Расчет сечения кабеля по потере напряжения: Онлайн расчет потери напряжения в кабеле

К сведению. Улучшение вентиляции в кабельных лотках и других конструкциях приводит к снижению температуры, сопротивления и потерь в линии.

Для достижения максимального эффекта необходимо комбинировать эти способы между собой и с другими методами энергосбережения.

Расчёт падения напряжения и потерь электроэнергии в кабеле важен при проектировании систем электроснабжения и кабельных линий.

Видео

Расчет сечения эл кабеля. Пример расчета сечения кабеля

Вся жизнь современного общества построена на практически непрерывном потреблении электроэнергии. Промышленность и сельское хозяйство, транспорт и личное жилье постоянно нуждаются в электричестве. Для того, чтобы энергия поступала бесперебойно и безаварийно, необходимо правильно рассчитать сечение проводов .

Вся жизнь современного общества построена на практически непрерывном потреблении электроэнергии. Промышленность и сельское хозяйство, транспорт и личное жилье постоянно нуждаются в электричестве. Для того, чтобы энергия поступала бесперебойно и безаварийно, необходимо правильно рассчитать сечение проводов электропроводки.
Рассчитайте общую длину электропроводки. Это можно сделать двумя способами: измерив расстояния между щитками, розетками, выключателями на монтажной схеме и умножив результат на масштаб схемы, или проведя измерения непосредственно на месте, где будет прокладываться электропроводка. Поскольку провода будут соединяться между собой, сделайте поправку на соединение и удлините каждый отрезок не менее чем на 100 мм. Рассчитайте общую нагрузку потребляемой электроэнергии. Для этого суммируйте номинальные мощности всех электроприборов, которые сейчас находятся в эксплуатации, и подумайте, какие еще приборы, возможно, будут использоваться в будущем. Расчет нужно проводить с запасом прочности и надежности. Полученную сумму умножьте на коэффициент одновременности, равный 0,7.

Сечение провода для электропроводки рассчитывается по двум параметрам: допустимой длительной токовой нагрузке и потере напряжения. Потеря напряжения происходит в проводах, соединяющих источник тока и потребителя. Если вы рассчитываете электропроводку для отдельного помещения и приборов небольшой мощности, этот показатель можете не учитывать, поскольку потери напряжения будут пренебрежимо малы.

Расчёт сечения провода, кабеля

Материал изготовления и сечение проводов (правильнее будет площади сечения проводов) является, пожалуй, главными критериями, которыми следует руководствоваться при выборе проводов и силовых кабелей.

Напомним, что площадь поперечного сечения (S) кабеля вычисляется по формуле S = (Pi * D2)/4, где Pi — число пи, равное 3,14, а D — диаметр.

Почему так важен правильный выбор сечения проводов? Прежде всего, потому, что используемые провода и кабели — основные элементы электропроводки вашего дома или квартиры. А она должна отвечать всем нормам и требованиям надёжности и электробезопасности.

Главным нормативным документом, регламентирующим площадь сечения электрических проводов и кабелей являются Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ). Основные показатели, определяющие сечение провода:

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

Так, неправильно подобранные по сечению провода, не соответствующие нагрузке потребления могут нагреваться или даже сгореть, просто не выдержав нагрузки по току, что не может не сказаться на электро- и пожаробезопасности вашего жилья. Случай очень частый, когда в целях экономии или по каким-либо другим причинам используется провод меньшего, чем это необходимо сечения.

Руководствоваться при выборе сечения провода поговоркой «кашу маслом не испортишь» тоже не стоит. Применение проводов большего, чем это действительно нужно сечения приведёт лишь к большим материальным затратам (ведь по понятным причинам их стоимость будет больше) и создаст дополнительные сложности при монтаже.

Расчет площади сечения медных жил проводов и кабелей

Так, говоря об или квартиры, будет оптимальным применение: для «розеточных» — силовых групп медного кабеля или провода с сечением жил 2,5 мм2 и для осветительных групп — с сечением жил 1,5 мм2. Если в доме имеются приборы большой мощности, напр. эл. плиты, духовки, электрические варочные панели, то для их питания следует использовать кабели и провода сечением 4-6 мм2.

Предложенный вариант выбора сечений для проводов и кабелей является, наверное, наиболее распространенным и популярным при монтаже электропроводки квартир и домов. Что, в общем-то, объяснимо: медные провода сечением 1,5 мм2 способны «держать» нагрузку 4,1 кВт (по току — 19 А), 2,5 мм2 — 5,9 кВт (27 А), 4 и 6 мм2 — свыше 8 и 10 кВт. Этого вполне хватит для питания розеток, приборов освещения или электроплит. Более того, такой выбор сечений для проводов даст некоторый «резерв» в случае увеличения мощности нагрузки, например, при добавлении новых «электроточек».

Расчет площади сечения алюминиевых жил проводов и кабелей

При использовании алюминиевых проводов следует иметь в виду, что значения длительно допустимых токовых нагрузок на них гораздо меньше, чем при использовании медных проводов и кабелей аналогичного сечения. Так, для жил алюминиевых проводов сечением 2, мм2 максимальная нагрузка составляет чуть больше 4 кВт (по току это — 22 А), для жил сечением 4 мм2 — не более 6 кВт.

Не последний фактор в расчете сечения жил проводов и кабелей — рабочее напряжение. Так, при одинаковой мощности потребления электроприборов, токовая нагрузка на жилы питающих кабелей или проводов электроприборов, рассчитанных на однофазное напряжение 220 В будет выше, чем для приборов, работающих от напряжения 380 В. Длину провода (кабеля) рассчитывают по монтажной схеме. Для этого на схеме измеряют расстояния между соседними местами расположения щитков, штеп-сельных розеток, выключателей, ответвительных коробок и т. п. Затем, пользуясь масштабом, в котором вы-ерчена схема, вычисляют длину отрезков проводов кабеля; к длине каждого отрезка прибавляют не менее 100 мм (учитывается необходимость присоединения жил).
Длину провода (кабеля) можно рассчитать также, измеряя непосредственно на щитках, панелях, стенах, потолках и т. п. отрезки линий, вдоль которых должны быть проложены провода (кабели).
Сечение провода (кабеля) рассчитывают по потере напряжения и допустимой длительной токовой нагрузке. При проектировании небольших электроустановок, например электроустановок отдельных помещений, самодельных приборов и т. п., потерей напряжения в проводах можно пренебречь, так как она очень мала.
Для расчета сечения проводов по допустимой длительной токовой нагрузке необходимо знать номинальный ток, который должен проходить по проектируемой электрической проводке. Зная номинальный ток, сечение провода находят по таблице. Пример: номинальный ток равен 50 а; сечение медной жилы провода должно быть 6 мм2,

Важной частью электроустановок является электрическая проводка (электропроводка). Она состоит из проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими и защитными конструкциями.
Открытые электропроводки монтируют непосредственно на поверхностях конструктивных элементов зданий и помещений или прокладывают в трубах, предварительно укрепленных на этих поверхностях.
Скрытые электропроводки прокладывают в пустотах перекрытий, в специальных каналах, бороздах и канав-ках, вырубаемых предварительно в стенах, а также в изоляционных и стальных трубах, расположенных внутри конструктивных частей зданий.
Для монтажа электропроводок применяют установочные и монтажные провода и кабели.
Токоведущая часть провода называется жилой. Жилы делают из меди, алюминия или стали. Жила может быть однопроволочной или многопроволочной. Жилы имеют стандартные сечения, в мм2: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5,; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400 и др.
Жилы покрыты изолирующей оболочкой из резины, полихлорвинила, поливинилхлорида.
Изолирующая оболочка у многих проводов защищена от внешних механических воздействий хлопчатобумажной оплеткой.

Для пересчёта сечения провода в значение диаметра могу рекомендовать программу: PL_SECH.exe для работы с программой распакуйте zip-архив и кликните на exe-файле мышкой. Программа работает в 32-бит Системах DOS & WINDOWS 97/XP/7 в сеансе командной строки. На этой странице есть эта и другие полезные программы.

Вам понадобится

Калькулятор, строительная рулетка, таблица расчета сечения провода

Рассчитайте общую длину электропроводки. Это можно сделать двумя способами: измерив расстояния между щитками, розетками, выключателями на монтажной схеме и умножив результат на масштаб схемы, или проведя измерения непосредственно на месте, где будет прокладываться электропроводка. Поскольку провода будут соединяться между собой, сделайте поправку на соединение и удлините каждый отрезок не менее чем на 100 мм.

Рассчитайте общую нагрузку потребляемой электроэнергии. Для этого суммируйте номинальные мощности всех электроприборов, которые сейчас находятся в эксплуатации, и подумайте, какие еще приборы, возможно, будут использоваться в будущем. Расчет нужно проводить с запасом прочности и надежности. Полученную сумму умножьте на коэффициент одновременности, равный 0,7.

Для предотвращения аварий на электрической линии на вводной кабель необходимо поставить автоматический выключатель. В жилых помещениях используется однофазный ток напряжением 220 В. Подсчитанную общую нагрузку разделите на величину напряжения (220 В) и получите ток, который будет проходить через вводной автомат. Если в продаже нет автомата с таким номиналом, покупайте с близкими параметрами, но с запасом по токовой нагрузке.

Сечение провода рассчитывается по двум параметрам: допустимой длительной токовой нагрузке и потере напряжения. Потеря напряжения происходит в проводах, соединяющих источник тока и потребителя. Если вы рассчитываете электропроводку для отдельного помещения и приборов небольшой мощности, этот показатель можете не учитывать, поскольку потери напряжения будут пренебрежимо малы.

Кабель должен быть трехжильным, поскольку один проводник используется для заземления. Лучше выбирать медный провод, поскольку электрические показатели меди лучше, чем алюминия. Определитесь, какой тип электромонтажа вы будете использовать — закрытый или открытый. Теперь, когда вы знаете расчетный ток, выбрали тип кабели и вариант проводки, в таблице найдите необходимое сечение провода.

