Сечение провода и ток: Как сечение кабелей и проводов влияет на выбор мощности и тока

Содержание

Таблица выбора сечения кабеля в зависимости от силы тока или мощности при прокладке проводов. Выбор сечения автомобильного провода — Ізолітсервіс

Таблица выбора сечения кабеля при прокладке проводов

Проложенные открыто

Проложенные в трубе

 Сечение

Медь

Алюминий 

Медь

Алюминий

 каб.,

 ток

W, кВт

 ток

W, кВт

ток 

W, кВт

 

W, кВт

мм2

А

220в

380в

А

220в

380в

А

220в

380в

А

220в

380в

0,5

11

2,4

— 

0,75

15

3,3

1,0

17

3,7

6,4

14

3,0

5,3

1,5

23

5,0

8,7

15

3,3

5,7

2,0

26

5,7

9,8

21

4,6

7,9

19

4,1

7,2

14,0

3,0

5,3

2,5

30

6,6

11,0

24

5,2

9,1

21

4,6

7,9

16,0

3,5

6,0

4,0

41

9,0

15,0

32

7,0

12,0

27

5,9

10,0

21,0

4,6

7,9

6,0

50

11,0

19,0

39

8,5

14,0

34

7,4

12,0

26,0

5,7

9,8

10,0

80

17,0

30,0

60

13,0

22,0

50

11,0

19,0

38,0

8,3

14,0

16,0

100

22,0

38,0

75

16,0

28,0

80

17,0

30,0

55,0

12,0

20,0

25,0

140

30,0

53,0

105

23,0

39,0

100

22,0

38,0

65,0

14,0

24,0

35,0

170

37,0

64,0

130

28,0

49,0

135

29,0

51,0

75,0

16,0

28,0

Выбор сечения автомобильного провода:

Номин. сечение, мм2

Сила тока в одиночном проводе, А при длительной нагрузке и при температуре окружающей среды, оС

20

30

50

80

0,5

17,5

16,5

14,0

9,5

0,75

22,5

21,5

17,5

12,5

1,0

26,5

25,0

21,5

15,0

1,5

33,5

32,0

27,0

19,0

2,5

45,5

43,5

37,5

26,0

4,0

61,5

58,5

50,0

35,5

6,0

80,5

77,0

66,0

47,0

16,0

149,0

142,5

122,0

88,5

*Примечание: при прокладке проводов сечением 0,5 — 4,0 мм2 в жгутах, в поперечном сечении которых по трассе содержится от двух до семи проводов, сила допустимого тока в проводе составляет 0,55 от силы тока в одиночном проводе согласно таблице, а при наличии 8-19 проводов — 0,38 от силы тока в одиночном проводе.

Подбор кабеля

Первоочередным параметром для выбора сечения кабеля (провода) является ток нагрузки.

В том случае, если в качестве входного параметра известна потребляемая мощность (P),

ток нагрузки (I) расчитывается следующим образом:

Одна фаза, либо постоянное напряжение, U:

              I = P / U

Три фазы (переменное напряжение), U:              

           I = P / (1,73*U)

* Данный алгоритм подбора сечения кабеля носит информативный характер.

Для получения более точной информации следует обратиться к специалисту.

Номинальное сечение жилы, мм2
Допустимые токовые нагрузки кабелей с алюминиевыми жилами с изоляцией
из поливинилхлоридного пластиката, напряжение до 3 кВ включительно, А
одножильных двужильных трехжильных четырехжильных пятижильных
на воздухена землена воздухена землена воздухена землена воздухена землена воздухена земле
Номинальное сечение жилы, мм2
Допустимые токовые нагрузки кабелей с медными жилами с изоляцией
из поливинилхлоридного пластиката, напряжение до 3 кВ включительно, А
одножильных двужильных трехжильных четырехжильных пятижильных
на воздухена землена воздухена землена воздухена землена воздухена землена воздухена земле

Расчет сечения провода по нагрузке.

Максимально допустимый ток для медных проводов

При прокладке электропроводки требуется знать, кабель с жилами какого сечения вам надо будет прокладывать. Выбор сечения кабеля можно делать либо по потребляемой мощности, либо по потребляемому току. Также учитывать надо длину кабеля и способ укладки.

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.

Собираем данные

Для начала находите в паспортных данных бытовой техники потребляемую мощность, выписываете ее на листочек. Если так проще, можно посмотреть на шильдиках — металлических пластинах или стикерах, закрепленных на корпусе техники и аппаратуры. Там есть основная информация и, чаще всего, присутствует мощность. Опознать ее проще всего по единицам измерения. Если изделие произведено в России, Белоруссии, Украине обычно стоит обозначение Вт или кВт, на оборудовании из Европы, Азии или Америки стоит обычно английское обозначение ваттов — W, а потребляемая мощность (нужна именно она) обозначается сокращением «TOT» или TOT MAX.

Если и этот источник недоступен (информация затерлась, например, или вы только планируете приобрести технику, но еще не определились с моделью), можно взять среднестатистические данные. Для удобства они сведены в таблицу.

