа представляют провода меньшего сечения и наоборот. Провода толще 1 калибра обозначаются нулями: 0, 00, 000 и 0000 (произносятся «одинарная», «двойная», «тройная» и «четверная».
  • Очень большие сечения проводов измеряются в тысячах круглых милов (MCM), что типично для шин и проводов сечением выше 4/0.
  • Шины — это сплошные шины из меди или алюминия, используемые в конструкции сильноточных цепей. Соединения, выполняемые с шинами, обычно являются сварными или болтовыми, а шины часто голые (неизолированные) и поддерживаются вдали от металлических каркасов за счет использования изолирующих стоек.

Формулы проектирования кабелей — Standard Wire & Cable Co.

Вес проводника:

Масса = 340.5 D 2 GNK = фунты на 1000 футов
D = диаметр жилы в дюймах
G = удельный вес материала проводника; (8,89 для меди, 2,71 для алюминия)
N = количество жил
K = коэффициент увеличения веса многожильного провода. (K = 1 для одножильного провода)

No.прядей К

19

1,02

37

1.026

49

1,03

133 или более

1,04

Вес изоляции:

Масса = 340,5 (D 2 — d 2 ) G = фунт./ 1000 футов
D = диаметр над изоляцией в дюймах
d = диаметр над проводником в дюймах
G = удельный вес изоляции

Вес оболочки:

Масса = 340,5 (D 2 — d 2 ) G = фунт./ 1000 футов
D = диаметр поверх рубашки в дюймах
d = диаметр под рубашкой в ​​дюймах
G = удельный вес материала оболочки

Вес ленты:

Масса = 1362 Gt ((d + t) + (d + 3t) f) = фунты на 1000 футов.
G = удельный вес ленты
т = толщина ленты в дюймах
d = диаметр кабеля под лентой в дюймах
f = коэффициент умножения от% нахлеста

% Круг

ф

17.5

0,35

25,0

0,5

33,0

0,67

50,0

1.0

Общий вес кабельного проводника:

Коэффициент потерь на скручивание
Масса = Н x Д x Ш = фунты на 1000 футов
Н = количество жил
L = = 1.03
Вт = вес одного проводника

Факторы кабельной разводки:

Количество проводников Фактор Количество проводников Фактор
2 2,0 12 4,155
3 2,154 16 4,7
4 2.414 19 5,0
5 2,7 27 6,155
6 3,0 37 7,0
7 3,0 41 8,0
10 4,0 61 9,0

Используйте следующую формулу для других комбинаций: O.D. = 1,155 x (количество проводников) x

(диаметр отдельного проводника)

Для определения приблизительного внешнего диаметра. готового кабеля, удвойте толщину стенки провода, добавьте это значение к внешнему диаметру. нужного многожильного проводника и умножьте этот размер на указанный коэффициент для количества проводников, которые должны быть в кабеле. Добавьте 0,025 дюйма для неизолированного, луженого или посеребренного медного экрана из провода калибра №36; например, 6 проводников калибра 24, многожильный 19/36, провод типа E с общим экраном — 2 x 0.010 дюймов (стена) = 0,020 дюйма + 0,025 дюйма (наружный диаметр проводника) = 0,045 дюйма (готовый провод). Принимая 0,045 дюйма (готовый провод) x 3 (коэффициент для 6 проводников) = 0,135 дюйма. Добавьте 0,135 дюйма к диаметру экрана 0,025 дюйма, что даст диаметр готового кабеля (без оболочки) 0,160 дюйма.

Процент покрытия экрана:

Процентное покрытие = (2F — F 2 ) x 100

F = N P d / Sin (a)
N = количество концов (жил) на держателе
P = резцов на дюйм
D = диаметр диэлектрического сердечника в дюймах
d = диаметр экранирующей жилы в дюймах
a = — меньший из двух углов между продольной осью кабеля и проложением оплетки.
С = количество носителей (групп концов по диаметру кабеля) в плетеной плетеной корзине «два на» и «два снизу».
п. = 3,14159265
Желто-коричневый (а) = 2 p (D + 2d) P / C

AWG Размер d (дюймы) Вт (фунты / 1000 футов)
# 40 0.0031 0,0291
# 38 0,0040 0,0481
# 36 0,0050 0,0757
# 34 0,0063 0,120
№ 32 0,0080 0,194
# 30 0,0100 0,303

Диаметр экрана:

Формула для определения сумматоров диаметра по диаметру экрана многожильного кабеля:

Экран O.D. = диаметр под экраном + сумматор


AWG Размер (оплетка) Сумматор (дюймы)
# 40 0,014
# 38 0,018
# 36 0,022
# 34 0,028
# 32 0,035
# 30 0,044
# 28 0.056

Значения свойств (номинальные):

Материал Удельный вес К 1 MC Макс. Опер. Темп. С
TFE 2,15 1,95 260
FEP 2,15 2,15 200
Поливинилиденфторид 1,76 7.5 125
Пленка FEP / полиимид 1,67 2,35 200
Полиэфирная пленка 1,40 2,80 150
Полужесткий ПВХ 1,39 4,0 80
ПВХ 1,38 4,6 105
Неопрен 1.38 60
EP каучук 1,30 3,7 105
Огнестойкий полиэтилен 1,29 2,7 80
Полиэтиленовая / полиэфирная пленка 1,26 2,80 105
Полисульфон 1,24 3,3 125
Полиуретан 1.12 80
Нейлон 1,09 4,8 105
Полиэтилен 0,92 2,26 80
Полипропилен 0,91 2,30 80
Ячеистый полиэтилен 0,55 1,50 80

Потери на скручивание:

Приблизительно 3% для всех кабелей

Вес экрана:

Масса = Н x Ш x Ш x 1.03 = фунты / 1000 футов
cos (a)
N = количество концов на носитель
C = количество носителей
Вт = вес одной из защитных жил (фунты / 1000 футов), см. Выше
a = угол оплетки

Неопрен является товарным знаком компании DuPont de Nemours Co.

Standard Wire & Cable Company может предоставить вам продукты нужного размера, типа и количества, необходимые для соблюдения графика и удовлетворенности вашего руководства. Мы делаем это для компаний с 1947 года.