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

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

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

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

Таблица 1. Значение мощности основных бытовых приборов.

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

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

Расчет максимального тока для каждой группы потребителей

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

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

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

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

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

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

Подбор сечения кабеля по мощности

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

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

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

Видео с формулами расчета сечения кабеля

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

На самом деле вопрос выбора сечения проводов и кабелей очень серьезный, т.к. при недостаточном сечении будет большая плотность тока в проводнике, и провод начнет греться, разрушая тем самым изоляцию провода. Вот пример неправильного выбора сечения жил кабеля для . Посмотрите к чему это привело.

Если же мы хотим использовать провод большего сечения, то необходимо рационально его выбрать.

Для определения сечения провода или кабеля воспользуемся (табл. 1.3.4 — 1.3.11), где указаны длительные допустимые токи для медных и алюминиевых проводов (кабелей, шнуров) с различными видами изоляции (ПВХ, резиновая) и оболочками (ПВХ, свинцовая, найритовая, резиновая).

Специально для Вас, из перечисленных выше таблиц ПУЭ я создал одну общую таблицу, по которой Вы легко сможете определить сечение трехжильных, четырехжильных и пятижильных проводов и кабелей для однофазной (220 В) и трехфазной (380 В) нагрузок. Вам нужно лишь знать ток нагрузки или ее мощность.

Примечание: в данной таблице мощность рассчитана при cosφ = 1.

Останавливаться шнурах я не стал, т.к. при монтаже и они применяются редко. Длительные допустимые токи для Вы найдете в ГОСТ 31946-2012 (отмененный ГОСТ Р 52373-2005), таблица 10.

Кстати, пользуясь случаем, напоминаю Вам, что и АПУНП применять запрещено (переходите по ссылочке и читайте всю правду о них). Примеры несоответствий этих проводов заявленному сечению привожу не только я, но и посетители сайта.

Номинал вводного автоматического выключателя обязательно должен быть согласован в энергоснабжающей организации. Самостоятельно менять его номинал запрещено, т.к. это влияет на селективность срабатывания аппаратов защиты, установленных в цепи питания в ВРУ или ТП, а также на выделенную мощность для конкретной квартиры или дома.

Номинал вводного автомата можно узнать в энергоснабжающей организации или в выданных .

Предположим, что согласно ТУ, выделенная мощность для частного дома составляет 5 (кВт) однофазного питания 220 (В), а номинал вводного автомата должен быть 25 (А).

Как пользоваться моей таблицей?

Все очень просто. В зависимости от (в воздухе или земле), материала жил и напряжения выбираем сечение таким образом, чтобы длительный допустимый ток кабеля превышал номинал вводного автомата.

Вводной кабель в дом планируем выполнить медным трехжильным марки ВВГнг и проложить открыто. Получается, что его сечение должно быть не менее 4 кв.мм, т.е. нужно .

Но здесь я рекомендую вспомнить про такое понятия, как «условный ток отключения» автомата. Более подробно об этом читайте в статье про . Получается, что автомат с номинальным током 25 (А) имеет «условный ток отключения» 1,45·25=36,25 (А). При таком токе автомат в холодном состоянии отключится за время около 60 минут (1 час). А это значит, что при выборе сечения питающего кабеля это нужно учитывать.

В моем примере кабель сечением 4 кв.мм имеет длительно-допустимый ток 35 (А), а «условный ток отключения» равен 36,25 (А). В принципе, разница между ними небольшая — можно оставить и так. Но я рекомендовал бы применить вводной кабель на 6 кв.мм, у которого длительный допустимый ток составляет 42 (А).

Как определить сечение кабеля или провода для розеточных линий?

У каждого электрического прибора имеется своя установленная мощность и указывается она в паспорте или на стикере. Единица измерения — Ватт (Вт).

Предположим, что нам нужно выбрать питающую линию для стиральной машины, мощность которой составляет 2,4 (кВт). Кабель планируем выполнить медным трехжильным марки ВВГнг и проложить скрыто. Получается, что его сечение должно быть не менее 1,5 кв.мм, т.е. нужно приобрести кабель ВВГнг (3х1,5).

Если в эту розетку будет включена только стиральная машина, то выбранный кабель ВВГнг (3х1,5) можно оставить. Защитить этот кабель нужно автоматом с номинальным током на 10 (А).

Но я считаю, что нецелесообразно использовать розетку только для одной стиральной машины. Наверняка, Вы захотите включить в нее фен, электрическую бритву или утюг. Поэтому для всех розеточных линий я рекомендую прокладывать медный кабель сечением 2,5 кв.м., а линию защищать автоматом с номиналом 16 (А).

Как определить сечение провода (кабеля) для трехфазного двигателя?

Рассмотрим еще один пример. Допустим, у нас на даче имеется типа АИР71А4У2 мощностью 550 (Вт), на напряжение 380 (В). Нам необходимо для него выбрать и определить сечение питающего кабеля.

После определения сечения, необходимо переходить к .

P.S. Надеюсь я Вам доступно изложил материал и теперь Вы сможете самостоятельно определить сечение провода или кабеля.

В современном технологическом мире электричество практически стало на один уровень по значимости с водой и воздухом. Применяется оно в практически любой сфере человеческой деятельности. Появилось такое понятие, как электричество еще в далеком 1600 году, до этого мы знали об электричестве не больше древних греков. Но со временем оно начало более широко распространяться, и только в 1920 году оно начало вытеснять керосиновые лампы с освещения улиц. С тех пор электрический ток начал стремительно распространяться, и сейчас он есть даже в самой глухой деревушке как минимум освещая дом и для коммуникаций по телефону.

Само электричество представляет из себя поток направленных зарядов, движущихся по проводнику. Проводником является вещество способное пропускать через себя эти сами электрические заряды, но у каждого проводника есть сопротивление (кроме так называемых сверхпроводников, сопротивление у сверхпроводников равняется нулю, такое состояние достижимо за счет понижения температуры до -273,4 градуса по Цельсию).

Но в быту сверхпроводников, конечно же, еще нету, да и появиться в промышленных масштабах еще нескоро. В повседневности, как правило, ток пропускается через провода, а в качестве жилы используется в основном медные или алюминиевые провода . Медь и алюминий популярны прежде всего, за счет своих свойств проводимости, которая обратно электрическому сопротивлению, а также из-за дешевизны, по сравнению, например, с золотом или серебром.

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))

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.

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))

• 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).

Понятие длительного тока

Также один не менее важный момент при выборе кабеля для трехфазной и однофазной сети состоит в том, что необходимо учитывать такое понятие, которое звучит как допустимый длительный ток. Этот параметр показывает нам силу тока в кабеле, которую может выдержать провод в течение неограниченного количества времени. Определить эго можно в специальной таблице. Также для алюминиевых и медных проводников они существенно различаются.

В случае когда данный параметр превышает допустимые значения, начинается перегрев проводника. Температура нагрева является обратно пропорциональной силе тока.

Температура на некоторых участках может увеличиваться не только из-за неверно подобранного сечения провода , а и при плохом контакте. К примеру, в месте скрутки проводов. Такое довольно часто происходит в месте контакта медных кабелей и алюминиевых. В связи с этим поверхность металлов подвергается окислению, покрываясь оксидной пленкой, что весьма сильно ухудшает контакт. В таком месте кабель будет нагреваться выше допустимой температуры.

Когда мы провели все расчеты, и сверились с данными из таблиц, можно смело идти в специализированный магазин и покупать необходимые Вам кабели для прокладки сети у себя дома или на даче. Главное ваше преимущество перед, например, вашим соседом будет в том что вы полностью разобрались в данном вопросе с помощью нашей статьи, и сэкономите кучу денег, не переплачивая за то, что вам хотел продать магазин. Да и знать о том, как рассчитать сечение тока для медных или алюминиевых проводов никогда не будет лишним, и мы уверены что знания полученные у нас, неоднократно пригодятся на вашем жизненном пути.

Зачем нужен расчёт сечения проводов?

Начнём с того, что для начала определим наши требования к проводнику электрического тока.

1. Нам нужно чтобы проводник доставил электрическую энергию к месту её использования с минимальными потерями. По аналогии, почтальон, который из сотни писем доставит только пятьдесят – плохой почтальон.
2. Нам нужно, чтобы стоимость доставки электроэнергии была минимальна. По той же аналогии, хороший почтальон, который доставляет из сотни писем всю сотню, но при этом слишком дорого берёт за свои услуги, нам так же не подойдёт.

Какие же потери возникают при прохождении электрического тока по проводам?

Это, во-первых , потери на нагрев проводов, как известно, ток, при прохождении по некоторому участку электрической цепи, нагревает проводники. Причём количество выделяемой теплоты зависит от электрического сопротивления этого участка в прямо пропорциональной зависимости, а также от квадрата силы тока в цепи.

Во-вторых , на этом участке цепи наблюдается так называемое падение напряжения – уменьшение электрического потенциала от начала к концу цепи, то есть уменьшение потенциальной энергии – способности совершать работу. Это падение напряжения по закону Ома, прямо пропорционально сопротивлению и силе тока. (U = IR)

Как видим, все потери сводятся к электрическому сопротивлению, которое должно быть минимально. Если довести сопротивление участка цепи протеканию тока до нуля, то всякие потери исчезнут. Величину, обратно пропорциональную сопротивлению, в электротехнике принято называть проводимостью. Чем меньше сопротивление – тем выше проводимость. При сопротивлении равном нулю, проводимость становится сверхпроводимостью – стремится к бесконечности.

Если предположить, что такие проводники с нулевым сопротивлением существуют – то перед человечеством возникают поистине фантастические перспективы – можно, к примеру, создать кольцо из сверхпроводника, возбудить в этом кольце ток в миллионы ампер, который будет протекать без потерь и получить идеальный аккумулятор неограниченного количества энергии.