Находите ту технику, которую планируете ставить, выписываете мощность. Дана она порой с большим разбросом, так что иногда трудно понять, какую цифру брать. В данном случае, лучше брать по-максимуму. В результате при расчетах у вас будет несколько завышена мощность оборудования и потребуется кабель большего сечения. Но для вычисления сечения кабеля это хорошо. Горят только кабели с меньшим сечением, чем это необходимо. Трассы с большим сечением работают долго, так как греются меньше.

Суть метода

Чтобы подобрать сечение провода по нагрузке, складываете мощности приборов, которые будут подключаться к данному проводнику. При этом важно, чтобы все мощности были выражены в одинаковых единицах измерения — или в ваттах (Вт), или в киловаттах (кВт). Если есть разные значения, приводим их к единому результату. Для перевода киловатты умножают на 1000, и получают ватты. Например, переведем в ватты 1,5 кВт. Это будет 1,5 кВт * 1000 = 1500 Вт.

Если необходимо, можно провести обратное преобразование — ватты перевести в киловатты. Для это цифру в ваттах делим на 1000, получаем кВт. Например, 500 Вт / 1000 = 0,5 кВт.

Сечение кабеля, мм2 Диаметр проводника, мм Медный провод Алюминиевый провод
Ток, А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт
220 В 380 В 220 В 380 В
0,5 мм2 0,80 мм 6 А 1,3 кВт 2,3 кВт
0,75 мм2 0,98 мм 10 А 2,2 кВт 3,8 кВт
1,0 мм2 1,13 мм 14 А 3,1 кВт 5,3 кВт
1,5 мм2 1,38 мм 15 А 3,3 кВт 5,7 кВт 10 А 2,2 кВт 3,8 кВт
2,0 мм2 1,60 мм 19 А 4,2 кВт 7,2 кВт 14 А 3,1 кВт 5,3 кВт
2,5 мм2 1,78 мм 21 А 4,6 кВт 8,0 кВт 16 А 3,5 кВт 6,1 кВт
4,0 мм2 2,26 мм 27 А 5,9 кВт 10,3 кВт 21 А 4,6 кВт 8,0 кВт
6,0 мм2 2,76 мм 34 А 7,5 кВт 12,9 кВт 26 А 5,7 кВт 9,9 кВт
10,0 мм2 3,57 мм 50 А 11,0 кВт 19,0 кВт 38 А 8,4 кВт 14,4 кВт
16,0 мм2 4,51 мм 80 А 17,6 кВт 30,4 кВт 55 А 12,1 кВт 20,9 кВт
25,0 мм2 5,64 мм 100 А 22,0 кВт 38,0 кВт 65 А 14,3 кВт 24,7 кВт

Чтобы найти нужное сечение кабеля в соответствующем столбике — 220 В или 380 В — находим цифру, которая равна или чуть больше посчитанной нами ранее мощности. Столбик выбираем исходя из того, сколько фаз в вашей сети. Однофазная — 220 В, трехфазная 380 В.

В найденной строчке смотрим значение в первом столбце. Это и будет требуемое сечение кабеля для данной нагрузки (потребляемой мощности приборов). Кабель с жилами такого сечения и надо будет искать.

Немного о том, медный провод использовать или алюминиевый. В большинстве случаев, при , используют кабели с медными жилами. Такие кабели дороже алюминиевых, но они более гибкие, имеют меньшее сечение, работать с ними проще. Но, медные кабели с большого сечения, ничуть не более гибкие чем алюминиевые. И при больших нагрузках — на вводе в дом, в квартиру при большой планируемой мощности (от 10 кВт и больше) целесообразнее использовать кабель с алюминиевыми проводниками — можно немного сэкономить.

Как рассчитать сечение кабеля по току

Можно подобрать сечение кабеля по току. В этом случае проводим ту же работу — собираем данные о подключаемой нагрузке, но ищем в характеристиках максимальный потребляемый ток. Собрав все значения, суммируем их. Затем пользуемся все той же таблицей. Только ищем ближайшее большее значение в столбике, подписанном «Ток». В той же строке смотрим сечение провода.

Например, надо с пиковым потреблением тока 16 А. Будем прокладывать медный кабель, потому смотрим в соответствующей колонке — третья слева. Так как нет значения ровно 16 А, смотрим в строчке 19 А — это ближайшее большее. Подходящее сечение 2,0 мм 2 . Это и будет минимальное значение сечения кабеля для данного случая.

При подключении мощных бытовых электроприборов от тянут отдельную линию электропитания. В этом случае выбор сечения кабеля несколько проще — требуется только одно значение мощности или тока

Обращать внимание не строчку с чуть меньшим значением нельзя. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно греться, что может привести к тому, что расплавится изоляция. Что может быть дальше? Может сработать , если он установлен. Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или начаться пожар. Потому выбор сечения кабеля всегда делайте по большему значению. В этом случае можно будет позже установить оборудование даже немного больше по мощности или потребляемому току без переделки проводки.

Расчет кабеля по мощности и длине

Если линия электропередачи длинная — несколько десятков или даже сотен метров — кроме нагрузки или потребляемого тока необходимо учитывать потери в самом кабеле. Обычно большие расстояния линий электропередачи при . Хоть все данные должны быть указаны в проекте, можно перестраховаться и проверить. Для этого надо знать выделенную мощность на дом и расстояние от столба до дома. Далее по таблице можно подобрать сечение провода с учетом потерь на длине.