Если вам нужен товар, которого нет в наличии, не волнуйтесь. Мы сделаем это для вас. Еще одна наша специальность — нестандартные кабели и термоусадочные кабели. Мы предлагаем конструкторские, инженерные и производственные решения, которые точно соответствуют вашим требованиям.

ISO 9001: 2015 / AS 9120B: 2016
Соответствует

Litz Calculator & Design от YDK Litz Wire & Cable

Расчет шага и направление прокладки литц-провода
Проектирование конструкции и расчет литц-провода
Для расчета «одинаковой площади поперечного сечения или одинаковой площади поверхности» litz wire
Метод увеличения добротности и значения индуктивности
Расчет квадратного метра для требований к шелку и нейлону на поверхности литцевого провода

1.Расчет шага

Шаг проволоки Litz

Длина свивки показывает интервал, необходимый одиночному проводу для одного полного витка (= оборот) по периметру гибкого провода (360 градусов).

Термин относится к расстоянию, требуемому для «длины укладки (= шаг)» (см. Рисунок выше), которая может быть повернута на 360 ° на одну линию. Стандарт EN 60317-11 рекомендует обеспечивать 60 мм, максимальную длину свивки обслуживаемой литцовой проволоки. Однако на самом деле длина свивки от 0.От 80 мм до 60 мм. (0,4 витка на дюйм / 5 витков на фут, 32 витка на дюйм)

ex 1) Относительно 4 нитей x 0,63 мм,
OD (= Внешний диаметр) для 4 x 0,63 мм составляет приблизительно 1,45 мм. (используя вашу формулу). Это дает длину укладки 36,25 мм, что соответствует 28 виткам на метр, однако для хорошей работы в этой конфигурации следует использовать 54 витка на метр.

-> 4 х 0,63.
√4 x 1,154 x (0,63 + толщина эмалевого покрытия) od = прибл.1,45 мм
закладная длина = 25 x OD 1,45 = 36,25 мм 1000 / 36,25 = около 28 x 2 = 54, необходимых для фактического применения, чтобы обеспечить

ex 2) Что касается шага,
Рекомендуемая длина свивки должна быть 25 x OD (= внешний диаметр)
Например, для 150 жил x 0,100 мм
OD для 150 x 0,118 мм (наружный диаметр, включая изоляцию, gr1 медного провода 0,100 мм)
приближается к 1,67 мм (√150 x 1,154 x 0,118)
Это дает длину укладки 41,75 мм, что равняется 23.95 (≒ 24) витков на метр, однако на самом деле заказчики заявили 48 витков на метр. Потому что материал хорошо работает при 48 скрутках. Итак, то есть 25 x OD x 2 раза.

2. Направление укладки (= шаг)

Нажмите для увеличения! — направление прокладки лицевой проволоки

Должны существовать конкретные параметры литц-проволоки, а также длина свивки (= шаг) по направлению «S» или «Z». Направление прокладки обычно указывает направление скрученной и уложенной гибкой проволоки в двух разных направлениях, таких как левое направление «S» или правое направление «Z».

исх. Участок нет. длины литц-проволоки можно уменьшить, чтобы уменьшить влияние нагрева.

Расчет веса нетто для гибкого провода
● грамм / метр = od2 x количество жил x 7
od2: чистый диаметр + изоляция
7: постоянная медного провода (= удельный вес)
FYR, фактический удельный вес Cu = 8,92 / Al = 2,71 / Fe = 7,85

Расчет внешнего диаметра гибкого провода
● OD (мм) = √N x 1,154 x d (мм)
N: количество проводников (включая толщину покрытия, 0080 мм -> 0.087 мм и т. Д.)
d: Диаметр жилы
OD: Наружный диаметр литцовой проволоки

Наружный диаметр после покрытия: одинарный (SSC, USTC)
● OD + (0,02–0,04 мм) x 2

Расчет проводимости для преобразования Cu (медь) в Al (алюминий)
● ex. Если вам нужно заменить Cu (0,25 мм) на Al, то каков OD Al.
(Cu (0,25 мм) ÷ 2) ² x π = прибл. 0,049㎟
0,049㎟ x 1,61 (увеличение на 61%) = прибл. 0,79㎟
Наружный диаметр алюминиевой проволоки 0.079㎟ (поперечное сечение) составляет 0,32 мм.

Выбор калибра проволоки в качестве частоты (Таблица 2)

Частота Рекомендуемое сечение провода OD (мм) Сопротивление постоянному току Ом / М ’(макс.) Однонитевой RAC / RDC «S»
от 60 Гц до 1 кГц 28 AWG 0,32 66,37 1,0000
от 1 кГц до 10 кГц 30 AWG 0.25 105,82 1,0000
от 10 кГц до 20 кГц 33 AWG 0,18 211,70 1,0000
от 20 до 50 кГц 36 AWG 0,12 431,90 1,0000
от 50 до 100 кГц 38 AWG 0,10 681,90 1,0000
от 100 до 200 кГц 40 AWG 0.08 1152,3 1,0000
от 200 до 350 кГц 42 AWG 0,06 1801,0 1,0000
от 350 до 850 кГц 44 AWG 0,05 2873,0 1,0000
от 850 кГц до 1,4 МГц 46 AWG 0,04 4544,0 1.0003
От 1,4 до 2,8 МГц 48 AWG 0.03 7285,0 1.0003

Формула потерь на гистерезис (Ph)

Нажмите, чтобы увеличить!
— расчет потерь на гистерезис

f = частота (Гц)
v = объем сердечника [㎥]
h (постоянная) = коэффициент гистерезиса
Bm1 * 6 = переменная плотность магнитного потока

Формула расчета потерь на вихревые токи (Pe)

Нажмите, чтобы увеличить!
— расчет потерь на вихревые токи

f = частота
k = проводимость
t = толщина жилы (обычно 0.3 ~ 05 мм)
Bm = переменная плотность магнитного потока (например, 1,6 ~ 2 -> Bm1,6 ~ 2)

Нажмите, чтобы увеличить!
— расчет потерь железа

Потери железа = потеря из-за гистерезиса (Ph) + потеря на вихревые токи (Pe)

Относительно проектирования и расчета литц-проводов
Инженеры-проектировщики, использующие литц, обычно знают свою рабочую частоту, требуемую приложением, и среднеквадратичный ток. Основное преимущество уменьшения потерь переменного тока в литц-проводнике, потому что первая мысль любого лицевого дизайна — это частота срабатывания.Это также, как и частота срабатывания, влияет на строение полноценного лица индивидуума, определяется калибром проводов. Соотношение сопротивлений постоянному току значений сопротивления потоку (X) для изолированного сплошного круглого провода (S) показано в таблице 1.