На самом деле – это не фантастика. Уже в начале ХХ века было открыто явление сверхпроводимости в некоторых материалах и их сплавах. Оказывается, что при температурах близких к абсолютному нулю (по шкале Кельвина ноль градусов – это минус 273 градуса по Цельсию) некоторые материалы становятся сверхпроводниками. В восьмидесятых годах прошлого века было открыто так называемое явление «высокотемпературной сверхпроводимости». Слово «высокотемпературной» означало, что сверхпроводимость возникала не при нуле Кельвина, а при температуре 77К, или минус 196 по Цельсию, что дало возможность для охлаждения проводников применять жидкий азот.

На сегодня рекорд высокотемпературной сверхпроводимости принадлежит керамическому соединению Hg-Ba-Ca-Cu-O(F), открытому в 2003 году критическая температура сверхпроводимости для которого равняется 166 К или минус 107С. Прогресс в поисках материалов для сверхпроводников продолжается, сегодня они уже применяются в физических экспериментах для получения сильных магнитных полей, в сверхмощных трансформаторах тока, а в Южной Корее собираются к 2015 году построить линию электропередач на сверхпроводниках длиной 3000 км. Кстати первая коммерческая линия электропередачи на сверхпроводниках с 2008 года действует на Лонг-Айленде в Нью-Йорке.

Но до применения сверхпроводников в быту пока ещё далеко. Только представьте себе охлаждающие до минус 107С градусов системы охлаждения проводов. Или тот факт, что при таких низких температурах проводники становятся хрупкие как стекло. Поэтому ограничим на этом наш экскурс в заманчивое явление сверхпроводимости.

Электрическое сопротивление материалов

Итак, мы выяснили, что для проводников тока в проводах нужно применять материалы с минимальным сопротивлением. Из всех существующих на сегодня материалов минимальным удельным электрическим сопротивлением обладает золото. На втором месте – медь. На третьем – серебро, и на четвёртом – алюминий. Исключая драгоценные металлы, получим наиболее подходящие медь и алюминий. Удельное сопротивление меди ниже, чем у алюминия, однако алюминий в разы легче меди, то есть его расход меньше и по стоимости он дешевле. Поэтому сегодня применяются и алюминиевые, и медные провода. Правда у алюминия больше химических и механических недостатков, он быстро окисляется (его труднее паять) и от нагрева становится хрупким и ломким. Вследствие этого правила устройства электроустановок (ПУЭ) предписывают внутри квартир и домов применять медные провода.

Но только ли от материала проводника зависит его электрическое сопротивление? Нет, его сопротивление зависит не только от материала, но и от размеров поперечного сечения, чем толще проводник – тем его сопротивление меньше. По аналогии, чем больше канал для воды – тем больше воды в единицу времени через него проходит.

Вообще-то, строго говоря, ток в сечении проводника распределяется неравномерно. Вследствие того, что одноимённые электрические заряды отталкиваются, электрический ток по проводнику круглого сечения течёт в основном по краям сечения, там и будет максимальная плотность тока. Вследствие этого многожильный кабель способен пропускать с допустимым нагревом больший ток, чем одножильный того же сечения. Это тоже нужно учитывать. К тому же многожильный кабель эластичен (допускает перегибы при эксплуатации), а моножильный – более жёсткий и ломкий, он применяется для стационарной проводки, как более дешёвый.

Казалось бы, вот и решение вопроса – взять потолще провод и таким методом уменьшить потери. Но тут вступает в силу второе наше требование к проводам, чтобы их установка была экономически оправдана стоимостью. Цветные металлы нынче дорогие и их избыточное применение – дорогое «удовольствие».

Именно поэтому и требуется расчёт сечения проводов для любой электропроводки, начиная от линии электропередач, и кончая выбором удлинителя для электроаппаратуры. Нужно найти оптимальный вариант по безопасности и по стоимости. Стоит заметить, что нагрев проводов свыше нормы, кроме потерь, может вызывать и такие явления, как оплавление изоляции, подгорание контактов, что в итоге неизбежно приведёт к короткому замыканию или пожару.

Как практически выбрать нужное сечение проводов

Расчёт этот производится по двум параметрам:

• по допустимому нагреву проводов;
• по допустимому падению напряжения на участке цепи.

Для определения падения напряжения на участке цепи необходимо знать длину этого участка в метрах. То есть иметь точный план линии электропередачи в масштабе. Затем, вычислив предполагаемую нагрузку на данный участок линии электропередачи в Вт (ваттах) или кВт (киловаттах), определить предполагаемый ток, который будет протекать по участку, разделив нагрузку в Вт (1кВт=1000Вт) на напряжение сети (127,220 или 380 вольт), результат деления и будет означать предполагаемый ток в А (амперах).

Заметим, что при расчёте нагрузки необходимо суммировать мощности всех потребителей электроэнергии (осветительные приборы, нагреватели, электродвигатели, электронную аппаратуру, стиральные машины, холодильники и т.д.). Затем сумму мощностей потребителей умножить на некий коэффициент, учитывающий возможность одновременного включения потребителей. Другими словами, если все потребители не могут быть включены одновременно – то это нужно учесть.

И второе, электродвигатели потребляют ток в зависимости от нагрузки. Как правило, их реальные токи меньше указанных в паспорте номинальных. Это точно так же как расход топлива автомобилями, на сотню километров он будет разным при езде по городу, зимой в пробках или летом по автомагистрали.

По правильному расчёту нагрузки существуют методики, которые можно найти в Интернете.

Определив нагрузку и предполагаемый ток, зная допустимое значение падения напряжения, можно по закону Ома определить требуемое сопротивление участка цепи – разделив допускаемое падение напряжения в вольтах на ток в амперах. Получим допускаемое сопротивление участка цепи в омах. Далее, зная длину участка в метрах, мы можем определить требуемое удельное сопротивление проводов, разделив найденное общее сопротивление в Омах на долину участка в метрах. Зная удельное сопротивление Ом/м, по таблицам подбираем необходимое сечение проводов, учитывая выбранный материал, для меди будет одно сечение, для алюминия – другое.

Мы остановились вкратце на данном расчёте потому, что в обычной бытовой практике для неспециалистов, а обычных людей этот расчёт, как правило, не нужен. Потому что нам приходится подбирать провода к внутренней проводке дома или квартиры, а при небольших расстояниях падение напряжения на проводах будет столь малым, что его можно не учитывать.Поэтому остановимся на прикидочном расчёте сечения, который приходится делать в бытовой практике – расчёте по допустимому нагреву проводов. Для начала определим нагрузку на данный провод.

Для этого точно так же определяем, что у нас будет подключено из потребителей, причём суммируем мощности только тех потребителей, которые могут быть подключены одновременно! Из всех вариантов подключения выбираем вариант с максимальной мощностью. Например, мы получили суммарную максимальную мощность одновременно включённых потребителей – 1100 ватт (1,1 кВт). Разделив мощность в ваттах на напряжение в вольтах (1100/220=5 А) получим ток в 5 ампер.

Далее большинство статей на эту тему предлагает обратиться к таблицам, из которых по току можно выбрать необходимое сечение провода. (Такая таблица есть в ПУЭ). И это правильно. Но в жизни часто под рукой нет ни таблиц, ни интернета, а определить сечение нужно. Поэтому, не повторяя другие статьи и не приводя таблицы, мы предложим другой способ определения сечения, прикидочный.

Кстати точно по таблицам и формулам определять сечение нет необходимости, поскольку провода выпускаются с определённым рядом сечений и нам всё равно нужно будет принять ближайшее большее значение. В практике прикидочного расчёта оказывается достаточно в большинстве случаев, ведь мы же не будем заниматься проектирование ЛЭП с миллионной стоимостью, где каждый лишний грамм на метре провода даст огромные расходы на всей длине.

Расчет сечения провода

Для прикидки достаточно запомнить одну цифру для меди – 7 ампер/кв.мм сечения. Это допустимая плотность тока. Зная эту цифру, легко определить в нашем примере потребное сечение медных проводов: 5(А)/7 (А/кв.мм) получим требуемое сечение чуть больше 0.7 кв.мм. Примем с небольшим запасом цифру 0.7 кв.мм (или 0.8) и отправимся в магазин покупать кабель для проводки. Кстати в маркировке проводов указывается сечение и максимальный ток для данного вида провода или кабеля, нужно свериться и маркировкой.

Нужно так же запомнить, что для алюминия по сравнению с медью допустимый ток на кв.мм сечения в 2,5 раза меньше, то есть вместо 3 для меди нужно брать примерно 7 (А/кв.мм) для алюминия. (Округления делаем для лёгкого запоминания и расчётов «в уме»).

Не путаем сечение провода и его диаметр

В заключение обратим ваше внимание на частую ошибку, которую совершают не очень опытные «электрики», а именно: – путают диаметр с сечением. И вместо провода с сечением 8 кв.мм приобретают пруток меди диаметром 8 мм, сечение которого по известной из школы формуле равняется:
S = (π/4) х D² или S = D²/1.27 = 8²/1.27 = 50 кв.мм.
Если нужно рассчитать сечение многожильного кабеля, используем формулу:
S = N *(D²/1.27) , где N – количество проводов.

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.

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:

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 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:

P – мощность в ваттах

U=220 Вольт

K=0,75 – коэффициент одновременного включения;

cos φ=1 для бытовых электроприборов;

Если сеть трехфазная, то применяют другую формулу:

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).

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:

P — активная мощность, Вт.

Q — реактивная мощность, Вт.

r0 — активное сопротивление линии, Ом/м.

x0 — реактивное сопротивление линии, Ом/м.

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

L — длинна линии, м.