Вообще, при прокладке электропроводки, лучше всегда брать некоторый запас по сечению проводов. Во-первых, при большем сечении меньше будет греться проводник, а значит и изоляция. Во-вторых, в нашей жизни появляется все больше устройств, работающих от электричества. И никто не может дать гарантии, что через несколько лет вам не понадобиться поставить еще пару новых устройств в дополнение к старым. Если запас существует, их можно будет просто включить. Если его нет, придется мудрить — или менять проводку (снова) или следить за тем, чтобы не включались одновременно мощные электроприборы.

Открытая и закрытая прокладка проводов

Как все мы знаем, при прохождении тока по проводнику он нагревается. Чем больше ток, тем больше тепла выделяется. Но, при прохождении одного и того же тока, по проводникам, с разным сечением, количество выделяемого тепла изменяется: чем меньше сечение, тем больше выделяется тепла.

В связи с этим, при открытой прокладке проводников его сечение может быть меньше — он быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. При этом проводник быстрее остывает, изоляция не испортится. При закрытой прокладке ситуация хуже — медленнее отводится тепло. Потому для закрытой прокладке — в , трубах, в стене — рекомендуют брать кабель большего сечения.

Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.

И напоследок несколько практических советов. Отправляясь на рынок за кабелем, возьмите с собой штангенциркуль. Слишком часто заявленное сечение не совпадает с реальностью. Разница может быть в 30-40%, а это очень много. Чем вам это грозит? Выгоранием проводки со всеми вытекающими последствиями. Потому лучше прямо на месте проверять действительно ли у данного кабеля требуемое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля есть в таблице выше). А подробнее про определение сечения кабеля по его диаметру можно прочесть тут .

Выбору площади поперечного сечения проводов (иначе говоря, толщины) уделяется большое внимание на практике и в теории.

В этой статье попробуем разобраться с понятием “площадь сечения” и проанализируем справочные данные.

Расчет сечения провода

Строго говоря, понятие “толщина” для провода используется в разговорной речи, а более научные термины – диаметр и площадь сечения. На практике толщину провода всегда характеризуют площадью сечения.

S = π (D/2) 2 , где

  • S – площадь сечения провода, мм 2
  • π – 3,14
  • D – диаметр токопроводящей жилы провода, мм. Его можно измерить, например, штангенциркулем.

Формулу площади сечения провода можно записать в более удобном виде: S = 0,8 D² .

Поправка. Откровенно говоря, 0,8 – округленный коэффициент. Более точная формула: π (1 /2) 2 = π / 4 = 0,785. Спасибо внимательным читателям 😉

Рассмотрим только медный провод , поскольку в 90% в электропроводке и электромонтаже применяется именно он. Преимущества медных проводов перед алюминиевыми – удобство в монтаже, долговечность, меньшая толщина (при том же токе).

Но с ростом диаметра (площади сечения) высокая цена медного провода съедает все его преимущества, поэтому алюминий в основном применяют там, где ток превышает значение 50 Ампер. В данном случае используют кабель с алюминиевой жилой 10 мм 2 и толще.

Площадь сечения проводов измеряется в квадратных миллиметрах. Самые распространенные на практике (в бытовой электрике) площади сечения: 0,75, 1,5, 2,5, 4 мм 2

Есть и другая единица измерения площади сечения (толщины) провода, применяемая в основном в США, – система AWG . На Самэлектрике есть и перевод из AWG в мм 2 .

По поводу подбора проводов – я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного . Там самый большой выбор, какой я встречал. Ещё хорошо, что всё подробно описывается – состав, применения, и т.д.

Рекомендую почитать также мою статью там много теоретических выкладок и рассуждений о падении напряжения, сопротивлении проводов для разных сечений, и какое сечение выбрать оптимальнее для разных допустимых падений напряжения.

В таблице одножильный провод – означает, что рядом (на расстоянии менее 5 диаметров провода) не проходит больше никаких проводов. Двужильный провод – два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции. Это более тяжелый тепловой режим, поэтому максимальный ток меньше. И чем больше проводов в кабеле или пучке, тем меньше должен быть максимальный ток для каждого проводника из-за возможного взаимного нагрева.

Эту таблицу я считаю не совсем удобной для практики. Ведь чаще всего исходный параметр – это мощность потребителя электроэнергии, а не ток, и исходя из этого нужно выбирать провод.

Как найти ток, зная мощность? Нужно мощность Р (Вт) поделить на напряжение (В), и получим ток (А):

Как найти мощность, зная ток? Нужно ток (А) умножить на напряжение (В), получим мощность (Вт):

Эти формулы – для случая активной нагрузки (потребители в жилах помещениях, типа лампочек и утюгов). Для реактивной нагрузки обычно используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (в промышленности, где работают мощные трансформаторы и электродвигатели).

Предлагаю вам вторую таблицу, в которой исходные параметры – потребляемый ток и мощность , а искомые величины – сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.

Выбор толщины провода и автоматического выключателя, исходя из потребляемой мощности и тока

Ниже – таблица выбора сечения провода, исходя из известной мощности или тока. А в правом столбце – выбор автоматического выключателя, который ставится в этот провод.