Стол1

X 0 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
S 1.0000 1.0003 1.0007 1,0012 1,0021 1,0034 1,005

Медный провод, значение X определяется уравнением 1.
Литц-структура большинства других реальных данных в таблице 1 для рекомендованного калибра провода для частот в следующей таблице.

Нажмите, чтобы увеличить!

Если архитектурный проект был бы принят, то была определена шовная конструкция и индивидуальный калибр проволоки.Каждая прядь имеет тенденцию быть заселенными почти в одинаковой степени во всех возможных положениях кабеля. Дистанционный литц-проводник D / C отношение сопротивления переменного тока может быть определен по следующему уравнению.

Нажмите, чтобы увеличить!

Где: S = коэффициент сопротивления отдельных жил в изолированном состоянии (взято из таблиц 1 или 2)
G = базисный коэффициент вихревых токов =

Нажмите, чтобы увеличить!

F = рабочая частота в Гц
N = количество жил в кабеле
D1 = диаметр отдельных жил по меди в дюймах
DO = диаметр готового кабеля по жилам в дюймах
K = постоянный в зависимости от N, приведено в следующей таблице:

N 3 9 27 бесконечность
К 1.55 1,84 1,92 2

Сопротивление литц-проводника постоянному току связано со следующими параметрами:
1) Отдельные жилы AWG.
2) Количество жил кабеля.
3) Факторы, связанные с увеличением длины на каждую прядь (переднюю) единицу длины кабеля. Примерно на 2,5% увеличено сопротивление постоянному току, сопротивление постоянному току для всех задач связки для стандартных структур Ritz и увеличено на 1,5% для всех кабелей, чтобы убедиться в их правильности.Сопротивление постоянному току конструкции по любой литц-формуле получается из параметров:

Нажмите, чтобы увеличить!

Ниже приведен пример расчетов, необходимых для оценки конструкции однопленочного полиуретанового покрытия из проволочной жилы 38 AWG Litz, состоящей из 400 проводов, работающих на частоте 500 кГц. Запишем эту конструкцию, жгут проводов два 5 × 5/40 16 AWG

1) Рассчитанное по формуле 3 сопротивление постоянному току лицевой конструкции.

Нажмите, чтобы увеличить!

2) Соотношение сопротивления переменного и постоянного тока рассчитывается по формуле 2.

Нажмите, чтобы увеличить!

3) Сопротивление переменному току, следовательно, составляет 1,2068 или 1,80 Ом / 1000 футов (= 304,8 м).

Производителю проволоки

Litz было предложено предоставить размер AWG только в миллиметровой (миллиметровой) шкале. Например, AWG36 = 0,127 мм (включая наружный диаметр с эмалевым покрытием), то есть площадь однопроволочного сечения (= 0,0126677 мм кв.), И если мы используем аналогичный размер 0,120 мм площади одинарного сечения (= 0,0113097 кв. Мм) AWG36. Когда заказчик запрашивает жилы AWG36 x 1000, общая площадь сечения дает 0.0126677 кв. Мм x 1000 нитей = 12,6677 кв. Мм

Если мы используем проволоку 0,120 мм, квадрат 12,6677 мм / 0,0113097 мм = 1120 прядей.
Таким образом, мы можем использовать либо AWG36 x 1000 жил, либо 0,120 мм x 1120 жил для провода, чтобы иметь такую ​​же пропускную способность по току, но жилы 0,120 мм x 1120 будут демонстрировать более лучшие характеристики скин-эффекта, чем жилы AWG36 x 1000, потому что одиночные 0,120 мм имеет лучший скин-эффект, чем 0,127 мм (AWG36).

1000 нитей x AWG36 дает 1120 нитей из 0.120 мм (или около 1125 нитей = 5 х 5 х 45 нитей).

UL утверждает, что «повышение температуры» должно составлять 75 градусов. C меньше на классе A и 95 град. C меньше в классе B, и мы часто сталкиваемся с «проблемой повышения температуры», когда разрабатываем трансформатор на этапе исследований и разработок. Чтобы решить «повышение температуры (= дельта T, что означает исключенную температуру окружающей среды)», мы можем уменьшить превышение превышения высокой температуры в соответствии со стандартом UL, так же как и при строительстве большого количества жил.

1. Метод повышения «добротности»
В физике и технике добротность или добротность является безразмерным параметром.Это решается путем демонстрации того, следует ли сообщать нам его статус, слабозатухающую вибрацию или резонатор. Также определяется ширина полосы резонатора по центральной частоте. Высокая добротность означает меньшие потери энергии, чем энергия, запасенная в осцилляторе, а также постепенно уменьшается вибрация, как в этом случае. Вибрирующий маятник в воздухе, на котором висит высококачественный подшипник, имеет высокую добротность. С другой стороны, вибрирующий маятник, погруженный в масло, имеет низкую добротность. Генератор с высокой добротностью имеет более низкое торможение и более длительную вибрацию.

Чтобы повысить значение добротности литц-провода и кабеля, вам следует намотать литцевый провод плотно вместе, чтобы обеспечить максимальное сцепление между медным проводом и медным проводом, как показано на следующем рисунке, исх. 1.

метод повышения добротности

Когда мы разрабатываем электронную продукцию, Q-фактор является важной переменной. Он определяет ширину полосы резонатора в соответствии с центральной частотой, а также высокую добротность, которая должна быть спроектирована для снижения потерь энергии по сравнению с энергией, хранящейся в вибраторе.Другими словами, снижение вибрации должно быть медленным.