Ну а если попроще для бытовых условий:

R – сопротивление кабеля, рассчитывается по известной формуле R=ρ*l/S;

I – сила тока, находят из закона Ома;

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:

Калькулятор падения напряжения

Это калькулятор для оценки падения напряжения в электрической цепи. Вкладка «Данные NEC» рассчитывается на основе данных сопротивления и реактивного сопротивления из Национального электрического кодекса (NEC). Вкладка «Расчетное сопротивление» рассчитывается на основе данных сопротивления, рассчитанных на основе сечения провода. Щелкните вкладку «Другое», чтобы использовать настроенные данные сопротивления или импеданса, например, данные других стандартов или производителей проводов.

Когда электрический ток проходит по проводу, он толкается электрическим потенциалом (напряжением), и ему необходимо преодолеть определенный уровень противоположного давления, создаваемого проводом.Падение напряжения — это величина потери электрического потенциала (напряжения), вызванная противоположным давлением провода. Если ток переменный, такое противоположное давление называется импедансом. Импеданс — это вектор или двумерная величина, состоящая из сопротивления и реактивного сопротивления (реакция созданного электрического поля на изменение тока). Если ток прямой, противоположное давление называется сопротивлением.

Чрезмерное падение напряжения в цепи может привести к мерцанию или тусклому горению ламп, плохому нагреву нагревателей, а также к перегреву двигателей и их перегреву.Рекомендуется, чтобы падение напряжения было менее 5% при полной нагрузке. Этого можно добиться, выбрав правильный провод, а также позаботившись об использовании удлинителей и аналогичных устройств.

Существует четыре основных причины падения напряжения:

Во-первых, это выбор материала для проволоки. Серебро, медь, золото и алюминий относятся к числу металлов с лучшей электропроводностью. Медь и алюминий являются наиболее распространенными материалами для изготовления проводов из-за их относительно низкой цены по сравнению с серебром и золотом.Медь — лучший проводник, чем алюминий, и будет иметь меньшее падение напряжения, чем алюминий, при данной длине и размере провода.

Размер провода — еще один важный фактор при определении падения напряжения. Провода большего диаметра (большего диаметра) будут иметь меньшее падение напряжения, чем провода меньшего диаметра той же длины. В американском калибре проволоки каждое уменьшение на 6 калибра удваивает диаметр провода, а каждое уменьшение на 3 калибра удваивает площадь поперечного сечения провода. В метрической шкале калибра калибр в 10 раз больше диаметра в миллиметрах, поэтому метрическая проволока 50 калибра будет иметь диаметр 5 мм.

Еще одним важным фактором падения напряжения является длина провода. Более короткие провода будут иметь меньшее падение напряжения, чем более длинные провода того же диаметра. Падение напряжения становится важным, когда длина провода или кабеля становится очень большой. Обычно это не проблема в цепях внутри дома, но может стать проблемой при прокладке проводов к хозяйственной постройке, скважинному насосу и т. Д.

Наконец, величина передаваемого тока может влиять на уровни падения напряжения; увеличение тока через провод приводит к увеличению падения напряжения.Пропускная способность по току часто называется допустимой силой тока, то есть максимальным количеством электронов, которые могут быть вытолкнуты за один раз — это слово сокращается от емкости в амперах.

Допустимая нагрузка на провод зависит от ряда факторов. Основной материал, из которого сделана проволока, конечно, является важным ограничивающим фактором. Если по проводу передается переменный ток, скорость чередования может повлиять на допустимую нагрузку. Температура, при которой используется провод, также может влиять на допустимую нагрузку.

Кабели часто используются в связках, и когда они соединяются вместе, общее тепло, которое они выделяют, влияет на допустимую нагрузку и падение напряжения. По этой причине существуют строгие правила связывания кабелей.

При выборе кабеля руководствуется двумя основными принципами. Во-первых, кабель должен выдерживать текущую нагрузку без перегрева. Он должен быть в состоянии сделать это в самых экстремальных температурных условиях, с которыми он может столкнуться в течение своего срока службы.Во-вторых, он должен обеспечивать достаточно надежное заземление, чтобы (i) ограничить напряжение, которому подвергаются люди, до безопасного уровня и (ii) позволить току короткого замыкания сработать с предохранителем за короткое время.

Расчет падения напряжения

Закон Ома — это очень простой закон для расчета падения напряжения:

В _{падение} = I · R

где:

I: ток через провод, измеренный в амперах

R: сопротивление проводов, измеренное в Ом

Сопротивление проводов часто измеряется и выражается как удельное сопротивление длины, обычно в единицах Ом на километр или Ом на 1000 футов.Также провод переключается. Таким образом, формула для однофазной цепи или цепи постоянного тока принимает следующий вид:

В _{падение} = 2 · I · R · L

Формула для трехфазной цепи принимает следующий вид:

В _{падение} = √3 · I · R · L

где:

I: ток через провод

R: удельное сопротивление проводов на длину

L: длина в одну сторону

Типичные сечения проводов AWG

American Wire Gauge (AWG) — это система калибров для проволоки, используемая преимущественно в Северной Америке для измерения диаметров круглых, сплошных, цветных и электропроводящих проводов.Ниже приводится список типичных проводов AWG и их размеров:

Калькулятор падения напряжения — Как обсудить

Калькулятор падения напряжения используется для оценки падения напряжения в цепи.Рассчитайте номинальное сопротивление на основе данных реактивного сопротивления и NEC.

Но знаю ли я, нормально ли работает кабель? Национальные электрические правила 210-19 (a) (FPN 4) и 215-2 (b) (FPN 3) рекомендуют падение напряжения на 5% для цепей и 3% для ответвленных цепей. Давайте взглянем на некоторые примеры неправильного обращения с уравнениями на боковой панели (справа). В нашем примере свободный медный провод в стальной трубе используется для отвода 480 В. Используйте столбец проблем с оборудованием в Таблице 9 NEC.Пример 1: подтвердите падение напряжения. Пропустите скрученный провод на 20 А №10 на двести футов. Согласно Таблице 9, наше нейтральное сопротивление на расстоянии 1000 футов составляет 1,1 Ом. Чтобы заполнить счетчик, умножьте его следующим образом: (2 x 0,866) x двести футов x 1,1 Ом x двадцать A = 7620,8. Разделите 7621 на тысячу футов, чтобы вызвать падение 7,7 В, что подходит для нашей цепи 480 В. # 12 падает 11,8В. Увеличьте длину до пятисот футов и сбросьте 18 В на # 10. # 12 падает 29B. Пример 2: проверьте диаметр провода, чтобы проложить 200 футов многожильного медного провода при 20 ампер.вы сможете модифицировать первичное уравнение с помощью чистой математики, чтобы найти размер провода, в противном случае вы можете использовать следующий метод: Чтобы заполнить числитель, умножьте его следующим образом: 1,73 x 212. 9 Ом x двести футов x 20 A = 8 9371,2 разделите 89371,2 на допустимое падение 14,4 вольт, чтобы получить 6207 мил. Таблица 8 NEC показывает, что линия 12 соответствует рекомендациям по падению напряжения. Пример 3: проверьте длину провода и поместите медный многожильный провод № 10 в цепи № 20.Чтобы заполнить числитель, умножьте его следующим образом: тысяча x 14,4 В = 14400 Чтобы заполнить знаменатель, умножьте его на: (2 x 0,866) x 1,1 Ом x 20 A = 38,104 Наконец, разделите числитель на [* fr1] следующим образом : 14400 / 38,1044377 футов. Если вы используете провод №12 в эквивалентной схеме, вы можете получить 244 рабочих контакта. Пример 4: подтверждаем максимальную нагрузку. Протяните провода номер 10 в очень двухсотфутовую цепь. чтобы закончить счетчик, умножьте его следующим образом: тысяча x 14,4 В = 14 400. чтобы получить делитель, умножьте его на следующее: (2 x 0.866) x 1,1 Ом x 200 футов = 381,04 Наконец, разделите делимое на знаменатель следующим образом: 14400 / 381.04437A Эта схема будет выполняться на каждом проводе секции, подлежащей обработке. Операция 37A. 2 из 200 футов высотой могут выдерживать 24А. * Число «0,866» используется только для трехфазного источника питания. Преобразуйте «2» в «1,732» (квадратный корень из 3). Для однофазных цепей не используйте в расчетах «0,866». «CM» означает провод круглого сечения в миллиметрах, как показано на рисунке. Как показано. Таблица 8 * Для расчета сечения кабеля для меди K использует 12.9, для алюминия K использует 21,2. * «L» — длина однонаправленного кабеля в футах. «R» — защита на глубине 1000 футов. Используйте таблицу 9 NEC в качестве силового разъема переменного тока. Если у вас нелинейная нагрузка, используйте столбец, чтобы указать коэффициент мощности.

Формула 1: Рассчитайте конкретное падение напряжения = (2 x 0,866) x L x R x Ампер на тысячу.

Формула 2: вычислить площадь поперечного сечения проводника в мил. CM = 2 x K x L x Ампер / допустимое падение напряжения. В качестве альтернативы вы можете использовать формулу 1 для выполнения чисто математических расчетов: допустимое падение напряжения R410002 / 1732 x L x A, поэтому проверьте шкалу поддерживаемого кабелем сопротивления переменного тока.