Таблица 2

Макс. мощность,
кВт
Макс. ток нагрузки,
А
Сечение
провода, мм 2
Ток автомата,
А
1 4.5 1 4-6
2 9.1 1.5 10
3 13.6 2.5 16
4 18.2 2.5 20
5 22.7 4 25
6 27.3 4 32
7 31.8 4 32
8 36.4 6 40
9 40.9 6 50
10 45.5 10 50
11 50.0 10 50
12 54.5 16 63
13 59.1 16 63
14 63.6 16 80
15 68.2 25 80
16 72.7 25 80
17 77.3 25 80

Красным цветом выделены критические случаи, в которых лучше перестраховаться и не экономить на проводе, выбрав провод потолще, чем указано в таблице. А ток автомата – поменьше.

Глядя в табличку, можно легко выбрать сечение провода по току , либо сечение провода по мощности .

А также – выбрать автоматический выключатель под данную нагрузку.

В этой таблице данные приведены для следующего случая.

  • Одна фаза, напряжение 220 В
  • Температура окружающей среды +30 0 С
  • Прокладка в воздухе или коробе (в закрытом пространстве)
  • Провод трехжильный, в общей изоляции (кабель)
  • Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
  • Достижение потребителем максимальной мощности – крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий.

Если температура окружающей среды будет на 20 0 С выше, или в жгуте будет несколько кабелей, то рекомендуется выбрать большее сечение (следующее из ряда). Особенно это касается тех случаев, когда значение рабочего тока близко к максимальному.

Вообще, при любых спорных и сомнительных моментах, например

  • возможное в будущем увеличение нагрузки
  • большие пусковые токи
  • большие перепады температур (электрический провод на солнце)
  • пожароопасные помещения

нужно либо увеличивать толщину проводов, либо более детально подойти к выбору – обратиться к формулам, справочникам. Но, как правило, табличные справочные данные вполне пригодны для практики.

Толщину провода можно узнать не только из справочных данных. Существует эмпирическое (полученное опытным путем) правило:

Правило выбора площади сечения провода для максимального тока

Подобрать нужную площадь сечения медного провода исходя из максимального тока можно, используя такое простое правило:

Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.

Это правило дается без запаса, впритык, поэтому полученный результат необходимо округлять в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, ток 32 Ампер. Нужен провод сечением 32/10 = 3,2 мм 2 . Выбираем ближайший (естественно, в бОльшую сторону) – 4 мм 2 . Как видно, это правило вполне укладывается в табличные данные.

Важное замечание. Это правило работает хорошо для токов до 40 Ампер . Если токи больше (это уже за пределами обычной квартиры или дома, такие токи на вводе) – надо выбирать провод с ещё большим запасом – делить не на 10, а на 8 (до 80 А)

То же правило можно озвучить для поиска максимального тока через медный провод при известной его площади:

Максимальный ток равен площади сечения умножить на 10.

И в заключение – опять про старый добрый алюминиевый провод.

Алюминий пропускает ток хуже, чем медь. Этого знать достаточно, но вот немного цифр. Для алюминия (того же сечения, что и медный провод) при токах до 32 А максимальный ток будет меньше, чем для меди всего на 20%. При токах до 80 А алюминий пропускает ток хуже на 30%.

Для алюминия эмпирическое правило будет таким:

Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения умножить на 6.

Считаю, что знаний, приведенных в данной статье, вполне достаточно, чтобы выбрать провод по соотношениям “цена/толщина”, “толщина/рабочая температура” и “толщина/максимальный ток и мощность”.

Таблица выбора защитного автомата для разного сечения проводов

Как видно, немцы перестраховываются, и предусматривают большой запас по сравнению с нами.

Хотя, возможно, это от того, что таблица взята из инструкции из “стратегического” промышленного оборудования.

По поводу подбора проводов — я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного . Там самый большой выбор какой я встречал. Ещё хорошо, что все подробно описывается — состав, применения, и т.д.

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:

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 электропроводке дома 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.

Вообще, для более точного расчета нужных сечений жил кабелей и проводов необходимо руководствоваться не только мощностью нагрузки и материалом изготовления жил; следует учитывать также способ их прокладки, длину, вид изоляции, количество жил в кабеле и т. д. Все эти факторы в полной мере определены основным регламентирующим документом – Правилами Устройства Электроустановок .

Таблицы выбора сечения проводов

Медные провода
Напряжение, 220 В Напряжение, 380 В
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 33,0
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 66,0 260 171,6
Сечение токопро водящей жилы, кв.мм Алюминиевые провода
Напряжение, 220 В Напряжение, 380 В
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 11,0 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 50,6 200 132,0

В расчете использовались данные из таблиц ПУЭ

При выборе кабельно-проводниковой продукции, в первую очередь, необходимо обращать внимание на материал, использованный при изготовлении, а также на сечение того или иного проводника. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо произвести расчет сечения провода по нагрузке. При таком расчете, провода и кабели обеспечат, в дальнейшем, надежную и безопасную работу всей .