Q = X / R = øL / R = 2∏fL / R
— Q: Добротность
— X: реактивное сопротивление определяется значением сопротивления индуктивности катушки
— R: сопротивление определяется значением сопротивления катушки.
— f: резонансная частота.
— ∏: круговая постоянная (пи), 3,14…

2. Метод увеличения «значения индуктивности» следующий.
Производство проволоки как можно более плотно прилегающей.Плотность магнитного потока удваивается за счет размещения ферромагнитного сердечника во внутренней катушке. Увеличение плотности магнитного потока также приводит к увеличению индуктивности. Следовательно, значение индуктивности ферромагнитного сердечника в несколько раз больше, чем у воздушной катушки или немагнитного сердечника, такого как пластик, дерево и т. Д. Величина индуктивности зависит от количества оборотов обмотки катушки, диаметра катушки и общего форма катушки. Индуктивность катушки прямо пропорциональна скорости вращения (числу витков) намотанного провода и прямо пропорциональна индуктивности диаметра катушки.Точнее, индуктивность катушки соленоида на единицу длины прямо пропорциональна площади поперечного сечения и прямо пропорциональна квадрату оборотов намотанных проводов на единицу длины. Он влияет на значение индуктивности в случае постоянного обеспечения оборотов и диаметра катушки, а также длины катушки. Если вытащить катушку с постоянным числом оборотов и диаметром за счет увеличения длины, значение индуктивности катушки уменьшится. Напротив, если катушка будет сжата, чтобы сделать ее плоской, значение индуктивности катушки будет увеличено.В случае гибкого провода, если частота увеличивается, значение индуктивности увеличивается.

Для повышения добротности и индуктивности в случае гибкой проволоки каждый провод может быть очень плотно склеен путем самоклеения и управления расчетом шага. Следовательно, литц-провод должен проходить через провода, возможно, многократно, и повышать температуру на последнем этапе подачи, и тогда будет получено более высокое значение добротности.

3. В зависимости от направления индуктивности, как показано ниже.
Индуктивность увеличивается при движении в том же направлении, что и на рисунке № 1. L (индуктивность) = L1 + L2
. Индуктивность отклоняется в обратном направлении, как показано на рисунке № 2. L (индуктивность) = L1-L2
Следовательно, № 1 обычно используется для увеличения значения L.

взаимная индуктивность

Мы хотели бы объяснить клиентам «Расчет необходимого сырья» для шелка или нейлона »следующим образом. Расчет квадратного метра является большим подспорьем на основном этапе производства, так как позволяет спрогнозировать потребность в расходах на сырье.

1) Например, 0,05 мм x 1000 нитей с двойной подачей,
— OD = √1000 x 1,154 x 0,062 мм (толщина, включая эмалевое покрытие) = прибл. Φ2,5 мм (включая толщину шелка или нейлона)
— S (квадратный метр) = Φ2,5 мм x π = прибл. 7,6㎟

расчет квадратного метра для шелка и нейлона на литцовой проволоке

2) В случае одинарных нитей 0,05 мм x 1,680, вес нейлона составляет прибл. 32 г / м (фактическое измерение).
— Требуемый объем «0,05 мм x 1000 прядей» рассчитан на прибл.19,2 г / м по уравнению.
— 19,2 г / м x 2 (в случае двойной подачи) = 38,4 г / м
— Если вы хотите знать () м на кг, X = 1000 strnads x 1 м / 19,2 = 52,08 м / кг -> 100 кг = 5 208 м

3) В случае жилы 0,05 мм x 1000 с двойной подачей необходимо рассчитать квадратный метр следующим образом.
— 0,0076 м (1 м квадратный метр 0,05 мм x 1000 нитей) x 5,208 м (количество шелка или нейлона, намотанного на 100 кг литцовой проволоки) = S = 39,58㎡ (площадь поверхности 100 кг литц-проволоки)

Как определить диаметр площади поперечного сечения? — Реабилитационная робототехника.нетто

Как определить диаметр площади поперечного сечения?

Площадь поперечного сечения провода — это площадь круга радиуса r: A = πr2 = π (d2) 2, где d — диаметр провода.

Какова формула площади поперечного сечения цилиндра?

Площадь поперечного сечения цилиндра Площадь круга определяется формулой πr2, где r — радиус.

Какова внутренняя площадь поперечного сечения трубы, если внутренний диаметр равен 11?9 дюймов?

Внутренняя площадь поперечного сечения трубы составляет 111,2 квадратных дюйма. Подробности. d = 11,9 дюйма.

Как называется поперечное сечение цилиндра?

Цилиндрический сегмент, иногда также называемый усеченным цилиндром, представляет собой сплошной отрезок круглого цилиндра двумя (или более) плоскостями.

Что такое поперечное сечение твердого тела?

В геометрии и науке поперечное сечение — это непустое пересечение твердого тела в трехмерном пространстве с плоскостью или аналог в пространствах более высоких измерений.При разрезании объекта на кусочки создается множество параллельных поперечных сечений.

В чем разница между площадью и площадью поперечного сечения?

Площадь — это что-то, что занято объектом, когда он находится на поверхности, то есть площадь — это пространство, которое используется объектом. В то время как площадь поперечного сечения — это площадь, которую мы получаем, когда один и тот же объект разрезан на две части.

Что такое единица измерения площади поперечного сечения?

шт. Хотя единицей СИ для общего сечения является м2, на практике обычно используются единицы меньшего размера.В ядерной физике и физике элементарных частиц общепринятой единицей является сарай b, где 1 b = 10−28 м2 = 100 фм2. Также широко используются меньшие единицы с префиксом, такие как mb и μb.

Как площадь поперечного сечения влияет на сопротивление?

Сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения. Чем больше площадь поперечного сечения провода, тем большее количество электронов испытывает «электрический наклон» разности потенциалов.

Почему сопротивление уменьшается с увеличением площади поперечного сечения?

при увеличении сечения увеличивается площадь поверхности провода.Большая площадь поверхности приводит к свободному течению электронов. так поток электронов легко и сопротивление уменьшаются.

Влияет ли площадь поперечного сечения на ток?