Формула 3: Рассчитайте длину в футах Длина = 1000 x допустимое падение напряжения / (2 x 0,866) x R x Ампера Формула 4: Рассчитайте нагрузку в амперах = тысяча x допустимое падение напряжения / (2 x 0,866) XR x L

Есть четыре основные причины снижения падения напряжения Калькулятор:

Одна из основных причин — альтернативные материалы для производства кабеля. Второй есть второй. Второе — это выбор материалов кабеля. Серебро, медь, золото и металлические элементы — металлы с наиболее эффективной проводимостью.Медь и алюминий — самые распространенные материалы, из которых делают кабели. По сравнению с серебром и золотом стоимость относительно невысока. Для данной длины и размера кабеля медь может быть более проводящей, чем алюминий, и иметь меньшее падение напряжения, чем алюминий. Диаметр провода — еще одно критическое падение напряжения, которое считается важным. Кабель постоянной длины, кабель большего диаметра имеет меньшее падение. Если это тянущийся кабель, каждый раз, когда один vi уменьшается до нормального диаметра кабеля, диаметр кабеля удваивается, а каждый раз, когда три стандартных диаметра кабеля уменьшаются, площадь поперечного сечения кабеля увеличивается вдвое.Десятикратный диаметр пятидесяти миллиметров равен пяти миллиметрам. Однако кабель — еще один фактор, влияющий на падение напряжения. Более короткие кабели имеют меньшее падение напряжения, чем более длинные кабели того же размера. Если длина провода или кабеля слишком велика, падение напряжения станет слишком большим. Это не проблема, но может быть проблемой. Проблемы с кабелями, соединяющими оборудование, скважинные насосы и т. Д. В конечном итоге передаваемая мощность повлияет на падение напряжения. Увеличение тока через провод вызывает повышение напряжения.Осень. Это максимальное количество электронов, которое может быть введено одновременно. Термин «емкость» означает мощность в амперах. Кабель зависит от многих факторов. Конечно, основным ограничивающим фактором является материал основы кабеля. Если через кабель протекает переменный ток, изменение скорости повлияет на допустимую нагрузку. Использование кабеля повлияет на допустимую нагрузку. Вырабатываемое тепло влияет на нагрузочную способность и падение напряжения. Поэтому необходимо соблюдать строгие инструкции по упаковке кабелей.Выбор кабеля зависит от двух основных принципов. Он должен выдерживать текущую нагрузку без перегрева. Основные тепловые условия при эксплуатации. Во-вторых. Он должен быть надлежащим образом заземлен, чтобы (i) ограничить напряжение, которому подвергаются люди, до безопасного уровня, и (ii) позволить току короткого замыкания размыкать предохранитель за короткий период времени.

Расчет падения напряжения:

Закон Ома — это очень простой закон для вычисления калькулятора падения напряжения: Vdrop = IR, где: I: ток через провод, в амперах R: сопротивление провода, длина пролета, выраженная в омах, обычно на единицу килограмма. Ом или Ом на 1000 футов как единицу.Кабель тоже есть, тоже задом. Следовательно, формула для однофазной цепи или цепи постоянного тока имеет следующий вид: Vdrop = 2IRL Формула для трехфазной цепи имеет следующий вид: Vdrop = √3IRL, где: I: ток через провод R: функция сопротивления и длины провода L: длина в одном направлении.

Формула падения напряжения и расчет базовой формулы падения напряжения:

Основная формула калькулятора падения напряжения: VD = IR… (закон Ома). Где; VD = падение напряжения (в вольтах).I = ток (амперы). R = сопротивление в омах) Однако это не всегда так, и мы не можем заставить проигрыватель виниловых пластинок системы работать с этой базовой формулой калькулятора падения напряжения (почему? .. См. Также следующие случаи.)

Формула падения давления в трубе — формула приблизительного падения давления, обычно используемая медсестрами. Проблема с пропускной способностью равна 1, а температура подачи составляет 75 ° C, поэтому для стальной трубы Amor приемник = (2 xkx, буква x I x D). / см (однофазная) сеть. Для трех фаз Wo равно VD = (1.732) xkx Q x I x D) / см см = площадь поперечного сечения проводника (мил) D = расстояние (в футах) I = ток цепи в амперах Q = воздействие на кожу, соотношение размеров сопротивления проводника переменного тока и сопротивления постоянного тока ( RAC / R / DC) больше 2 / k = удельное сопротивление Al = 21,2, сопротивление меди = 12,9.

однофазная цепь и цепь постоянного тока падение формулы:

при выражении значения линейной единицы измерения В футах pica Купидона = I × RVD = I × (2 × L × R / 1000)

Где; VD =

• падение напряжения (в вольтах).
• I = ток кабеля (в амперах).
• R = сопротивление кабеля, единица измерения — Ом (Ом) [Ом / kft].
• L = длина кабеля (в футах).

Длина кабеля в метрах.

VD = I × (2 × L × R / 1000)

где; VD = падение напряжения в вольтах

• I = ток кабеля в амперах.
• R = сопротивление кабеля, Ом [Ом / км].
• L = длина кабеля в метрах.

Расчет падения напряжения и формула для трехфазной системы.

Трехфазная трехпроводная система (соединение треугольник )

VD = 0,866 × I × RVD = 0,866 × I × 2 × L × R / 1000 (применимо к трехфазной четырехпроводной системе) (соединение звездой)

VD = 0,5 × I × RVD = 0,5 × I × 2 × L × R / 1000

где;

VD = падение напряжения в вольтах I = ток кабеля в амперах R = в омах (Ω) [Ω / км или] или (Ω / kft) сопротивление кабеля L = длина кабеля в метрах или футах.

Расчет площади сечения кабеля:

Единица измерения площади поперечного сечения кабеля — километры (круговые километры) An = 1000 × dn2 = 0.025 × 92 (36-н) / 19

Где;

An = размер поперечного сечения «n» провода. Килограмм — это единица измерения, а миллиметр — это единица измерения.

Kcmil = килограмм, круг в одном миллиметре

n = номер измерения

d = квадратный диаметр провода в квадратных дюймах 2 площади поперечного сечения провода в квадратных дюймах (2 дюйма).

An = (π / 4) × dn2 = 0,000019635 × 92 (36 – n) / 19.

Где;

An = откалиброванная площадь поперечного сечения проволоки диаметром «n» в квадратных дюймах (дюймах3) n = caliWhere; d = диаметр квадратного провода в дюймах 2 Площадь поперечного сечения провода в килограммах Единица измерения)): An = (π / 4) × dn2 = 0.012668 × 92 (36-н) / 19.

где;

An = площадь поперечного сечения линии «n» в квадратных дюймах (дюймах2). N = номер измерительного оборудования. D = диаметр провода в квадратных дюймах квадратный дюйм Площадь поперечного сечения 2-х проводов в километрах (круглые милы):

An = (π / 4) × dn2 = 0,012668 × 92 (36-n) / 19.

Расчет кабеля сечение площадь:

Площадь поперечного сечения кабеля в километрах (круговых километрах и милях)

An = 1000 × dn2 = 0.025 × 92 (36-н) / 19.

Где;

An = площадь поперечного сечения проволоки калибра «n» в тысячах миллилитрах. Тысячи миль (Круглые километры) = Тысячи миль (Круглые километры). N = количество измерений датчика d = диаметр квадратной проволоки в квадратных дюймах. 2 Площадь поперечного сечения кабеля выражена в квадратных дюймах (дюймах2) в единицах

An = (π / 4) × dn2 = 0,000019635 × 92 (36-n) / 19.

Где;

An = откалиброванная площадь поперечного сечения провода диаметром «n» в квадратных дюймах (дюймах3) n = номер калибровки d = диаметр квадратного провода в дюймах 2 Площадь поперечного сечения провода , в килограммах (килограммах)

An = (π / 4) × dn2 = 0.012668 × 92 (36-н) / 19.

Где;

An = номинальная площадь поперечного сечения проводов n в квадратных дюймах (дюймах2) n = квадратный корень диаметра в дюймах d = площадь поперечного сечения проводов в квадратных дюймах 2 в килограммах (кг). сечение провода

An = (π / 4) × dn2 = 0,012668 × 92 (36-n) / 19.

Диаметр проволоки:

Диаметр проволоки рассчитывается по формуле in = 0,005 × 92 (36-n) / 39. Диаметр проволоки — дюймы.В дюймах, где «n» — это номер измерения, а «d» — диаметр проволоки (в дюймах).

Диаметр проволоки в миллиметрах (миллиметрах) по формуле in = 0,127 × 92 (36-n) / 39. В качестве единицы измерения используйте миллиметры (мм).

«N» — измеренное значение, «d» — диаметр проволоки в мм.

Формула для расчета сопротивления провода :

(1) . Rn = 0,3048 × 109 × ρ / (25,42 × An), где: R = сопротивление провода (в Ом / км) n = # ширина дорожки ρ = rho = Единичное сопротивление (в Ом · м).An = площадь поперечного сечения манометра n # (квадратный дюйм) (дюйм2).

Или;

(2). Rn = 109 × ρ / Андонд; R = сопротивление провода (в Ом / км) n = # измерительное оборудование. P = Rho = удельное сопротивление, единица измерения (Ом · м). An = площадь поперечного сечения измерительного устройства n # (единица измерения: квадратный миллиметр (мм2))

Формула падения напряжения и формула расчета на конце кабеля:

VEnd = V-VD

Где;

VEnd = напряжение источника питания на конце кабеля V = напряжение источника питания VD = падение напряжения на проводнике кабеля Формула, используемая для расчета падения напряжения в милах:

VD = ρP L I / A.

Где;

VD = калькулятор падения напряжения, единица измерения — вольт, ρ = Rho = удельное сопротивление, единица измерения — (ом-круговые мил / фут). P = фазовая постоянная = 2 (для однофазных систем и систем постоянного тока) y = √3 = 1,732 (для трехфазных систем) L = длина кабеля в футах A = площадь кабеля в тысячных долях дюйма.

Как рассчитать падение напряжения на медных проводниках (1-фазный и 3-фазный)?

Калькулятор падения напряжения на медном проводе может быть рассчитан из приведенной ниже таблицы по следующей простой формуле: VD = fx I… L = 100 футов.

Пример рабочего примера расчета падения напряжения:

Предположим, что однофазное напряжение составляет 220 В, ток 5 А, длина проводника составляет 100 футов, а сечение провода (AWG) — 8. Провод № 8 AWG равен 0. 125 (из таблицы выше), и этот коэффициент составляет 100 футов. . Теперь введите значение в приведенную выше формулу. VD = 0,125 x 5A x (100 футов) VD = падение напряжения = 0,625 В.