Параметры сечения провода

Основными критериями, по которым определяется сечение, является металл токопроводящих жил, предполагаемое напряжение, суммарная мощность и значение токовой нагрузки. Если провода подобраны неправильно и не соответствуют нагрузке, они будут постоянно нагреваться и, в конечном итоге, перегорят. Выбирать провода с сечением, большим, чем это необходимо, также не стоит, поскольку это приведет к значительным затратам и дополнительным сложностям при монтаже.

Практическое определение сечения

Сечение определяется еще и применительно к их дальнейшему использованию. Так, в стандартной , для розеток используется медный кабель, сечение жил которого 2,5 мм2. Для освещения могут применяться жилы с меньшим сечением — всего 1,5 мм2. А вот для электрических приборов с большой мощностью, применяются от 4-х до 6-ти мм2.

Такой вариант пользуется наибольшей популярностью, когда выполняется расчет сечения провода по нагрузке. Действительно, это очень простой способ, достаточно просто знать, что медный провод в 1,5 мм2 способен выдержать нагрузку по мощности свыше 4-х киловатт и силе тока в 19 ампер. 2,5-миллиметровый — соответственно выдерживает около 6-ти киловатт и 27-ми ампер. 4-х и 6-ти-миллиметровые свободно переносят мощность в 8 и 10 киловатт. При правильном подключении, этих проводов вполне хватит для нормальной работы всей электропроводки. Таким образом, можно создать даже определенный небольшой резерв на случай подключения дополнительных потребителей.

При расчете большую роль играет рабочее напряжение. Мощность электрических приборов может быть одинаковой, однако, токовая нагрузка, приходящая к жилам кабелей, подающих питание, может быть разной. Так провода, рассчитанные на работу при напряжении 220 вольт, будут нести нагрузку более высокую, чем провода рассчитанные на 380 вольт.

Калибр проводов, сопротивление, сечение и таблица тока

AWG СТРОИТЕЛЬСТВО ДИАМЕТР (мм) ПЛОЩАДЬ (мм²) ВЕС (г / м) R Ом макс. (Ом / 100 м) при 20 ° C
4 133 x 0,455 R 6,48 21,62 197,9 0,09
6 133 х 0.361 R 5,14 13,61 124,9 0,14
8 1 x 3,26
133 x 0,287 R
3,26
4,09
8,37
8,60
74,38
79,02
0,21
0,22
10 1 x 2,59
37 x 0,404 C
91 x 0,254 U
2,59
2,80
2,70
5,26
4,77
4,61
46,77
44,43
42.22
0,35
0,38
0,43
12 1 x 2,05
19 x 0,455 C
37 x 0,320 C
45 x 0,300 C
91 x 0,203 U
2,05
2,27
2,22
2,45
2,15
3,31
3,09
2,98
3,18
2,95
29,46
28,66
27,88
28,27
27,00
0,55
0,59
0,61
0,58
0,65
13 1 х 1,83 1.83 2,63 23,36 0,70
14 1 x 1,63
19 x 0,361 C
19 x 0,361 U
27 x 0,300 C
37 x 0,254 C
61 x 0,203 U
1,63
1,80
1,70
1,80
1,78
1,76
2,08
1,94
1,94
1,91
1,88
1,97
18,45
18,04
17,14
16,98
16,67
18,50
0,88
0,94
0,94
0,94
0.97
1,04
15 1 х 1,45 1,45 1,65 14,68 1.11
16 1 x 1,29
19 x 0,287 C
19 x 0,287 U
19 x 0,300 C
19 x 0,300 U
61 x 0,16 U
315 x 0,071 R
1,29
1,42
1,36
1,50
1,43
1,45
1,60
1,31
1,23
1,23
1,34
1,34
1,23
1,25
11.62
11,41
10,83
12,50
11,86
11,23
11,80
1,40
1,49
1,49
1,36
1,36
1,45
1,47
17 1 х 1,15 1,15 1.04 9,24 1,76
18 1 x 1,02
7 x 0,404
19 x 0,254 C
19 x 0,254 U
61 x 0,142 U
1,02
1,21
1,27
1,21
1,24
0.824
0,901
0,962
0,962
0,966
7,32
8,25
8,93
8,49
9,00
2,22
2,03
1,90
1,90
1,89
19 1 х 0,91 0,91 0,653 5,80 2,80
20 1 x 0,813
7 x 0,320
19 x 0,203 C
19 x 0,203 U
37 x 0,142 U
135 x 0,071
0,813
0,960
1.009
0,966
0,970
0,92
0,518
0,563
0,616
0,616
0,586
0,534
4,61
5,17
5,70
5,42
5,38
4,90
3,53
3,25
2,97
2,97
3,12
3,42
21 1 х 0,724 0,724 0,412 3,66 4,44
22 1 x 0,643
7 x 0,254
19 x 0,160 C
19 x 0.160 U
37 x 0,114 U
72 x 0,071
0,643
0,762
0,800
0,762
0,780
0,68
0,324
0,355
0,382
0,382
0,380
0,285
2,89
3,26
3,55
3,37
3,46
2,60
5,64
5,15
4,78
4,78
4,83
6,41
23 1 х 0,574 0,574 0,259 2,30 7,06
24 1 х 0.511
7 x 0,203
19 x 0,127 C
19 x 0,127 U
56 x 0,071 U
0,511
0,609
0,634
0,597
0,600
0,205
0,227
0,241
0,241
0,222
1,82
2,08
2,23
2,12
2,05
8,91
8,05
7,58
7,58
8,23
25 1 х 0,455 0,455 0,163 1,44 11,24
26 1 х 0.404
7 x 0,160
19 x 0,102 C
19 x 0,102 U
33 x 0,071 U
0,404
0,480
0,504
0,483
0,450
0,128
0,141
0,155
0,155
0,130
1,14
1,29
1,44
1,37
1,20
14,26
12,96
11,79
11,79
14,06
27 1 х 0,320 0,361 0,102 0,91 17,86
28 1 х 0.320
7 x 0,127
19 x 0,079 C
0,320
0,381
0,395
0,080
0,089
0,093
0,72
0,82
0,86
22,72
20,60
19,63
29 1 х 0,287 0,287 0,065 0,58 28,25
30 1 x 0,254
7 x 0,102
19 x 0,063 C
0,254
0,304
0,315
0.051
0,057
0,059
0,45
0,53
0,57
36,07
31,95
30,87
31 1 х 0,226 0,226 0,040 0,36 45,56
32 1 x 0,203
7 x 0,079
19 x 0,050 C
0,203
0,237
0,250
0,032
0,034
0,037
0,29
0,32
0,36
56,47
53.28
49,00
33 1 х 0,180 0,180 0,025 0,23 71,82
34 1 х 0,160
7 х 0,063
0,160
0,189
0,020
0,022
0,18
0,21
90,9
83,8
35 1 х 0,142 0,142 0,016 0,14 115,4
36 1 х 0.127
7 х 0,050
0,127
0,150
0,0127
0,0137
0,11
0,13
144,3
133,4
37 1 х 0,114 0,114 0,0102 0,09 179
38 1 х 0,102
7 х 0,040
0,102
0,120
0,0081
0,0088
0,07
0,0784
225
214
39 1 х 0.089 0,089 0,00622 0,06 295
40 1 х 0,079
7 х 0,031
0,079
0,090
0,00490
0,00528
0,0436
0,0469
375
350
41 1 х 0,071 0,071 0,00396 0,0352 460
42 1 х 0,063
7 х 0.025
0,063
0,075
0,00316
0,0034
0,0281
0,0318
600
536
43 1 х 0,056 0,056 0,00246 0,0219 745
44 1 х 0,050
7 х 0,020
0,050
0,060
0,00203
0,0022
0,0180
0,0196
910
836
46 1 х 0.040
7 х 0,015
0,040
0,045
0,00126
0,001372
0,0112
0,0112
1500
1492
48 1 х 0,031
7 х 0,0125
0,031
0,0375
0,00075
0,000859
0,0067
0,0077
2450
2371
50 1 х 0,025
7 х 0,0100
0,025
0,0300
0,00049
0.000550
0,0044
0,0049
3750
3872
52 1 х 0,020 0,020 0,00031 0,0028 5850
54 1 х 0,0158 0,0158 0,000196 0,00175 10441
56 1 х 0,0125 0,0125 0,000123 0,00109 16599
58 1 х 0.0100 0,0100 0,000079 0,00070 27101