Площадь поперечного сечения влияет на сопротивление кабеля и, следовательно, на общий протекающий ток. Ток, протекающий на одном конце, по-прежнему будет равен току, протекающему на другом конце.

Как найти сопротивление по длине и площади поперечного сечения?

Сопротивление R цилиндра длиной L и площадью поперечного сечения A равно R = ρLA R = ρ L A, где ρ — удельное сопротивление материала.

По какой формуле рассчитывается удельное сопротивление?

Удельное сопротивление, обычно обозначаемое греческой буквой rho, ρ, количественно равно сопротивлению R образца, такого как провод, умноженному на площадь его поперечного сечения A и разделенному на его длину l; ρ = RA / l. Единицей измерения сопротивления является ом.

Какова формула удельного сопротивления?

Теперь нам нужно знать формулу удельного сопротивления, чтобы найти размер. Полный пошаговый ответ: Сопротивление, обычно обозначаемое греческой буквой ρ, количественно эквивалентно сопротивлению R образца, такого как проволока, составленному из площади его поперечного сечения A и деленному на его длину l; р = RAl.

Зависит ли удельное сопротивление от длины?

Когда через компонент протекает ток, сопротивление зависит от геометрии (длины и площади поперечного сечения) компонента и свойств материала (удельного сопротивления). Сопротивление провода пропорционально его длине и обратно пропорционально его площади поперечного сечения.

Что называется удельным сопротивлением?

Удельное сопротивление определяется как сопротивление на единицу длины и единицу площади поперечного сечения при приложении известной величины напряжения.

Что такое удельное сопротивление и его единица?

Удельное сопротивление определяется как сопротивление, обеспечиваемое единицей длины и поперечного сечения вещества току при приложении к нему напряжения. Его единица СИ — Ω − m.

Что такое сопротивление и его единица измерения?

Сопротивление — это препятствие, которое объект создает для прохождения тока через него. Чем меньше ток, тем выше сопротивление данного материала. Единица измерения сопротивления в системе СИ — Ом (Ом).

В чем разница между сопротивлением и удельным сопротивлением?

Сопротивление связано с конкретным проводником. При фиксированной температуре величина сопротивления, оказываемого протеканием тока проводником, имеющим единицу длины и поперечное сечение, называется его удельным сопротивлением. Удельное сопротивление проводника зависит от материала проводника и его температуры.

Какие бывают 5 типов резисторов?

Типы резисторов

  • Постоянные резисторы.Постоянный резистор является наиболее распространенным резистором, когда люди говорят о резисторе, они, скорее всего, имеют в виду постоянный резистор.
  • Переменные резисторы.
  • Термисторы.
  • Варисторы.
  • Светозависимые резисторы.

Какая связь между сопротивлением и током?

Закон

Ома определяет соотношение между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи: i = v / r. Ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

В чем разница между сопротивлением и проводимостью?

Электропроводность пропорциональна тому, какой поток возникает при заданном давлении, а сопротивление пропорционально тому, сколько давления требуется для достижения заданного потока. (Электропроводность и сопротивление взаимны.)

Что такое электрическое сопротивление?

Сопротивление — это мера сопротивления току в электрической цепи. Сопротивление измеряется в омах и обозначается греческой буквой омега (Ом).

Что вызывает сопротивление?

Электрический ток течет, когда электроны движутся через проводник, например металлический провод. Движущиеся электроны могут сталкиваться с ионами металла. Это затрудняет прохождение тока и вызывает сопротивление.

Какие 4 фактора влияют на сопротивление?

На сопротивление влияют 4 различных фактора:

  • Тип материала, из которого изготовлен резистор.
  • Длина резистора.
  • Толщина резистора.
  • Температура проводника.

Что происходит с током при увеличении сопротивления?

Ответ: ток в данной цепи обратно пропорционален сопротивлению в цепи, это означает, что ток будет уменьшаться при увеличении сопротивления.

Почему сопротивление прямо пропорционально длине?

По мере увеличения длины количество столкновений движущихся свободных электронов с фиксированными положительными ионами увеличивается по мере того, как большее количество фиксированных положительных ионов присутствует в проводнике с увеличенной длиной.В результате сопротивление увеличивается.

Что произойдет с сопротивлением, если длину удвоить?

Что происходит с сопротивлением при удвоении длины? Из уравнения мы понимаем, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника. Удвоение длины увеличивает сопротивление вдвое.

Видео с вопросом: Расчет минимальной площади поперечного сечения провода

Расшифровка стенограммы

Провода, по которым ток от электростанции к подстанции, 7.Протяженность 25 километров. Они изготовлены из меди с удельным сопротивлением от 1,7 до 10 отрицательных восьми Ом-метров. Ток по проводам составляет 450 миллиампер. Мощность, рассеиваемая проводами, должна быть не более 15 Вт. Какая минимальная площадь поперечного сечения требуется для проводов, передающих ток? Ответ дайте в научном представлении с точностью до одного десятичного знака.

Здесь нас спрашивают о проводах, по которым ток идет от электростанции к подстанции.Предположим, что это один из таких проводов. Нам сказали, что эти провода имеют длину 7,25 километра, которую мы обозначили здесь как. Нам также дано удельное сопротивление 𝜌 меди, из которой сделаны эти провода, от 1,7 х 10 до отрицательных восьми Ом-метров. Нам сказали, что ток 𝐼 по проводам равен 450 миллиампер. Затем последняя информация, которую нам дают, заключается в том, что мощность, рассеиваемая проводами, должна быть не более 15 Вт. И мы обозначили это максимальное рассеивание мощности как.

Учитывая всю эту информацию, нас просят определить минимальную площадь поперечного сечения, необходимую для проводов, по которым передается ток. И давайте обозначим эту минимальную площадь поперечного сечения как 𝐴. Чтобы ответить на этот вопрос, мы можем вспомнить, что удельное сопротивление провода связано с другим свойством, сопротивлением провода, через уравнение, которое также включает длину провода и его площадь поперечного сечения. В частности, сопротивление 𝑅 провода равно его удельному сопротивлению, умноженному на его длину, деленную на площадь его поперечного сечения.