РЕЗЮМЕ: Согласно NEC (Национальный электротехнический кодекс) [210,19 A (1)] FPN № 4 и [215,2 A (3)] FPN №2, допустимое падение давления в ответвлении составляет 3%, а конечное падение давления представляет собой приемлемый частичный круг. Окружность ответвления составляет 5% для обеспечения правильной и эффективной работы. Например, если напряжение источника питания составляет 110 В, допустимое значение падения напряжения должно быть равным.

Допустимое падение напряжения = 110 x (3/100) = 3,3 В.

Как минимизировать падение напряжения?

NEC заявила, что падение напряжения в ответвленной цепи составляет 3%, в то время как падение напряжения в ответвлении, подключенном к ответвленной линии, составляет 5%, что не вызовет серьезных проблем с энергоэффективностью и общими характеристиками схемы.Однако, если падение напряжения превышает указанный процент (5%), это может сократить срок службы и повысить эффективность схем и оборудования.

Следующие практические рекомендации могут минимизировать падение напряжения:

Увеличьте количество или размер проводов. Уменьшите силовую нагрузку. Уменьшите длину проводника. Уменьшите температуру проводника.

Увеличьте количество проводов или их размер:

Увеличивая количество проводников или их размер, можно успешно снизить сопротивление проводников, что приведет к меньшему падению напряжения и повышению эффективности.Этот процесс также может значительно снизить общие потери энергии, которые в противном случае были бы больше для проводов стандартного сечения (как указано в общих правилах). Кроме того, установка нейтрального изолированного проводника для каждой фазы в ответвленной цепи может минимизировать падение напряжения, вызванное уменьшенной силовой нагрузкой.

пониженная мощность нагрузка:

За счет уменьшения количества электрического оборудования, подключенного к цепи, для уменьшения силовой нагрузки можно уменьшить потребление энергии и падение напряжения.Однако в этом случае вы также должны убедиться, что количество сокетов, подключенных к каждой ветви цепочки, не превышает шести.

Примечание: В жилых зданиях всегда обращайте внимание на то, чтобы расстояние между розетками не превышало 50 футов, и в каждом доме должна быть установлена ​​по крайней мере одна внешняя розетка. Также следует отметить, что каждая из этих розеток должна быть подключена к отдельной цепи с минимальным номиналом 12 AWG. Этот тип оборудования может еще больше снизить падение напряжения.

Уравнение падения напряжения:

уравнение падения напряжения

падение напряжения = √3I (R Cosθ + X Sinθ) L3∅ падение напряжения = 21 (R Cosθ + X Sinθ) L1∅ падение напряжения = вольты (В) I = сила тока на входе R = проводящее сопротивление в Ом / 1000 футов X = индуктивное сопротивление проводника в Ом / 1000 футов.

То же 8-2.

Зная падение напряжения, рассчитайте сечение провода.

Падение напряжения 3∅ = √3I (Z) LZ = Падение напряжения = Vd√3IL√3IL Падение напряжения 1∅ = 21 (Z) LZ = Падение напряжения = Vd2 IL 2 IL

Шаг (пример)

1. Предположим, что падение напряжения составляет 2%, например, опорное напряжение составляет 230 В, 1 × vd = 0.02 (230).
2. Вы должны знать ток и расстояние I = 30 A, L = 0,56 K ft 56 K ft. Вам необходимо знать коэффициент мощности. … 85
3. Решите после Z: Z = Vd / 2 IL = 4,8 В / 2 (30 A) (0,5 Kft) = 16Ω / Kft.
4. Найдите Z в таблице с 16Ω / Kft, 85 P. Непосредственно закопайте медь в немагнитную трубу.

Всегда используйте кабели с Z-сопротивлением менее 1000 футов ниже расчетной.

Трехфазный напряжение падение:

Трехфазная крышка с прямым заземлением

1. Vd = √3 (I) (Z) (L)

2. дано: напряжение 230 В, трехфазный, нагрузка 5 кВт П.= 1 нагреватель, L = 480 футов.

3. Предполагаемое давление Снижено до 2%, опорное напряжение 230 В. Максимальное падение напряжения входит в J.

   .

4. Решить страницу Z:

5. Z = падение напряжения = 4,6 В постоянного тока. 0254 Ом / км √3 IL = √3 (21,7 A) (0,48 Kft)

6. Найдите Z в таблице в таблице падения напряжения. @ P. = 1.0 Верстак из меди, используемый для прямого заливки при температуре 75 ° C.

Используйте следующую меньшую Z, чтобы указать диаметр проволоки.Немагнитная цепь.

500 MCM = 0,0270 Ом / Kft использует 600 MCM, потому что импеданс ниже расчетного.

мощность коэффициент

PF = Cos θ = кВт

кВА

Учитывая 10 кВт, нагрузку 12 кВА, найдите коэффициент мощности: PF = 10 кВт = 0,8312 кВА

Падение напряжения в цепи постоянного тока- Сопротивление:

Рассмотрим цепь постоянного тока с источником постоянного тока напряжением 9 В; три резистора по 67 Ом, 100 Ом и 470 Ом; и лампочка, все последовательно.Источники питания постоянного тока, жилы (провода), резисторы и лампочки (нагрузки) имеют сопротивление; все люди в определенной степени используют и потребляют предоставленную энергию. Его физические свойства определяют, сколько энергии. Например, сопротивление проводника постоянному току зависит от длины проводника, площади поперечного сечения, типа материала и температуры. Измерьте источник постоянного тока и первое сопротивление (67 Ом). Потенциал на первом резисторе чуть ниже 9 вольт. Ток течет от источника постоянного тока через проводник к первому резистору; в этом случае часть подводимой энергии «теряется» из-за сопротивления проводника (нагрузка недоступна).Падение напряжения на кабеле питания и обратном кабеле цепи. При измерении падения напряжения на каждом резисторе результатом измерения является действительное число, которое представляет собой энергию, потребляемую резистором. Чем больше сопротивление, тем больше энергии потребляет сопротивление и тем больше падение напряжения на сопротивлении. Для проверки падения напряжения можно использовать закон Ома. В промежуточной цепи напряжение — это ток, умноженный на сопротивление. V = ИК. Кроме того, закон Кирхгофа утверждает, что в каждой цепи постоянного тока сумма падений напряжения на каждом компоненте схемы равна напряжению источника питания.

Падение напряжения в цепях переменного тока — Импеданс:

В цепях переменного тока сопротивление тока создается за счет сопротивления, как и в цепях постоянного тока. Однако цепи переменного тока также содержат второй тип, противоположный току: реактивное сопротивление. Сумма сопротивления и реактивного сопротивления, противоположная току, называется импедансом. Электрический импеданс обычно представлен переменной Z, которая измеряется в омах на заданной частоте. Электрический импеданс рассчитывается как векторная сумма сопротивления, емкостного реактивного сопротивления и индуктивного реактивного сопротивления.Величина импеданса в цепи переменного тока зависит от частоты переменного тока и проницаемости электрических проводников и электроизоляционных компонентов (включая окружающие компоненты), которая зависит от их размера и расстояния. Согласно закону цепей постоянного тока, сопротивление может быть выражено формулой E = I ZS, или падение напряжения в цепи переменного тока является произведением тока и полного сопротивления цепи.

Вывод: Когда ток течет по проводу, он сжимается потенциалом (напряжением) и должен преодолевать определенное противодавление, создаваемое проводом.Падение напряжения — это величина потери потенциала (напряжения), вызванная противодавлением. Когда ток изменяется, это противодавление называется импедансом. Импеданс — это векторная или двумерная величина, состоящая из сопротивления и реактивного сопротивления (совокупная реакция электрического поля на изменения тока). Постоянный ток, противодавление называется сопротивлением. Чрезмерные падения напряжения в цепи могут вызвать мерцание или тусклый свет, перегрев свечи накаливания, а также перегрев и возгорание двигателя.В условиях полной нагрузки оно должно быть менее 5%. Этого можно добиться, выбрав правильный шнур питания и соблюдая осторожность при использовании удлинителей и аналогичных устройств.

Часто задаваемые вопросы:

Q1: Какое падение напряжения допустимо?

A: В соответствии с Национальным электротехническим кодексом, на самом дальнем выходе ответвленной цепи, если падение напряжения составляет 5%, может быть достигнут нормальный КПД. Для цепей 120 В и 15 А это означает, что, когда цепь полностью заряжена, падение напряжения в самой дальней розетке не должно превышать 6 В (114 В).

Q2: Насколько велик перепад давления?

A: NEC рекомендует, чтобы максимальное общее падение напряжения в ответвлениях и ответвленных цепях не превышало 5%, а максимальное значение в ответвлениях или ответвленных цепях не превышало 3% (Рисунок 1. Эта рекомендация является проблемой производительности, а не проблема безопасности.

Q3: Как сохранить падение напряжения?

A: Для минимизации проблемы падения напряжения можно использовать четыре практических метода: увеличить количество или размер проводов, уменьшить ток нагрузки в цепи, уменьшить длину проводника и снизить температуру проводника.

Q4: Напряжение на резисторе падает?

A: Когда в цепи используется резистор, напряжение и ток могут быть уменьшены. Основная функция резистора — ограничение тока. Закон Ома гласит, что увеличение сопротивления снижает напряжение. Резистор установлен в конфигурации, называемой делителем напряжения.

Q5: Почему важно падение напряжения?

A : Необходимо определить падение напряжения на длинном кабеле.Для длинных кабельных сборок (более 50 футов) важно рассчитать падение напряжения из-за потенциальных опасностей. Причины включают сбой питания оборудования, возможное повреждение кабелей и проводов, а также угрозы безопасности.

Q6: Увеличит ли резистор напряжение?

A: Напряжение — это разность потенциалов между двумя точками. Само по себе сопротивление никогда не приведет к увеличению напряжения. Он может иметь нулевое падение напряжения или падение напряжения. Из соображений безопасности единственный способ определить более высокое напряжение на резисторе — это установить в этой точке подключения другой источник тока с более высоким потенциалом.

Q7: Каковы результаты снижения потребления энергии?

A: Дистрибьюторы, филиалы и отделы быстро снизили выходное напряжение силового оборудования до неприемлемого уровня.

Q8: Что такое тест на снижение энергопотребления?

A: Падение напряжения — это форма электрического прогнозирования, которую можно использовать для быстрого определения проблем с высоким импедансом в цепи. Падение напряжения — это падение напряжения, вызванное современным током, протекающим через резистор.

** Q9: Как рассчитывается напряжение? ** Опасность

A: Закон Ома и мощность, необходимая для определения напряжения (В) [V = I x R] V (Вольт) = I (Ампер) x R (Ом), чтобы найти ток, (I) [I = V ÷ R] I ((R) [R = V ÷ I] R (Ω) = V (Вольт) ÷ I (Ампер) для получения мощности P) [P. = V x I] P (Вт) = V (Вольт) x I (Ампер).

Q10: Какой метод определения парциального давления?

A: Используя закон деления напряжения, мы видим, что наибольшее сопротивление приводит к наибольшему падению напряжения I * R.Следовательно, R1 = 4 В и R2 = 8 В. Применение закона Кирхгофа показывает, что, поскольку 4 В + 8 В = 12 В, сумма падений напряжения вокруг цепи сопротивления точно соответствует напряжению источника питания.

Формула расчета падения напряжения

Последние записи

Калькулятор падения напряжения — это простой инструмент, который помогает определить, какая часть напряжения теряется при прохождении электрического тока по проводу, а также рассчитать выходное напряжение на конце кабеля.В качестве альтернативы вы можете использовать его в качестве калькулятора размера провода, чтобы решить, какой диаметр провода гарантирует, что падение напряжения не превысит допустимых уровней.

Если вы все еще не знаете, как рассчитать падение напряжения, не смотрите дальше — просто продолжайте читать, чтобы узнать! Эта статья предоставит вам формулу падения напряжения и наглядный пример ее применения. Обязательно ознакомьтесь с калькулятором закона Ома!

Какое падение напряжения?

По определению, падение напряжения — это уменьшение напряжения, происходящее, когда электрический ток проходит через пассивные элементы схемы.

Рассмотрим провод, соединяющий дом с местным поставщиком электроэнергии. В идеальных условиях электрический ток беспрепятственно течет по проводу, пока не достигнет дома. Там он используется для включения нескольких устройств. На самом деле, однако, потоку препятствует какое-то противодействующее давление. Это означает, что некоторая часть напряжения теряется, когда ток должен преодолеть это сопротивление. Эта потеря называется падением напряжения.

Если вам сложно это понять, вы можете представить себе человека, бегущего по прямой дороге.Если путь чист, без препятствий и с подходящим покрытием, человек будет двигаться быстро и устойчиво. С другой стороны, если по дороге трудно ехать, и дорогу преграждают камни, более вероятно, что человек потеряет много энергии, просто пытаясь преодолеть все препятствия.

Что влияет на величину падения напряжения?

Обычно падение напряжения происходит, когда ток должен проходить по проводу. В такой системе оба компонента — ток и провод — влияют на падение напряжения.В частности, можно выделить следующие факторы:

• Материал проволоки . Применение более качественных проводников приведет к меньшему падению напряжения. Например, медь является проводником намного лучше, чем углеродистая сталь; Если вы проанализируете один и тот же ток, протекающий по двум идентичным проводам, один из которых сделан из меди, а другой из стали, вы обнаружите, что падение напряжения больше в стальном.
• Сечение провода . Площадь поперечного сечения провода имеет большое влияние на падение напряжения.Чем тоньше провод, тем выше будет падение напряжения.
• Длина провода . Интуитивно понятно, что более длинный провод означает более длинный путь прохождения тока и, следовательно, более высокие потери напряжения. Вы всегда должны стараться минимизировать длину провода.
• Ток нагрузки . Чем выше ток, тем больше падение напряжения. Вы также должны дважды проверить, выдерживают ли ваши провода или компоненты, такие как светодиоды, большой ток.

Формула падения напряжения

Формула падения напряжения зависит от типа тока.

• Для постоянного или однофазного переменного тока, В = 2 * I * L * R / A / n
• Для трехфазного переменного тока, В = √3 * I * L * R / A / n

где:

• В — падение напряжения, измеренное в вольтах [В];
• I — ток нагрузки, измеряемый в амперах [A];
• L — длина провода в одном направлении, измеряется в метрах [м];
• R — удельное сопротивление провода, измеренное в ом-метрах [Ом · м];
• A — площадь поперечного сечения провода, измеренная в квадратных миллиметрах [мм²];
• n — количество параллельно включенных проводников.

Последствия падения напряжения

Как правило, падение напряжения не должно превышать 3% от начального напряжения. Более высокое падение может привести к мерцанию огней, а также к перегреву устройств (им нужно будет работать больше, чем обычно, для достижения того же эффекта).

Если вас интересует электричество, обязательно взгляните на наш калькулятор последовательных резисторов!

Расчет падения напряжения при установившейся нагрузке

Использование формул

На рисунке G29 ниже приведены формулы, обычно используемые для расчета падения напряжения в данной цепи на километр длины (медный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена).{2} \ right)}}} для алюминия ^[1]

X = индуктивное реактивное сопротивление проводника в Ом / км

Примечание : X пренебрежимо мало для проводников переменного тока. менее 50 мм ² . При отсутствии другой информации принять X равным 0,08 Ом / км.

φ = фазовый угол между напряжением и током в рассматриваемой цепи, обычно:

• Лампы накаливания: cosφ = 1
• Светодиодное освещение: cosφ> 0.9
• Флуоресцентный с электронным балластом: cosφ> 0,9
• Мощность двигателя:

• При запуске: cosφ = 0,35
• В нормальном режиме работы: cosφ = 0,8

U _n = межфазное напряжение
В _n = межфазное напряжение

Для сборных предварительно смонтированных воздуховодов и шин (системы шинопроводов) значения сопротивления и индуктивного реактивного сопротивления указываются производителем.

Рис. G29 — Формулы падения напряжения

Упрощенный стол

Вычислений можно избежать, используя Рисунок G30, который дает, с адекватным приближением, межфазное падение напряжения на км кабеля на ампер в виде:

• Виды использования схем: цепи двигателя с cosφ, близким к 0,8, или освещение с cosφ, близким к 1.
• Тип схемы; однофазный или трехфазный

Падение напряжения в кабеле тогда определяется по формуле: K x IB x L

K = указано в таблице,
IB = ток полной нагрузки в амперах,
L = длина кабеля в км.

Мощность двигателя колонны «cosφ = 0,35» из , рисунок G30, может использоваться для вычисления падения напряжения, возникающего во время периода запуска двигателя (см. Пример № 1 после , рисунок G30).

Рис. G30 — Падение межфазного напряжения ΔU для цепи, в вольтах на ампер на км

Примеры

Пример 1

(см. рис. G31)

Трехфазный 35 мм медный кабель длиной 50 метров ² питает двигатель 400 В, питающий:

• 100 А при cos φ = 0.8 при нормальной постоянной нагрузке
• 500 A (5 In) при cos φ = 0,35 во время запуска

Падение напряжения в исходной точке кабеля двигателя в нормальных условиях (например, с распределительным щитом Рисунок G29, распределяющим в общей сложности 1000 A ) составляет 10 В между фазами.

Какое падение напряжения на выводах двигателя:

• В нормальном режиме?
• Во время запуска?

Решение:

• Падение напряжения в нормальных условиях эксплуатации:

ΔU% = 100ΔUUn {\ displaystyle \ Delta U \% = 100 {\ frac {\ Delta U} {Un}}}

Таблица Рисунок G30 показывает 1 В / А / км, так что:

ΔU для кабеля = 1 x 100 x 0.05 = 5 В

ΔU всего = 10 + 5 = 15 V = т.е. 15400 × 100 = 3,75% {\ displaystyle {\ frac {15} {400}} \ times 100 = 3,75 \%}

Это значение меньше разрешенного (8%) и является удовлетворительным.

• Падение напряжения при запуске двигателя:

ΔUcable = 0,54 x 500 x 0,05 = 13,5 В

Из-за дополнительного тока, потребляемого двигателем при запуске, падение напряжения на распределительном щите превысит 10 вольт.

Предположим, что подача на распределительный щит во время запуска двигателя составляет 900 + 500 = 1400 А, тогда падение напряжения на распределительном щите увеличится приблизительно пропорционально, т.е.е.

10 × 1,4001,000 = 14 В {\ displaystyle {\ frac {10 \ times 1,400} {1,000}} = 14 В}

ΔU распределительного щита = 14 В

ΔU для кабеля двигателя = 13 В

ΔU total = 13,5 + 14 = 27,5 В, т.е.

27,5400 × 100 = 6,9% {\ displaystyle {\ frac {27,5} {400}} \ times 100 = 6,9 \%}

значение, которое является удовлетворительным при запуске двигателя.

Рис. G31 — Пример 1

Пример 2

(см. рис. G32)

Трехфазная 4-проводная медная линия 70 мм ² c.s.a. и на длине 50 м пропускает ток 150 А. Линия питает, среди прочих нагрузок, 3 однофазные цепи освещения, каждая по 2,5 мм ² с.к.а. медные длиной 20 м, каждый пропускающий 20 А.

Предполагается, что токи в линии 70 мм ² сбалансированы и что все три цепи освещения подключены к ней в одной точке.

Какое падение напряжения на конце цепей освещения?

Решение:

• Падение напряжения в 4-проводной линии:

ΔU% = 100ΔUUn {\ displaystyle \ Delta U \% = 100 {\ frac {\ Delta U} {Un}}}

Рисунок G30 показывает 0.59 В / А / км

ΔU линия = 0,59 x 150 x 0,05 = 4,4 В междуфазно

, что дает:

4,43 = 2,54 В {\ displaystyle {\ frac {4.4} {\ sqrt {3}}} = 2,54 В} фаза на нейтраль.

• Падение напряжения в любой из однофазных цепей освещения:

ΔU для однофазной цепи = 19 x 20 x 0,02 = 7,6 В

Таким образом, полное падение напряжения составляет

7,6 + 2,54 = 10,1 В

10,1 В 230 В × 100 = 4,4% {\ displaystyle {\ frac {10,1 В} {230 В}} \ times 100 = 4. ^{1 2} Значения ρ в соответствии с IEC60909-0 и Cenelec TR 50480. См. Рисунок G38.

Проверить пригодность поперечного сечения кабеля

Расшифрованный текст изображения: Проверить пригодность поперечного сечения кабеля с помощью методов расчета падения напряжения и контроля тока. Если они не подходят, определите подходящее сечение кабеля по данной таблице. НА KT1A% e,% e2% ez 6мм? 6мм? 2,5 мм? 25м 15м 10м 15000Вт 7500Вт 2500Вт 0,90 | Num.Количество жил Количество Толщина Толщина и Номинальные Провода и Диаметр Сечения изоляции Диаметр Оболочки Nox мм Nox мм мм мм 2×0,75 22×0,20 0,6 0,80 2×1 30×0,20 0,6 0,80 2×1,5 27×0,25 0 , 7 0,80 2×2,5 45×0,25 0,8 1,00 2×4 50×0,30 0,8 1,10 2×6 75×0,30 0,8 1,10 2x 10 73×0,40 0,9 1,20 3×0,75 22×0 , 20 0,6 0,80 3×1 30×0,20 0,6 0,80 3×1,5 27×0,25 0,7 3×2,5 45×0,25 0,8 1,10 3×4 50×0,30 0,8 1,20 3×6 75×0,30 0,8 1,10 3×10 73×0,40 0,9 1,20 4×0,75 22×0,20 0,6 0,80 4×1 30×0,20 0,6 0,80 4x 1,5 27×0,25 0, 7 0,80 4×2,5 45×0,25 0,8 1,10 4×4 S0x0.30 0,8 1,20 4×6 75×0,30 0,8 1,30 4×10 73×0,40 0,9 1,40 4×16 119×0,40 0,9 1,50 5×0,75 22×0,20 0,6 0,80 5×1 30×0,20 0 , 6 0,90 5×1,5 27×0,25 0,7 1,00 5×2,5 45×0,25 0,8 1,10 5×4 50×0,30 0,8 1,30 5×6 75×0,30 0,8 1,40 5×10 73×0, 40 0,9 1,50 5×16 119×0,40 0,9 1,60 Общие диаметры в стандартах мин. Макс. 5,7 7,2 5,9 7,5 6,8 8,6 8,4 10,6 9,7 12,1 11,8 13,1 14,6 15,8 6 7,6 6,3 8 7,4 9,4 9,2 11,4 10,5 13,1 12,5 142 15,8 17, 2 6,6 8,3 7,1 9 8,4 10,5 11 12,5 11,5 143 13,6 15,2 17,2 18,3 19,4 20,8 7,4 9,3 7,8 9,8 93 116 11,2 13,9 13 16,1 15,6 16,8 18,2 20,3 223 23.2 прибл. Диаметр постоянного сопротивления проводника при макс.20, мм 0 / км 6,4 26 6,6 19,5 7,4 13,3 9,2 7,98 11 4,95 12,4 3,3 15 1,91 6 , 8 26 7 19,5 8,1 13,3 10 7,98 11,9 4,95 13,3 3,3 16,3 1,91 7,4 26 7,9 19,5 9 13,3 10 , 9 7,98 4,95 14,7 3,3 17,9 1,91 20,3 1,21 8,3 26 8,6 19,5 10,1 13,3 12,8 7,98 14,8 4 , 95 16,2 3,3 19,8 1,91 22,8 1,21 Приблизительный общий вес кг / км 57 64 91 135 189 274 422 68 77 109 169 238 343 538 85 98 145 213 306427 674 972 101 125 176 261375 524 831 1170 Макс. Текущая пропускная способность при 300 Air A 8 12 18 26 32 42 70 8 12 18 26 32 42 70 8 12 18 26 32 42 70 80 8 12 18 26 32 42 70 80 13.2

Калькулятор сечения кабеля постоянного тока | Fabhabs

Определение толщины кабеля постоянного тока

Эта страница предназначена для того, чтобы помочь вам определить толщину и тип кабеля для вашего переселенца, кемпера или крошечного дома.

Этот инструмент был создан для систем 12 В и 24 В постоянного тока.

Выбор правильного типа кабеля

Проще говоря, для систем на 12 В или 24 В, в которых перемещается конструкция, вы должны найти кабели, соответствующие стандарту ISO6722-B под названием:

Кабель FLRY-B

Эти кабели рассчитаны на автомобильное напряжение, температуру, вибрацию, изоляцию, истирание и т. Д.Поскольку этот стандарт должен соблюдаться во всей автомобильной промышленности, их также легко найти и они недороги.

Если вы не хотите знать больше, вы можете перейти к калькулятору, чтобы определить, какая толщина вам нужна.

Ссылку на стандарт ISO в формате PDF можно найти в разделе ссылок внизу страницы.

Многожильный против твердого сердечника

Твердый сердечник идеально подходит для статических приложений, таких как традиционные дома.Для приложений, подверженных динамическим нагрузкам (вибрация, движение и т. Д.), Более подходят многожильные кабели.

Кабели с одножильным сердечником менее гибкие и с большей вероятностью станут твердыми, что приведет к утонению и растрескиванию. Это может привести к потере непрерывности (разрыв цепи) или возникновению точек высокого сопротивления, что приведет к тепловым событиям.

Такие кабели, как FLRY-B, которые соответствуют стандарту ISO 6722, прошли испытания на абразивный износ, водонепроницаемость, изгиб и механические нагрузки и должны считаться стандартными для всех низковольтных систем в подвижных приложениях.

Для наземных перевозок, экспедиционных транспортных средств, переделанных фургонов и мобильных крошечных домов следует использовать многожильный сердечник.

Что делать с концами?

В идеале концы многожильных кабелей должны быть обжаты. Это защищает конец кабеля и обеспечивает хорошее электрическое и механическое соединение.

Часто концы просто скручивают и вставляют в резьбовой соединитель.

Концы НИКОГДА нельзя «лужить».Лужение — это когда конец провода окунается или покрывается припоем. Это может показаться хорошей идеей, но припой не такой твердый, как кажется, и со временем изменит форму. Это может привести к плохому соединению или отсоединению кабеля, что может стать серьезной проблемой для безопасности. Ни один компетентный производитель не лужит концы многожильного кабеля, да и вы не должны.

Номинальный ток

Производители кабелей должны указывать номинальный ток для каждой толщины поставляемого кабеля.

Номинальный ток указан в амперах и предназначен для помощи в выборе кабеля соответствующей толщины для вашего приложения.

По сути, ограничение тока — это тепловой предел, связанный с тем, сколько тепла может рассеять кабель. Все провода имеют сопротивление (хотя оно и должно быть низким), которое вызывает нагрев проводов под нагрузкой.

Превышение предельного тока для кабеля может привести к «тепловому событию» и является серьезной проблемой для безопасности.В большинстве испытаний кабель подвешивается на открытом воздухе (или в воде), поэтому номинальный ток может быть ниже, если кабель должен быть размещен внутри кабелепровода или пучка других проводов.

В калькуляторе внизу страницы используются данные производителя, но вам всегда следует обращаться к справочным материалам производителя, у которого вы покупаете.

Падение напряжения

Из-за сопротивления провода передача электричества даже на несколько метров приводит к падению напряжения вдоль кабеля.Это означает, что устройства, расположенные далеко от батареи, получают напряжение меньше, чем напряжение батареи.

Некоторые устройства могут иметь цепи измерения напряжения, которые предотвращают работу при слишком низком напряжении.

Потеря напряжения в кабеле также вызывает потерю мощности, из-за чего энергия расходуется без надобности. Компромисс заключается между дополнительными расходами и весом более толстых кабелей и потерей мощности и тепловыделения.

Ориентация на удержание падения напряжения ниже 3% (туда и обратно) является хорошей практикой, хотя калькулятор позволит вам выбрать 1-5%.

Длина кабельной трассы

Длину кабельной трассы легко вычислить, но она должна включать истинную длину кабеля. Иногда трасса кабеля может быть довольно сложной и сложной, и ее не помешает переоценить.

У калькулятора есть кнопка переключения, которая автоматически удваивает длину, чтобы включить обратный ход. Если у вас есть кабель, который идет к устройству, то оставьте его включенным.

Если вы используете возврат шасси, где проводящее шасси подключено к отрицательной клемме источника питания, и шасси способно передавать этот ток, вы можете отключить эту функцию.

Калькулятор сечения кабеля постоянного тока

Напряжение (В)

Ток (А)

Длина кабеля (м)

Включить возврат?

Снимите флажок, только если вы используете возврат шасси или рассчитываете одностороннюю потерю.

Падение напряжения (%)

Жгут / кабелепровод

Переключите, если кабель не будет свободен воздух (е.грамм. внутри кабелепровода или толстого пучка)

Рассчитать

Минимальное поперечное сечение кабеля:

Ближайший американский (AWG) калибр:

Вышеприведенный калькулятор является руководством. Убедитесь, что вы ссылаетесь на перекрестные ссылки и обратитесь к спецификациям производителя. Если вы не уверены, обратитесь к компетентному и квалифицированному специалисту. Источники и ссылки представлены внизу страницы.

Константы, формулы и допущения:

Ниже приведены формулы, уравнения и константы, используемые в калькуляторе для перекрестных ссылок.