Энергетические решения

Размер проводника кабеля и номинальный ток

Требования к проводникам по ISO 10133 и ISO 13297

Это приложение воспроизведено из Приложения «А» (нормативного) стандартов ISO 10133 и 13297. Оба ISO поддерживают стандарты Директивы о развлечениях. Использование этих рекомендаций может быть использовано для демонстрации соответствия данной Директиве.

Текущие рейтинги

В таблице приведены допустимые значения продолжительного тока в амперах, определенные для температуры окружающей среды 30 ° C и минимального количества жил для проводов.

Площадь поперечного сечения проводника, допустимый постоянный ток и скрутка.
Максимальный ток в амперах для одиночного проводника при номинальной температуре изоляции
Площадь поперечного сечения мм2 60 ° С 70 ° С от 85 до 90 ° C 105 ° С 125 ° С 200 ° С Минимальное количество прядей
Тип A * Тип B *

0.75

6

10

12

16

20

25

16

1

8

14

18

20

25

35

16

1.5

12

18

21

25

30

40

19

26

2,5

17

25

30

35

40

45

19

41

4

22

35

40

45

50

55

19

65

6

29

45

50

60

70

75

19

105

10

40

65

70

90

100

120

19

168

16

54

90

100

130

150

170

37

266

25

71

120

140

170

185

200

49

420

35

87

160

185

210

225

240

127

665

50

105

210

230

270

300

325

127

1064

70

135

265

285

330

360

375

127

1323

95

165

310

330

390

410

430

259

1666

120

190

360

400

450

480

520

418

2107

150

220

380

430

475

520

560

418

2107

Примечания:
Номинальные значения тока проводника могут быть интерполированы для площадей поперечного сечения между значениями, указанными в таблице.

* Для общей электропроводки плавсредств следует использовать жилы со скрученными проводами не менее типа А. Проводники со скручиванием типа B должны использоваться для любой проводки, в которой во время использования возникает частое изгибание.