Если мы умножим обе части этого числа на на, то мы увидим, что слева в числителе сокращается с 𝑅 в знаменателе. Между тем, справа отменяются символы 𝐴. Это дает нам уравнение, в котором площадь поперечного сечения является предметом. Мы имеем, что 𝐴 равно удельному сопротивлению 𝜌, умноженному на длину 𝑙, деленному на сопротивление. Нам даны значения для 𝜌 и 𝑙 в правой части этого уравнения. Но мы не знаем ценности сопротивления 𝑅.Однако нам сообщают ток 𝐼 по проводам и максимальную рассеиваемую мощность 𝑃.

Напомним, что мощность 𝑃, рассеиваемая проводом или компонентом схемы, равна квадрату проходящего через него тока 𝐼, умноженного на его сопротивление 𝑅. Мы можем сделать 𝑅 объектом, разделив обе стороны на 𝐼 в квадрате, так что справа в квадрате в числителе сокращается с в квадрате в знаменателе. Затем, поменяв местами левую и правую части уравнения, мы получаем, что равно 𝑃, деленному на в квадрате.Если мы используем наши значения для тока через провод и максимальной мощности, рассеиваемой этим проводом 𝑃 в этом уравнении, то мы рассчитаем максимальное сопротивление 𝑅, которое может иметь этот провод.

Чтобы рассчитать сопротивление в омах, нам понадобится мощность в ваттах и ​​сила тока в амперах. Однако на данный момент наше значение 𝐼 выражается в миллиамперах. Чтобы преобразовать это в единицы ампер, мы можем вспомнить, что один миллиампер равен одной тысячной ампера.Это означает, что для перехода от миллиампер к амперам мы делим на коэффициент 1000, так что ток 𝐼 равен 450, деленному на 1000 ампер. Это составляет 0,45 ампера.

Теперь мы готовы взять это значение тока вместе с нашим значением мощности 𝑃 и подставить их в это уравнение, чтобы вычислить сопротивление. Когда мы это сделаем, мы получим, максимальное сопротивление, которое могут иметь эти провода, равно 15 ваттам, разделенным на квадрат 0,45 ампера. Оценка этого дает сопротивление 𝑅 74.0740 повторяющихся Ом. Если мы теперь обратим наше внимание на это уравнение для площади поперечного сечения, мы увидим, что теперь у нас есть значения для всех трех величин в правой части. Кстати, мы должны заметить, что делим на это максимальное сопротивление 𝑅, которое могут иметь провода. То есть для большего значения 𝑅 мы получим меньшее значение. Итак, используя в этом уравнении наше значение максимального сопротивления, которое могут иметь провода, мы рассчитаем их минимально допустимую площадь поперечного сечения, а это именно то, что нас просят найти.

Однако, прежде чем мы подставим наши значения, нам нужно будет произвести еще одно преобразование единиц измерения. У нас есть удельное сопротивление в ом-метрах, сопротивление 𝑅 в омах и длина в километрах. Чтобы вычислить площадь 𝐴 в квадратных метрах, нам нужно преобразовать значение 𝑙 из километров в метры. Для этого напомним, что один километр равен 1000 метрам. Это означает, что чтобы преобразовать длину из километров в метры, мы умножаем ее на коэффициент 1000. Итак, у нас есть, что 𝑙 равно 7.25 раз по 1000 метров. Получается 7250 метров.

Теперь мы можем подставить наши значения для удельного сопротивления 𝜌, длины 𝑙 и сопротивления 𝑅 в это уравнение, чтобы вычислить значение 𝐴. Когда мы это делаем, мы получаем вот это выражение. Посмотрев на единицы измерения, мы можем увидеть, что омы сокращаются от числителя и знаменателя. И это оставляет нам два множителя метров в числителе, что дает нам общие единицы измерения в метрах в квадрате. Оценка выражения дает площадь поперечного сечения 𝐴, равную 1.663875 умножить на 10 до отрицательных шести метров в квадрате.

Обратите внимание, что нас просят дать наш ответ в экспоненциальном представлении с точностью до одного десятичного знака. Это значение, которое мы вычислили, уже указано в экспоненциальном представлении. Поэтому нам просто нужно округлить до одного десятичного знака. Когда мы это делаем, результат округляется до 1,7 умножить на 10 до отрицательных шести квадратных метров. Тогда наш ответ состоит в том, что минимальная площадь поперечного сечения, необходимая для этих проводов, составляет 1,7 умножить на 10 до отрицательных шести квадратных метров.

Американский калькулятор калибра проволоки «AWG»

AWG Калькулятор размеров «американского калибра проволоки» и таблица свойств кабеля

Калькулятор американского калибра проволоки «AWG»

Следующий калькулятор американского калибра проволоки (AWG) рассчитает диаметр в мм, дюймах, площадь поперечного сечения в мм 2 , дюймах 2 и kcmil или MCM, сопротивление на 1000 футов и на 1000 метров, а также номинальный ток в амперах для проводки шасси и передачи энергии.Чтобы рассчитать значения, просто выберите или введите размер AWG и нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы получить результат различных свойств кабелей и проводов AWG.

Полезно знать: калибр проводов AWG или American Wire Gauge также известен как калибр проводов Брауна и Шарпа, используемый в Северной Америке для определения размеров проводов.

* Данные для сопротивления медных и других проводов в Ω / км и Ω / kft приведены при 20 ° C или 68 ° F.

Связанные калькуляторы:

Диаметр проволоки в мм и расчет в дюймах
Диаметр проволоки в мм «миллиметры».

d n = 27 x 10 -3 x 92 (36-n) ÷ 39

d n = 0,127 x 92 (36-n) ÷ 39 … В миллиметрах (мм).

Где:

  • d = Диаметр проволоки в миллиметрах «мм».
  • n = Номер калибра.
Диаметр проволоки в дюймах «дюймы».

d n = 5 x 10 -3 x 92 (36-n) ÷ 39

d n = 0.005 x 92 (36-n) ÷ 39 В дюймах

Где:

  • d = Диаметр проволоки в дюймах «в».
  • n = Номер калибра.

Связанные калькуляторы:

Площадь поперечного сечения провода в мм 2 , дюйм 2 & kcmil Расчеты
Площадь поперечного сечения провода в квадратных миллиметрах «мм
2 ».