Для проводов в машинных отделениях (окружающая среда 60 ° C) максимальный номинальный ток в таблице должен быть занижен на следующие факторы:
Температурный диапазон изоляции жил, ° C Умножьте максимальный ток из таблицы выше на

70

0.75

85-90

0,82

105

0,86

125

0,89

200

1,0

Объединение в пучки (только для переменного тока)
Если в пучок объединено более трех проводов переменного тока, максимальный номинальный ток в таблице должен быть снижен на коэффициент ниже: —
Количество жгутов в пучке Умножьте максимальный ток от A1 на

от 4 до 6

0.7

от 7 до 24

0,6

25 или более

0,5

Примечания:
Снижение номинальных значений для температуры и здания, где это применимо, является кумулятивным. Коэффициенты уменьшения пакетирования обычно не считаются необходимыми для кабелей постоянного тока на малых судах.

Расчет падения напряжения

Для информации (только для сверхнизкого напряжения постоянного тока) падение напряжения на нагрузке можно рассчитать по следующей формуле: —

Где

E = Падение напряжения в вольтах

S = площадь поперечного сечения проводника в квадратных миллиметрах

I = ток нагрузки в амперах

L = общая длина в метрах проводника от положительного источника питания. Подключение к электрическому устройству и обратно к отрицательному источнику.

Состояние зарядки

Следующая таблица позволит преобразовать полученные показания в оценку степени заряда. Стол хорош для аккумуляторов при 25 град. C (77 ° F), находящиеся в состоянии покоя в течение 3 часов или более. Если батареи имеют более низкую температуру, можно ожидать более низких значений напряжения

Процент полной зарядки Система постоянного тока 12 В Система 24 В постоянного тока

100%

12.7

25,4

90%

12,6

25,2

80%

12,5

25

70%

12,3

24,6

60%

12.2

24,4

50%

12,1

24,2

40%

12,0

24

30%

11,8

23,6

20%

11.7

23,4

10%

11,6

23,2

0%

11,6

23,2

Закон Ампера — Университетская физика, том 2

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните, как закон Ампера связывает магнитное поле, создаваемое током, со значением тока
  • Рассчитайте магнитное поле на длинном прямом проводе, тонком или толстом, по закону Ампера.

Основным свойством статического магнитного поля является то, что, в отличие от электростатического, оно неконсервативно.Консервативное поле — это поле, которое выполняет одинаковую работу с частицей, движущейся между двумя разными точками, независимо от выбранного пути. Магнитные поля таким свойством не обладают. Вместо этого существует связь между магнитным полем и его источником, электрическим током. Он выражается в виде линейного интеграла и известен как закон Ампера. Этот закон также может быть выведен непосредственно из закона Био-Савара. Теперь рассмотрим этот вывод для частного случая бесконечной прямой проволоки.

(рисунок) показывает произвольную плоскость, перпендикулярную бесконечному прямому проводу, ток которого I направлен за пределы страницы. Силовые линии магнитного поля представляют собой окружности, направленные против часовой стрелки и центрированные на проводе. Для начала рассмотрим замкнутые трассы M и N . Обратите внимание, что один путь ( M ) охватывает провод, а другой ( N ) — нет. Поскольку силовые линии круглые, это произведение B и проекции dl на проходящую через окружность. Если радиус этой конкретной окружности равен r , проекция равна и

Ток I длинного прямого провода направлен за пределы страницы.Интеграл равен и 0 соответственно для трасс M и N .

С предоставлено (Рисунок),

Для пути M , который проходит по проводу, и

Путь N , с другой стороны, проходит как через положительный (против часовой стрелки), так и через отрицательный (по часовой стрелке) (см. (Рисунок)), и, поскольку он закрыт, Таким образом, для пути N ,

Распространение этого результата на общий случай — это закон Ампера.

Закон Ампера

По произвольной замкнутой траектории,

, где I — полный ток, проходящий через любую открытую поверхность S , периметр которой является путем интегрирования. Необходимо учитывать только токи внутри пути интеграции.

Чтобы определить, является ли конкретный ток I положительным или отрицательным, согните пальцы правой руки в направлении пути интегрирования, как показано на (Рисунок). Если I проходит через S в том же направлении, что и ваш вытянутый большой палец, I положителен; если I проходит через S в направлении, противоположном вашему вытянутому большому пальцу, это отрицательно.

Стратегия решения проблем: закон Ампера

Чтобы рассчитать магнитное поле, создаваемое током в проводе (ах), выполните следующие действия:

  1. Определите симметрию тока в проводе (ах). Если симметрии нет, используйте закон Био-Савара для определения магнитного поля.
  2. Определите направление магнитного поля, создаваемого проводом (ами) по правилу правой руки 2.
  3. Выберите контурную петлю, в которой магнитное поле либо постоянное, либо нулевое.
  4. Рассчитайте ток внутри контура.
  5. Вычислите линейный интеграл вокруг замкнутого контура.
  6. Приравнять и решить для

Использование закона Ампера для расчета магнитного поля, обусловленного проводом Используйте закон Ампера для расчета магнитного поля, создаваемого постоянным током I в бесконечно длинном, тонком, прямом проводе, как показано на (Рисунок).