A n = (π ÷ 4) x d n 2

A n = 12.668 x 10 -3 x 92 (36-n) ÷ 19,5

Где:

  • A n = Площадь поперечного сечения провода калибра «n» в квадратных миллиметрах «мм. 2 “.
  • n = Номер «#» размера датчика.
  • d = Диаметр квадрата проволоки в «мм» 2 «.
Площадь поперечного сечения провода в квадратных дюймах «в 2 ».

A n = (π ÷ 4) x d n 2

A n = 19635 91 x 900 92 ( 36-н) ÷ 19.5

Где:

  • An = Площадь поперечного сечения провода калибра «n» в квадратных дюймах «в 2 ».
  • n = Номер «#» размера датчика.
  • d = Диаметр квадрата проволоки в дюймах 2 «.
Площадь поперечного сечения провода в килограммах круглых милов.

A n = 1000 x d n 2 = 0,025 x 92 (36-n) ÷ 19,5

Где:

  • An = площадь поперечного сечения сечения проволоки калибра n в тыс. мил.
  • kcmil = килограмм круговых милов.
  • n = номер калибра.
  • d = диаметр квадрата проволоки в дюймах 2 .

Примечание. Kcmil также известен как MCM «тысячи круговых милов», т. Е. 1kcmil = 1MCM = 0,5067 мм 2 .

2 MCM ≈ 1 мм 2

1000 мил = 1 дюйм

Кроме того, MCM и kcmil используются для проволоки большого диаметра в AWG.

Связанные калькуляторы:

Формула для расчета сопротивления проводов
Сопротивление на 1000 футов при 20 ° C или 68 ° F:

R n = 0.3048 x 10 9 × ρ ÷ (25,4 2 x A n )

Где;

  • R = Сопротивление проводов в «Ом / кфут».
  • n = № калибра.
  • ρ = rho = удельное сопротивление в (Ом · м).
  • An = площадь поперечного сечения n # калибра в квадратных дюймах «в 2 ».
Сопротивление на 1000 метров при 20 ° C или 68 ° F:

R n = 10 9 x ρ ÷ A n

Где;

  • R = сопротивление проводов провода «в Ом / км».
  • n = № калибра.
  • ρ = rho = удельное сопротивление в (Ом · м).
  • An = площадь поперечного сечения n # калибра в квадратных миллиметрах «мм 2 ».

Сопутствующие калькуляторы

Американский калибр проволоки Таблица размеров «AWG» и таблица

В следующей таблице AWG «Американский калибр проволоки» показаны размер и диаметр AWG в миллиметрах «мм» и дюймах в «дюймах», а также крест. площадь сечения в мм 2 , Inche 2 и kcmil или MCM и сопротивление в омах на 1000 футов и 1000 метров.Таблица размеров AWG также показывает ток в амперах для проводки шасси и передачи энергии.

30 5 10514 9014 0,014 10514 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9014 9159 9146 9153 64 6,5106 9 9014 14 9146 9109 9 8,014 9 провода в Ом / км и Ом / кфут при температуре 20 ° C или 68 ° F.

Вот таблица размеров проводов AWG в формате изображения, если вам нужно загрузить ее для дальнейшего использования.

Сопутствующие электротехнические и электронные калькуляторы:

Металлический провод в цепи поврежден.Удельное сопротивление металла не изменилось, но площадь поперечного сечения провода уменьшилась на 3,0 мм, как показано на рис. 6.2.

Вопрос 10

(а) Укажите, что подразумевается под электрическим током . [1]

(б) Металлический провод имеет длину L и сечение площадь А , как показано на рис. 6.1.

Рис. 6.1

я — ток в проводе,

п — количество свободных электронов в единице объема в проводе,

в — средняя скорость дрейфа свободного электрона и

e — это заряд электрона.

(я) Состояние, в пересчете на A , e , L и n , выражение для суммарный заряд свободных электронов в проводе. [1]

(ii) Используйте свой ответ в (i) , чтобы показать, что ток I определяется уравнением

I = nAve .

[2]

(в) Металлический провод в цепи поврежден. Удельное сопротивление металла не изменилась, но площадь поперечного сечения провода уменьшилась по длине из 3.0 мм, как показано на рис. 6.2.

Рис.6,2

Проволока диаметром d. в поперечном сечении X и диаметре 0,69 d в сечении Y.

Сила тока в проводе 0,50 А.

(я) Определить соотношение

средняя скорость дрейфа свободных электронов в поперечном сечении Y

средняя скорость дрейфа свободных электронов в поперечном сечении X

[2]

(ii) Основная часть провода сечением X имеет сопротивление на длина блока

1.7 × 10 -2 Ом · м -1 .

На поврежденную длину провода рассчитать

1. сопротивление на единицу длины, [2]

2. рассеиваемая мощность. [2]

(iii) Диаметр поврежденного провода дополнительно уменьшается. Предположим, что ток в проводе остается постоянным.

Заявить и объяснить качественно изменение, если таковое имеется, мощности, рассеиваемой на поврежденной длине провода.[2]

[Всего: 12]

Ссылка: Отчет о прошедшем экзамене — Отчет за ноябрь 2017 г. 22 Q6

Решение:

(а) Электрический ток — это поток носителей заряда.

(б)

(я)

{п — количество электронов в единице объема

A × L = объем

Так, nAL — количество электронов

Плата из 1 электрона = e

Общий заряд = количество электронов × заряд 1 электрона}

НАЛЭ

(ii)

(t — время, необходимое для перемещения электронов на длину L )

Текущий I = Q / т

I = nALe / т

или

{Скорость v = расстояние / время v = L / t так, t = L / v}

I = nALe / (L / v )

или

I = nAvte / t и I = nAve

(в)

(я)

{ I = nAve , поэтому v = I / nAe

Скорость дрейфа v обратно пропорциональна к площади поперечного сечения A

Соотношение = v в поперечном сечении Y / v в поперечном сечении X

знак равно площадь в X / площадь в Y}

соотношение = площадь в X / площадь в Y

= [π d 2 /4] / [π (0.69 д ) 2 / 4] или d 2 / (0,69 d ) 2 или 1 / 0,69 2

= 2,1

(A = π d 2 , значит, A пропорционально к d 2 )

(ii)

1.

{R = ρL / A, что дает R / L = ρ / A, поскольку ρ одинаково для проволоки из одного и того же материала.}

R = ρL / A или R / L ∝ 1/ A

{Сопротивление на единицу длины: R / L 1 / А

Для провода X: 1,7 × 10 -2 Ом м -1 ∝ 1/ площадь X уравнение (1)

Для провода Y: сопротивление на единицу длины ∝ 1/ площадь Y уравнение (2)

Разделить (2) на (1), }

сопротивление на единицу длины = 1.7 × 10 -2 × (площадь в X / площадь в Y)

= 1,7 × 10 -2 × 2,1

= 3,6 × 10 -2 Ом · м -1

2.

P = I 2 R или P = V 2 / R

{Поврежден длина = 3,0 мм

Сопротивление на единицу длины = 3,6 × 10 -2 Ом · м -1

Сопротивление поврежденной длины = Сопротивление на длина блока × поврежден length}

R = 3.6 × 10 -2 × 3,0 × 10 -3 (= 1,08 × 10 -4 Ом)

{ P = I 2 R или P = V 2 / R }

P = 0,50 2 × 1,08 × 10 -4 или P = (5,4 × 10 -5 ) 2 / 1,08 × 10 -4

Р = 2.7 × 10 -5 Вт

(iii)

{R = ρL / A}

Площадь поперечного сечения уменьшается, поэтому сопротивление увеличивается

( P = I 2 R ) Итак, мощность увеличивается .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

AWG # Диаметр Площадь поперечного сечения Сопротивление, Ом Ток в амперах
900 дюймов дюймов 2 kcmil Ω / kft Ω / km Проводка шасси Power Transfer
0000 (4/0) 11.6840 0,4600 107,2193 0,1662 211,6000 0,049 0,1608 380 302
000 (31014/01 0146
000 (31014/0)
6
167.8064 0,0618 0,2028 328 239
00 (2/0) 9,2658 0,3648 67,4309 67,4309 133,0765 0,0779 0,2557 283 190
0 (1/0) 8,2515 0,3249 0,3249 245 150
1 7,3481 0,2893 42,4077 0,0657 83,6927 0,1239 0.4066 211 119
2 6,5437 0,2576 33,6308 0,0521 66,3713 0,1563 66,3713 0,1563 9115 9146 9146 9146 5,8273 0,2294 26,6705 0,0413 52,6348 0,197 0,6464 158 75
4 4 0.2043 21.1506 0,0328 41,7413 0,2485 0,8152 135 60
5
  • 4,62
  • 5
  • 4,62
  • 5 4,62 1,028 118 47
    6 4,1154 0,1620 13.3018 0,0206 26.2514 0,3951 1,296 101 37
    7 3,6649 0,1443 10,5488 0,0164 0,0164 8 3,2636 0,1285 8,3656 0,0130 16,5097 0,6282 2,061 73 24
    0,1144 6,6342 0,0103 13,0927 0,7921 2,599 64 19
    0 10 14 0,0010 10 14 0,00109 14 0,00109 3,277 55 15
    11 2,3048 0,0907 4,1723 0,0065 8.2341 1,26 4,132 47 12
    12 2,0525 0,0808 3,3088 0,0808 3,3088 0,0051 6,510699 0,0051 6,510699 0,0051 13 1,8278 0,0720 2,6240 0,0041 5,1785 2,003 6,571 35 7.4
    14 1,6277 0,0641 2,0809 0,0032 4,1067 2,525 8,285 32 9014 9159 9014 6 1,6502 0,0026 3,2568 3,184 10,448 28 4,7
    16 1,2908 0.0508 1,3087 0,0020 2,5827 4,015 13,174 22 3,7
    17 1,1495 19 2,9
    18 1,0237 0,0403 0,8230 0,0013 1,6243 6.385 20,948 16 2,3
    19 0,9116 0,0359 0,6527 0,0010 1,2881 1,2881 91 8,014 0,8118 0,0320 0,5176 0,0008 1,0215 10,152 33,308 11 1,5
    211097229 0,0285 0,4105 0,0006 0,8101 12,802 42,001 9 1,2
    22 0,6104,0106
    22 0,6104 52,962 7 0,92
    23 0,5733 0,0226 0,2582 0,0004 0.5095 20,356 66,784 4,7 0,729
    24 0,5106 0,0201 0,2047 0,00014 0,00014 25 0,4547 0,0179 0,1624 0,0003 0,3204 32,367 106,19 2,7 0.457
    26 0,4049 0,0159 0,1288 0,00025 0,2541 40,814 133,9 2,2 133,9 2,2 133,9 2,2 0,1021 0,00020 0.2015 51,466 168,85 1,7 0,288
    28 0.3211 0,0126 0,0810 0,00013 0,1598 64,897 212,92 1,4 0,226
    29
  • 6
  • 29 29 268,48 1,2 0,182
    30 0,2546 0,0100 0,0509 0.00008 0,1005 103,19 338,55 0,86 0,142
    31 0,2268 0,0089 0,04014 0,00106
    32 0.2019 0,0080 0,0320 0,00005 0,0632 164,08 538.32 0,53 0,091
    33 0,1798 0,0071 0,0254 0,00004 0,0501 206,9 0,0501 206,9 9015 9146 9146 9146 0,1601 0,0063 0,0201 0,000031 0,0398 260,9 855,96 0,43 0,072
    35 1426 0,0056 0,0160 0,000025 0,0315 328,98 1,079,3 0,43 0,072
    36 0,00106
    36 0,00106
    36 0,00106 36 0,001470 1,361 0,33 0,056
    37 0,1131 0,0045 0,0100 0.000016 0,0198 523,1 1,716,2 0,33 0,056
    38 0,1007 0,0040 0,0080 0,0012,1106 0,0080 0,001 0146
    39 0,0897 0,0035 0,0063 0,000010 0,0125 831,77 2,728.9 0,26 0,043
    40 0,0799 0,0031 0,0050 0,000008 0,0099 1,048,8 0,06