Возможные компоненты магнитного поля B из-за тока I , который направлен за пределы страницы.Радиальная составляющая равна нулю, потому что угол между магнитным полем и траекторией прямой.

Стратегия

Рассмотрим произвольную плоскость, перпендикулярную проводу, с током, направленным за пределы страницы. Возможные компоненты магнитного поля в этой плоскости и показаны в произвольных точках на окружности радиуса r с центром на проводе. Поскольку поле цилиндрически симметрично, оно не меняется и не меняется в зависимости от положения на этом круге. Также из-за симметрии радиальные линии, если они существуют, должны быть направлены либо внутрь, либо наружу от провода.Это означает, однако, что чистый магнитный поток должен проходить через произвольный цилиндр, концентричный с проводом. Радиальная составляющая магнитного поля должна быть равна нулю, потому что мы можем применить закон Ампера к круговой траектории, как показано.

Решение Этот путь постоянен и параллелен так

Таким образом, закон Ампера сводится к

Наконец, поскольку это единственный компонент, мы можем опустить нижний индекс и написать

Это согласуется с приведенным выше расчетом Био-Савара.

Значение Закон Ампера хорошо работает, если у вас есть способ интеграции, который дает результаты, которые легко упростить. Для бесконечного провода это легко работает с круговой траекторией вокруг провода, так что магнитное поле не учитывается при интегрировании. Если зависимость от траектории выглядит сложной, вы всегда можете вернуться к закону Био-Савара и использовать его для определения магнитного поля.

Расчет магнитного поля толстого провода по закону Ампера Радиус длинного прямого провода на (рис.) Составляет a , и по проводу проходит ток, который равномерно распределяется по его поперечному сечению.Найдите магнитное поле внутри и снаружи провода.

(а) Модель токоведущего провода радиуса a и тока (b) Поперечное сечение того же провода, показывающее радиус a и петлю Ампера радиусом r .

Стратегия

Эта задача имеет ту же геометрию, что и (рисунок), но замкнутый ток изменяется, когда мы перемещаем путь интегрирования из-за пределов провода внутрь провода, где он не захватывает весь заключенный ток (см. (Рисунок)).

Решение Для любой круговой траектории радиусом r , центрированной на проводе,

По закону Ампера это равно полному току, проходящему через любую поверхность, ограниченную путем интегрирования.

Сначала рассмотрим круговую траекторию внутри провода, как показано в части (a) (Рисунок). Нам нужен ток I , проходящий через область, ограниченную дорожкой. Она равна плотности тока в Дж, умноженной на замкнутой площади.Поскольку ток однороден, плотность тока внутри пути равна плотности тока во всем проводе, что составляет Следовательно, ток I , проходящий через область, ограниченную путем, равен

Мы можем учитывать это соотношение, потому что плотность тока Дж постоянна по всей площади провода. Следовательно, плотность тока на части провода равна плотности тока на всей площади. Используя закон Ампера, получаем

, а магнитное поле внутри провода —

За пределами провода ситуация идентична ситуации с бесконечным тонким проводом из предыдущего примера; то есть

Вариант B с r показан на (Рисунок).

Изменение магнитного поля, создаваемое током в длинном прямом проводе радиусом a .

Значение Результаты показывают, что по мере увеличения радиального расстояния внутри толстой проволоки магнитное поле увеличивается от нуля до известного значения магнитного поля тонкой проволоки. Вне провода поле спадает независимо от того, толстый он или тонкий.

Этот результат аналогичен тому, как закон Гаусса для электрических зарядов ведет себя внутри однородного распределения заряда, за исключением того, что закон Гаусса для электрических зарядов имеет однородное объемное распределение заряда, тогда как закон Ампера здесь имеет однородную область распределения тока.Кроме того, падение за пределы толстого провода аналогично тому, как электрическое поле спадает за пределами линейного распределения заряда, поскольку оба случая имеют одинаковую геометрию, и ни один из случаев не зависит от конфигурации зарядов или токов, когда петля выходит за пределы распространение.

Проверьте свое понимание Рассмотрите возможность использования закона Ампера для расчета магнитных полей конечного прямого провода и кольцевой петли провода. Почему это бесполезно для этих расчетов?

В этих случаях интегралы вокруг петли Ампера очень трудны из-за отсутствия симметрии, поэтому этот метод бесполезен.

Резюме

  • Магнитное поле, создаваемое током, идущим по любому пути, является суммой (или интегралом) полей, создаваемых сегментами вдоль пути (величина и направление, как для прямого провода), что приводит к общему соотношению между током и полем, известному как коэффициент Ампера. закон.
  • Закон Ампера можно использовать для определения магнитного поля по тонкой или толстой проволоке с помощью геометрически удобного пути интегрирования. Результаты соответствуют закону Био-Савара.

Концептуальные вопросы

Действует ли закон Ампера для всех закрытых путей? Почему обычно не используется для расчета магнитного поля?

Закон Ампера действителен для всех замкнутых путей, но он бесполезен для расчета полей, когда создаваемое магнитное поле не имеет симметрии, которая может быть использована подходящим выбором пути.

Глоссарий

Закон Ампера
физический закон, который гласит, что линейный интеграл магнитного поля вокруг электрического тока пропорционален току
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *