Формула расчета сечения провода: Страница не найдена – Совет Инженера

Как рассчитать поперечное сечение провода и его диаметр

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

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

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

Порядок проведения расчётов

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

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

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

Бывают ситуации, когда в наличии просто нет ни штангенциркуля, ни микрометра. В таком случае сделать соответствующие замеры мы вполне сможем и при помощи простой линейки. Но здесь может встать необходимость покупать тестовый кусок, так как очистить от изоляции придётся сантиметров 10-15, и маловероятно, что это разрешат сделать бесплатно.

Как только провод освобождён от изоляции, его стоит намотать на цилиндрическую часть отвёртки. Обращайте внимание, чтобы витки прилегали как можно плотнее друг к другу, не оставляя зазоров. Концы с краёв должны быть выведены в одну из сторон, чтобы получившиеся витки имели законченную форму. Что касается количества витков, то это не принципиально, хотя лучше делать их 10, так как легче будет вести расчёт.

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

.

Вычисление с помощью формулы

Когда мы выяснили, каков диаметр провода, можно переходить непосредственно к определению его сечения. Понятно, что провод имеет форму круга в поперечнике. Следовательно, для расчёта необходимо применить формулу площади круга. Таким образом мы узнаем площадь поперечного сечения проводника.

Где:

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

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

S = π * R² = 3,14 * 0,34² = 0,36² мм

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

Теперь вы всегда сможете определить

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

Таблица диаметров и их площадь сечения

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

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

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

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

Кроме этого, нелишним будет внимательно проверить изоляцию. Она должна быть ровной, однородной, без повреждений и других дефектов. В погоне за прибылью производители дешёвой продукции идут на любые ухищрения, чтобы как-то сэкономить на материале. Поэтому дешевизна далеко не всегда может оказаться выгодной.

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

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

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

Калькулятор расчёта сечения кабеля

Любой профессиональный электрик, даже начинающий и, следовательно, неопытный, должен знать, каким образом провести расчет сечения кабеля. Ошибка в вычислениях — и ожидать стопроцентной безопасности эксплуатации электрической энергии нельзя.

С какой целью делается расчет сечения кабеля

В чем же такая неоспоримая важность этого умения? А встречный вопрос – вам безопасность при пользовании электрической энергией важна? Он даже не предполагает какого-либо ответа, кроме «да, очень». Значит, думаем по порядку.

Основное русло для передачи электричества – это кабель и провод. Ток «разбегается» по ним к нашим розеткам, плитам, светильникам и так далее. Если не рассчитать всего, до чего должен добраться ток, можно запросто «перегрузить» проводку. Она начнет нагреваться, стараясь обеспечить потребность. Изоляция оплавится и повредится (мы говорим «перегорела»), а это чревато, понятно, немалыми опасностями. Так что расчет сечения кабеля по нагрузке важен настолько, насколько важна вам ваша безопасность.

Первый помощник электрика — калькулятор сечения кабеля

Безошибочно сделать вычисления поможет специальный онлайн- калькулятор. Все алгоритмы введены в программу – и печальный «человеческий фактор» здесь роли не получит.

На производстве, да и зачастую в быту, нынче используются оборудование/электроприборы большой мощности. Значит, нужен расчет сечения кабеля по мощности. Находим калькулятор, задаем параметры мощности – они всегда значатся в паспорте агрегатов и на корпусе изделия. Калькулятор оснащен удобной таблицей – нужно только ввести все данные.

Полученные расчеты применимы и без учета индуктивности сопротивления линии (допустимый спад напряжения в калькуляторе берется 5% — это норма ГОСТа 13109-97).

Калькулятором легко рассчитать и другой не менее нужный в общей безопасности пункт, как сечение кабеля по длине. Если есть монтажная схема и известен ее масштаб, длину определяют, просто измерив расстояния между щитками, выключателями, розетками, распаечными коробками и так далее. К каждому отрезку прибавить до 10 см для скруток.

Электрификация жилища — сложный и трудоемкий процесс. Во многом это связано с увеличением количества разных приборов в доме. Используя калькулятор, специалист сможет без труда и, главное, без ошибок, сделать расчет сечения проводов кабелей. И сделает это быстрее. Как пример – насколько расчет сечения медного кабеля отличается от аналогичного по кабелю из алюминия. Если вы выбрали не медный, а на алюминиевый, то в следствие худшей проводимости пришлось бы выбирать большее сечение. Для медного отлично подходит сечение 2,5 мм квадратных, а для алюминиевого это значение — более 4 мм квадратных.

Интернет-услуги для электриков предлагают расчет сечения кабеля онлайн. Это удобно.Ведь каждая формула расчёта сечения кабеля, которую еще не выучил назубок электрик – всегда под рукой, в смысле буквальном – набрал в поисковике «калькулятор сечения» — вводи свои данные. Ошибка исключена.

Пример расчета сечения кабеля — Расчет сечения провода по потребляемой мощности

Для чего нужен расчёт сечения кабеля

В главную очередь, проведение этой несильно сложной процедуры необходимо для обеспечения безопасности как самого помещения, так и находящихся в нём людей. На сегодня человечеством не изобретено более удобного метода распределения и доставки электрической энергии до потребителя, как по проводам. Людям практически ежедневно необходимы услуги электрика — кто-то нуждается в подключении розетки, кому-то необходимо установить светильник и т. д.

Из этого выходит, что с операцией подбора требуемого сечения связана даже такая, казалось бы, незначительная процедура, как установка нового светильника. Что же тогда говорить о подключении электрической плиты или водонагревателя? Несоблюдение норм может привести к нарушению целостности проводки, что нередко становится причиной короткого замыкания или даже поражения электрическим током.

Если при выборе сечения кабеля допустить ошибку, и приобрести кабель с меньшей площадью проводника, то это приведёт к постоянному нагреву кабеля, что станет причиной разрушения его изоляции. Естественно, все это негативно влияет на продолжительность эксплуатации проводки — нередки случаи, когда через месяц после успешного монтажа электропроводка переставала работать, и требовалось вмешательство специалиста.

Следует помнить, что от правильно подобранного значения сечения кабеля напрямую зависит электро и пожаробезопасность в здании, а значит, и жизнь самих жильцов. Конечно, каждый собственник желает как можно больше сэкономить, но не стоит делать это ценой своей жизни, ставя её под угрозу — ведь в результате короткого замыкания может случиться пожар, который вполне может уничтожить все имущество.

Во избежание этого, перед началом электромонтажных работ следует подобрать кабель оптимального сечения. Для подбора необходимо учитывать несколько факторов:

• общее количество электротехнических устройств, находящихся в помещении;
• совокупную мощность всех приборов и потребляемую ими нагрузку. К полученному значению следует добавить «про запас» 20–30%;
• затем, путём нехитрых математических расчётов, перевести полученное значение в сечение провода, учитывая при этом материал проводника.

Внимание! Ввиду более низкой электропроводимости, провода с алюминиевыми жилами должны приобретаться с большим сечением, нежели медные.

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

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

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

Что еще влияет на нагрев проводов

Сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:

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

Как правильно определить сечение провода

С теорией закончили. Пора переходить к основному вопросу темы – как же определить требуемое сечение токонесущей жилы для различных условий эксплуатации электропроводки. Здесь возможны несколько вариантов поиска нужного результата. Выбрать можно тот, который покажется наиболее удобным или подходящим к конкретному случаю.

Расчет через допустимую плотность тока

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

Проведение точных теплотехнических расчетов – дело очень непростое. Но специалисты уже многое сделали в этом плане, так что можно воспользоваться их наработками. В частности, ими просчитана безопасная плотность тока, которая не вызывает опасного нагрева проводника до температур, способных вызвать плавление наиболее распространенной в наше время ПВХ или ПЭ изоляции. Так, для проводников, находящихся в условиях условной комнатной температуры (+20℃), эта плотность тока составляет:

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

Сразу оговорим разницу между открытой и закрытой проводками.

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

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

Например, на какую плотность тока следует ориентироваться, если планируется проложить медную проводку в кабель-канале для подключения ТЭНа в сушилке, в которой будет поддерживаться температура +50 ℃? По таблице плотность тока G для закрытой медной проводки равна 4 А/мм². Разница между нормой температуры и планируемым режимом равна 50 – 20 = 30 ℃. То есть понижающий коэффициент должен быть учтен трижды. Но столько это означает не 0,9 × 3, а 0,9³: G = 4 × 0,9 × 0,9 × 0,9 = 4 × 0,9³ = 4 × 0,729 = 2,92 А/мм² На этот показатель плотности и придется ориентироваться для создания безопасной в данных условиях проводки.

Еще один пример. Скажем, в уже рассмотренных условиях проводка прокладывается для подключения двух обогревателей мощностью по 750 ватт каждый. Суммарная нагрузка по мощности на линию получается: Р = 750 + 750 = 1500 Вт Пересчитаем ее в необходимый ток при напряжении 220 вольт: I = P / U = 1500 / 220 = 6.8 А Нормальная плотность тока для таких условий эксплуатации была нами подсчитана – 2,92 А/мм². То есть ничего уже не стоит подсчитать то сечение медной жилы, которое обеспечит безопасную плотность: S = I / G = 6.8 / 2.92 = 2.33 мм²

Естественно, полученное значение приводится к ближайшему с округлением в большую сторону. То есть для прокладки проводки в указанных условиях подойдет медный провод сечением 2. 5 мм². В принципе, по такому же принципу можно проводить расчеты и для любых других помещений. В том числе для линий, к которым планируется подключить несколько электрических приборов различной мощности.

При этом суммарную мощность линии можно подсчитать так: ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) × Кс × Кз В скобках — мощности подключаемых к линии электроприборов, от 1 до n. Кс – так называемый коэффициент спроса. Вряд ли все подключенные в линии приборы будут работать одновременно. То есть этот коэффициент учитывает вероятность их одновременного включения.

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

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

Еще один важный нюанс. Реальная мощность электрического прибора может оказаться выше номинальной, указанной в паспорте. Это связано с понятиями активной и реактивной мощностей. Не будем вдаваться особо в физику этого явления, скажем лишь, что полная мощность для некоторых типов нагрузки рассчитывается по формуле:

• Pп = Pn / cos φ
• Pп — полная мощность;
• Pn — указанная в паспорте номинальная мощность;
• cos φ — коэффициент мощности, равный косинусу угла φ — смещения фаз тока и напряжения.

Такое смещение свойственно приборам с мощным электроприводом, с высокой индуктивной нагрузкой (трансформаторами, дросселями). Значение cos φ для такой техники также указывается в паспорте изделия. Значения номинальной мощности и cos φ на шильдике асинхронного двигателя. В бытовых условиях подобные приборы встречаются нечасто, но все же если линия проводится, скажем, для питания мощного насоса, компрессора, электродвигателя, для сварочного поста – лучше этим показателем не манкировать.

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

В поля ввода программы необходимо ввести запрашиваемые данные:

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

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

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

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

Расчет сечения по мощности потребителей

Основное назначение проводников – доставка электрической энергии к потребителям в необходимом количестве. Поскольку в обычных условиях эксплуатации сверхпроводники не доступны, приходится принимать в расчет сопротивление материала проводника. Расчет необходимого сечения проводников и кабелей в зависимости от общей мощности потребителей основан на продолжительном опыте эксплуатации.

Сечение кабеля – одна из основных величин в подборе его для устройства проводки. Сечение определяет, какой мощности ток способен проводить кабель без перегрева из-за превышения мощности. Основой кабеля является однопроволочная или многопроволочная медная жила, которая в сечении может быть круглой, треугольной или прямоугольной. Если в проводнике больше двух жил, то они чаще всего скручиваются. Номинальное сечение многожильных изделий представляет собой сумму сечений всех имеющихся жил.

Общий ход вычислений начнем с того, что сначала проводим расчеты, используя формулу: P = (P1+P2+..PN)*K*J,

Где:

• P – мощность всех потребителей, подключенных к рассчитываемой ветке в Ваттах.
• P1, P2, PN – мощность первого потребителя, второго, n-го соответственно, в Ваттах.

Получив результат по окончанию вычислений по вышеприведенной формуле, настал черед обратиться к табличным данным.

Теперь предстоит выбор необходимого сечения по таблице 1.

Таблица 1. Сечение жил проводов всегда необходимо выбирать в ближайшую большую сторону (+)

Этап #1 — расчет реактивной и активной мощности

Мощности потребителей указаны в документах на оборудование. Обычно в паспортах оборудования указана активная мощность вместе с  реактивной мощностью. Устройства с активным видом нагрузки превращают всю полученную электрическую энергию, с учетом КПД,  в полезную работу: механическую, тепловую или в другой ее вид.

К устройствам с активной нагрузкой относятся лампы накаливания, обогреватели, электроплиты. Для таких устройств расчет мощности по току и напряжению имеет вид: P = U * I,

Где:

• P – мощность в Вт;
• U – напряжение в В;
• I – сила тока в А.

Устройства с реактивным видом нагрузки способны накапливать энергию поступающую от источника, а затем возвращать. Происходит такой обмен за счет смещения синусоиды силы тока и синусоиды напряжения.

При нулевом смещении фаз мощность P=U*I всегда имеет положительное значение. Такой график фаз силы тока и напряжения имеют устройства с активным видом нагрузки (I, i – сила тока, U, u – напряжение, π – число пи, равное 3,14)

К устройствам с реактивной мощностью относятся электродвигатели, электронные приборы всех масштабов и назначений, трансформаторы.

Когда есть смещение фаз между синусоидой силы тока и синусоидой напряжения, мощность P=U*I может быть отрицательной (I, i – сила тока, U, u – напряжение, π – число пи, равное 3,14). Устройство с реактивной мощностью возвращает накопленную энергию обратно источнику

Электрические сети построены таким образом, что могут производить передачу электрической энергии в одну сторону от источника к нагрузке. Поэтому возвращенная энергия потребителя с реактивной нагрузкой является паразитной и тратится на нагрев проводников и других компонентов. Реактивная мощность имеет зависимость от угла смещения фаз между синусоидами напряжения и тока. Угол смещения фаз выражают через cosφ.

Для нахождения полной мощности применяют формулу: P = Q / cosφ,

Где Q – реактивная мощность в ВАрах.

Обычно в паспортных данных на устройство указана реактивная мощность и cosφ.

Пример: в паспорте на перфоратор указана реактивная мощность 1200 ВАр и cosφ = 0,7. Следовательно, общая потребляемая мощность будет равна:

P = 1200/0,7 = 1714 Вт

Если cosφ найти не удалось, для подавляющего большинства электроприборов бытового назначения cosφ можно принять равным 0,7.

Этап #2 — поиск коэффициентов одновременности и запаса

K – безразмерный коэффициент одновременности, показывает сколько потребителей одновременно может быть включено в сеть. Редко случается, чтобы все устройства одновременно потребляли электроэнергию. Маловероятна одновременная работа телевизора и музыкального центра. Из устоявшейся практики K можно принять равным 0,8. Если Вы планируете использовать все потребители одновременно, K следует принять равным 1.

J – безразмерный коэффициент запаса. Характеризует создание запаса по мощности для будущих потребителей. Прогресс не стоит на месте, с каждым годом изобретаются все новые удивительные и полезные электрические приборы. Ожидается, что к 2050 году рост потребления электроэнергии составит 84%. Обычно J принимается равным от 1,5 до 2,0.

Этап #3 — выполнение расчета геометрическим методом

Во всех электротехнических расчетах принимается площадь поперечного сечения проводника – сечение жилы. Измеряется в мм². Часто бывает необходимо узнать, как грамотно рассчитать сечение провода по диаметру проволоки проводника. В этом случае есть простая геометрическая формула для монолитного провода круглого сечения: S = π*R2 = π*D2/4, или наоборот D = √(4*S / π)

Для проводников прямоугольного сечения: S = h * m,

Где:

• S – площадь жилы в мм2;
• R – радиус жилы в мм;
• D – диаметр жилы в мм;
• h, m – ширина и высота соответственно в мм;
• π – число пи, равное 3,14.

Если Вы приобретаете многожильный провод, у которого один проводник состоит из множества свитых проволочек круглого сечения, то расчет ведут по формуле:

S = N*D2/1,27,

Где N – число проволочек в жиле.

Провода, имеющие свитые из нескольких проволочек жилы , в общем случае имеют лучшую проводимость, чем монолитные. Это обусловлено особенностями протекания тока по проводнику круглого сечения. Электрический ток представляет собой движение одноименных зарядов по проводнику. Одноименные заряды отталкиваются, поэтому плотность распределения зарядов смещена к поверхности проводника.

Другим достоинством многожильных проводов является их гибкость и механическая стойкость. Монолитные провода дешевле и применяют их в основном для стационарного монтажа.

Этап #4 —рассчитываем сечение по мощности на практике

Задача: общая мощность потребителей на кухне составляет 5000 Вт (имеется ввиду, что мощность всех реактивных потребителей пересчитана). Все потребители подключаются к однофазной сети 220 В и имеют запитку от одной ветки.

Таблица 2. Если вы планируете в будущем подключение дополнительных потребителей, в таблице представлены необходимые мощности распространенных бытовых приборов.

Решение:

Коэффициент одновременности K примем равным 0,8. Кухня место постоянных инноваций, мало ли что, коэффициент запаса J=2,0. Общая расчетная мощность составит: P = 5000*0,8*2 = 8000 Вт = 8 кВт Используя значение расчетной мощности, ищем ближайшее значение в таблице 1.

Ближайшим подходящим значением сечения жилы для однофазной сети является медный проводник с сечением 4 мм². Аналогичный размер провода с алюминиевой жилой 6 мм². Для одножильной проводки минимальный диаметр составит 2,3 мм и 2,8 мм соответственно. В случае применения многожильного варианта сечение отдельных жил суммируется.

Как рассчитать сечения кабеля по мощности

При достаточном значении сечения кабеля электрический ток будет проходить до потребителя, не вызывая нагрева. Почему происходит нагрев? Постараемся объяснить максимально доступно. К примеру, в розетку включён чайник потребляемой мощностью 2 киловатта, но идущий к розетке провод может передать для него ток мощностью только 1 киловатт. Пропускная способность кабеля связана с сопротивлением проводника — чем оно больше, тем меньший ток может передаваться по проводу. В результате высокого сопротивления в проводке и происходит нагрев кабеля, постепенно разрушающий изоляцию.

При соответствующем сечении электрический ток доходит до потребителя в полном объёме, и нагревание провода не происходит. Поэтому, проектируя электропроводку, следует учитывать потребляемую мощность каждого электрического прибора. Это значение можно узнать из технического паспорта на электроприбор или из наклеенной на нём этикетки. Суммируя максимальные значения и используя нехитрую формулу:

I=(P1+P2+…+Pn)/220

и получаем значение общей силы тока. Pn обозначает указанную в паспорте мощность электроприбора, 220 – номинальный вольтаж. Для трехфазной системы (380 В) формула выглядит так:

I=(P1+P2+…. +Pn)/√3/380.

Полученное значение I измеряется в Амперах, и на основании него и подбирается соответствующее сечение кабеля. Известно, что пропускная способность медного кабеля составляет 10 А/мм, для алюминиевого кабеля значение пропускной способности составляет 8 А/мм. Для того чтоб рассчитать сечение кабеля нужно величину тока разделить на 8 или 10, в зависимости от вида кабеля. Полученный результат и будет размером сечения кабеля.

Например рассчитаем величину сечения кабеля для подключения стиральной машины, потребляемая мощность которой составляет 2400 Вт. I=2400 Вт/220 В=10,91 А, округлив получаем 11 А.

Дальше, чтоб увеличить запас прочности, согласно правилу “пяти ампер” к полученному значению силы тока нужно прибавить еще 5 А: 11 А+5 А=16 А. Если учитывать, что в квартирах используют трехжильные кабеля и посмотреть по таблице, то к 16 А близкое значение 19 А, поэтому для установки стиральной машины потребуется провод, сечение которого не меньше 2 мм².

	Откры- то		в одной трубе
		двух одно- жильных	трех одно- жильных	четырех одно- жильных	одного двух- жильного	одного трех- жильного
0,5	11	–	–	–	–	–
0,75	15	–	–	–	–	–
1	17	16	15	14	15	14
1,2	20	18	16	15	16	14,5
1,5	23	19	17	16	18	15
2	26	24	22	20	23	19
2,5	30	27	25	25	25	21
3	34	32	28	26	28	24
4	41	38	35	30	32	27
5	46	42	39	34	37	31
6	50	46	42	40	40	34
8	62	54	51	46	48	43
10	80	70	60	50	55	50
16	100	85	80	75	80	70
25	140	115	100	90	100	85
35	170	135	125	115	125	100
50	215	185	170	150	160	135
70	270	225	210	185	195	175
95	330	275	255	225	245	215
120	385	315	290	260	295	250
150	440	360	330	–	–	–
185	510	–	–	–	–	–
240	605	–	–	–	–	–
300	695	–	–	–	–	–
400	830	–	–	–	–	–

Формула расчета сечения кабеля по мощности

Позволяет подобрать сечение по потребляемой мощности и напряжению.

Для однофазных электрических сетей (220 В): I = (P × K и ) / (U × cos(φ) )

где:

• cos(φ) — для бытовых приборов, равняется 1
• U — фазовое напряжение, может колебаться в пределах от 210 V до 240 V
• I — сила тока
• P — суммарная мощность всех электрических приборов
• K и — коэффициент одновременности, для расчетов принимается значение 0,75

Для 380 в трехфазных сетях: I = P / (√3 × U × cos(φ))

Где:

• Cos φ — угол сдвига фаз
• P — сумма мощности всех электроприборов
• I — сила тока, по которой выбирается площадь сечения провода
• U — фазное напряжение, 220V

Как выбрать сечения проводника

Существует ещё несколько критериев, которым должно соответствовать сечение используемых проводов:

1. Длина кабеля. Чем больше провод по длине, тем большие в нём наблюдаются потери тока. Это происходит опять-таки в результате увеличения сопротивления, нарастающего по мере увеличения длины проводника. Особенно это ощущается при использовании алюминиевой проводки. При применении медных проводов для организации электропроводки в квартире, длина, как правило, не учитывается — стандартного запаса в 20–30% (при скрытой проводке) с лихвой достаточно, чтобы компенсировать возможные увеличения сопротивления, связанные с длиной провода.
2. Тип используемых проводов. В бытовом электроснабжении используются 2 типа проводников — на основе меди или алюминия. Медные провода качественнее и обладают меньшим сопротивлением, но зато алюминиевые дешевле. При полном соответствии нормам, алюминиевая проводка справляется со своими задачами не хуже медной, так что необходимо тщательно взвесить свой выбор перед покупкой провода.
3. Конфигурация электрощита. Если все провода, питающие потребителей, подключены к одному автомату, то именно он и будет являться слабым местом в системе. Сильная нагрузка приведёт к нагреву клеммных колодок, а несоблюдение номинала к его постоянному срабатыванию. Рекомендуется разделять электропроводку на несколько «лучей» с установкой отдельного автомата.

Для того, чтобы определить точные данные для выбора сечения кабелей электрической проводки, необходимо учитывать любые, даже самые незначительные параметры, такие как:

1. Вид и тип изоляции электрической проводки;
2. Длина участков;
3. Способы и варианты прокладки;
4. Особенности температурного режима;
5. Уровень и процент влажности;
6. Максимально возможная величина перегрева;
7. Разница в мощностях всех приемников тока, относящихся к одной и той же группе. Все эти и многие другие показатели позволяют значительно увеличить эффективность и пользу от использования энергии в любых масштабах. Кроме того, правильные расчеты помогут избежать случаев перегревания или быстрого истирания изоляционного слоя.

Для того, чтобы правильно определить оптимальное кабельное сечение для любых человеческих бытовых нужд, необходимо во всех общих случаях использовать стандартизированные следующие правила:

• для всех розеток, которые будут монтироваться в квартире, необходимо использовать провода с соответствующим сечением в 3,5 мм²;
• для всех элементов точечного освещения необходимо использовать кабеля электрической проводки с сечением в 1,5 мм²;
• что же касается приборов повышенной мощности, то для них следует использовать кабеля с сечением в 4-6 мм².

Если в процессе монтажа или расчетов возникают некоторые сомнения, лучше не действовать вслепую. Идеальным вариантом будет обратиться к соответствующей таблице расчетов и стандартов.

Сечение жил, проводящих ток (мм)	Медные жилы проводов и кабелей
	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
16	80	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	265	57,2	220	145,2
120	300	66	260	171,6

Таблица сечения алюминиевого кабеля

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

От верно подобранного сечения кабеля напрямую зависит безопасность объекта — поэтому необходимо подойти к процедуре выбора со всей ответственностью. Рекомендуется также проконсультироваться со специалистами перед приобретением проводов — опытный электрик подскажет наиболее оптимальный вариант.

Экономия при покупке часто выходит боком — нередко владельцы квартир или домов приобретают алюминиевый кабель взамен медного, не учитывая тот факт, что его сечение должно быть больше. В итоге смонтированная электропроводка сильно греется, и в течение достаточно малого времени требуется полная замена проводов, что не слабо ударит по кошельку собственника жилья. К тому же, это ещё и чрезвычайно опасно – многие любители сэкономить остались в итоге без крыши над головой.

Если возникли сомнения в собственных силах, рекомендуется обратиться к специалисту — только в этом случае можно гарантировать безопасность для жильцов и продолжительность работы новой электропроводки.

Выбор по таблице

Зная диаметр провода, можно определить его сечение по готовой таблице зависимости. Таблица расчета сечения кабеля по диаметру жилы выглядит таким образом:

Диаметр проводника, мм	Сечение проводника, мм2
0. 8	0.5
1	0.75
1.1	1
1.2	1.2
1.4	1.5
1.6	2
1.8	2.5
2	3
2.3	4
2.5	5
2.8	6
3.2	8
3. 6	10
4.5	16

Когда сечение известно, можно определить значения допустимых мощности и тока для медного или алюминиевого провода. Таким образом удастся выяснить, на какие параметры нагрузки рассчитана токопроводящая жила. Для этого понадобится таблица зависимости сечения от максимального тока и мощности.

В воздухе (лотки, короба,пустоты,каналы)						Сечение,кв.мм	В земле
Медные жилы			Алюминиевые жилы				Медные жилы			Алюминиевые жилы
Ток. А	Мощность, кВт		Тон. А	Мощность, кВт			Ток, А	Мощность, кВт		Ток. А	Мощность,кВт
	220 (В)	380 (В)		220(В)	380 (В)			220(В)	380 (В)		220(В)
19	4.1	17.5				1,5	77	5. 9	17.7
35	5.5	16.4	19	4.1	17.5	7,5	38	8.3	75	79	6.3
35	7.7	73	77	5.9	17.7	4	49	10.7	33. S	38	8.4
*2	9.7	77.6	37	7	71	6	60	13.3	39.5	46	10.1
55	17.1	36.7	47	9.7	77.6	10	90	19.8	S9. 7	70	15.4
75	16.5	49.3	60	13.7	39.5	16	115	753	75.7	90	19,8
95	70,9	67.5	75	16.5	49.3	75	150	33	98. 7	115	75.3
170	76.4	78.9	90	19.8	59.7	35	180	39.6	118.5	140	30.8
145	31.9	95.4	110	74.7	77.4	50	775	493	148	175	38. 5
ISO	39.6	118.4	140	30.8	97.1	70	775	60.5	181	710	46.7
770	48.4	144.8	170	37.4	111.9	95	310	77.6	717.7	755	56. 1
760	57,7	171.1	700	44	131,6	170	385	84.7	753.4	795	6S
305	67.1	700.7	735	51.7	154.6	150	435	95.7	786.3	335	73. 7
350	77	730.3	770	59.4	177.7	185	500	110	379	385	84.7

 

Заключение

Теперь вы знаете, как произвести расчет сечения провода по потребляемой мощности (определение важных характеристик и прочих мелких факторов вам отныне известно). Исходя из всех вышеперечисленных данных, вы сможете самостоятельно, не прибегая к помощи профессионалов, составить правильно план электроснабжения для своего дома или квартиры.

Полезное видео по теме

Расчет сечения проводника по формулам:

Рекомендации специалистов по подбору кабельно-проводниковой продукции:

Источники

• http://remontnichok.ru/elektrichestvo/raschet-secheniya-kabelya-po-moshchnosti-prakticheskie-sovety-ot-professionalov
• https://www.boncom.by/papers/raschet-secheniya-kabelya
• https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/elektroxozyajstvo/raschet-secheniya-kabelya-po-toku.html
• https://sovet-ingenera.com/elektrika/provodka/raschyot-secheniya-kabelya.html
• https://220-help.su/cable-sechenie/
• https://SystemsSec.ru/info/calc/raschet-secheniya-kabelya-po-diametru/
• https://FB.ru/article/246807/raschet-secheniya-provoda-po-potreblyaemoy-moschnosti-osobennosti-rascheta

Как рассчитать сечение токоведущей жилы кабеля

Главным условием корректной и бесперебойной работы электроприборов и оборудования является правильно спроектированная система электроснабжения. Здесь важно правильно выполнить расчет сечения токоведущей кабеля — это должно осуществляться в соответствии с действующими правилами устройства электроустановок — ПУЭ Глава 1.3 седьмая редакция.

Основные способы расчета сечения токоведущей жилы кабеля

Основными параметрами, которые необходимо учитывать при расчете сечения токоведущей жилы кабеля являются:

• Р — мощность (кВт).
• І — номинальный ток сети (А).
• U — напряжение сети (B).
• количество фаз.
• материал, из которого изготовлен проводник.

Чтобы разобраться, как рассчитать сечение токоведущей жилы кабеля для бытовых нужд рассмотрим стандартные двухкомнатные квартиры.

Порядок расчета сечения

1) Необходимо определить суммарное значение потребляемой мощности отдельно для каждого помещения, а затем эти показатели сложить. Например, суммарная мощность в кухне рассчитывается следующим образом:

• освещение — две лампочки по 100 ватт.

• вытяжка — 100 ватт.

• холодильник — 350 ватт.

• хлебопечка — 450 ватт.

Все эти значения следует сложить — 2х100+100+350+450= 1100 Ватт. Такие же расчеты необходимо произвести и для остальных помещений.после этого, полученные результаты суммируются и получается общее значение потребляемой мощности. На сегодняшний день средний такой показатель составляет 7,5-8 кВт.

2) Выбрать материал жил кабеля. Обычно это алюминий или медь.

3) Определиться с напряжением в сети и количеством фаз. В большинстве случаев, это однофазная сеть с напряжением в 220 вольт. В некоторых домах бывает и трехфазная сеть с напряжением в 380 вольт. Чаще всего, в индивидуальных домах и частных отелях.

Важно учитывать. При расчете суммарной мощности необходимо всегда полученное значение округлять в большую сторону. Если же в результате расчет получается целое число, то к нему следует добавить 1.0. Это делается для того, чтобы система электроснабжения имела определенный запас прочности.

 

Еще один важный момент в расчете суммарной мощности — если планируется в дальнейшем приобретение какого-либо электрооборудования или электроприборов (микроволновка, кухонный комбайн, посудомоечная машина), то их мощность тоже нужно учитывать.

После того как выполнен расчет суммарной мощности потребляемой энергии необходимо выбрать материал, из которого выполнены жилы кабеля. Подбор провода или кабеля можно осуществлять по специальным таблицам, которые имеются в сети интернет и в специальной литературе. В нашем случае, значение сечения кабеля для алюминия будет составлять 6 мм2. (одна фаза — 220 В. или 4 мм2. — медная жила). При трехфазном подключении применяют понижающий коэффициент. Например, если общая потребляемая мощность составляет 7,5 кВт., то требуется кабель, сечением в 1,5 мм2. — медь и 2,5 мм2. — алюминий.

 

Токоведущие жилы кабеля по нагрузке

При этом варианте расчетов, за основной показатель берется предельно допустимая нагрузка (сила тока).

 

Чтобы рассчитать силу тока, проходящего в сети, необходимо суммарную мощность оделить на напряжение сети — нашем случае — это 7500/220 = 34,09 — это ток нагрузки. По действующим нормативам, принято использовать следующее соотношение — 1 мм2. сечение токоведущей жилы приходится 4 А. Значит получается 34,09/4 = 8,52 мм2. После этого, обратившись к специальным таблицам производится подбор сечения токопроводящих жил в зависимости от материала проводника, напряжения и количества фаз.

Программа для расчета сечения токоведущей жилы кабеля

Для тех, кто не знает, как рассчитать сечения токоведущей жилы кабеля или сомневается в правильности своих вычислений, существует специальная программа, с помощью которой можно быстро и точно осуществить расчет сечения токоведущей жилы кабеля. Для этого достаточно скачать на ПК (бесплатно), ввести необходимые параметры ми получить результат. Скачать можно здесь http://www.vip-montazh.com/#!raschet-sechenija-kabelej/c1ew7.

 

Сечение провода что такое. Расчет сечения электропровода, расчет сечения проводов и кабелей

Вопрос выбора сечения проводов и кабелей для прокладки в часном доме, котежде, производственном помещении очень серьезный, т.к. при недостаточном сечении проводника он начнет греться, разрушая тем самым изоляцию провода, а при значительном превышении силы тока в проводнике он может перегореть и повлечь за собой печальные последствия. У каждого кабеля есть номинальная мощность, которую он способен выдержать при работе электроприборов. Если мощность всех электроприборов в здании будет превышать расчетный показатель проводника для конкретного провода (кабеля), то в скором времени аварии не избежать.

Что бы правильно рассчитать сечения проводников в доме необходимо сумировать мощность всех электроприборов которые будут нагружены на расчетный проводник и по полученному значению мощности выбрать из соответствующей таблицы (таблицы и примеры приведены ниже) сечение провода (кабеля). Если приборов много (более 4), то необходимо полученный результат умножить на коэффициент одновременной работы всех электроприборов (т.к. все приборы не будут использоваться одновременно), он выбирается в пределах 0,7-0,8.

Формула расчета имеет вид:

Pобщ = (P1+P2+P3+…+Pn)*0.8,

Где: P1..Pn–мощность каждого электроприбора, кВт

Таблицы выбора сечения кабеля по мощности:

Как видно из таблицы, для каждого определенного вида провода (кабеля) табличные значения имеют свои данные. И если в таблице нет того значения мощности, которое получилось у вас расчетным путем (по формуле выше) то выбирается ближайшее значение мощности, которое есть в таблице и выбирается соответствующий диаметр жил.

Пример расчета сичения кабеля по суммарной мощности

Мы подсчитали, что суммарная мощность всех электроприборов на кухне составляет 15 кВт. Данное значение необходимо умножить на коэффициент 0,8, что в результате даст 12 кВт действительной нагрузки.

Далее в таблице ищем подходящее значение в колонке. Для даного примера и однофазной сети (напряжение 220В) выбираем ближайшее большее значение «15,4» КВт из таблицы для медных проводов получаем сечение проводников 10 кв.мм.

Если предполается использовать алюминиевые провода, то выбираем ближайшее большее значение «13,2» КВт из таблицы для алюминиевых проводов, и получаем сечение проводников 16 кв.мм.

Как видно в расчетах по выбору сечения проводников нет ничего сложного!

Расчет сечения кабеля по току более точный, поэтому предпочтительнее пользоваться им. Принцип расчета аналогичен предыдущему, только в данном случае необходимо определить токовую нагрузку на электропроводку.

Первым делом по формулам ниже расчитываем силу тока по каждому из электроприборов или замеряем токовыми клещами.

Если в доме однофазная сеть, необходимо воспользоваться следующей формулой:

Для трехфазной сети формула будет иметь вид:

Где, P – мощность электроприбора, кВт

cos Фи- коэффициент мощности

Далее суммируем все токи и по табличным значениям выбраем сечение кабеля в зависимости от тока.

Обращаем Ваше внимание на то, что от условий прокладки проводника будут зависеть значения табличных величин. При монтаже открытой электропроводки токовые нагрузки и мощность будут большими, чем при прокладке в закрытым способом.
Следует отметить, что полученное суммарное значение токов рекомендуется округлить в большую сторону до табличного значения.

Заключительный этап определения диаметра кабеля – по длине. Суть следующих вычислений заключается в том, что каждый проводник имеет свое сопротивление, которое с увеличением протяженности линии способствует потерям тока (чем больше расстояние, тем больше и потери). В том случае, если величина потерь превысит отметку в 5%, необходимо выбрать проводник с жилами большего сечения.

Для вычислений используется следующая методика:

• Рассчитывается суммарная мощность электроприборов и сила тока.
• Рассчитывается сопротивление электропроводки. Формула имеет следующий вид: удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах). Получившееся значение необходимо разделить на выбранное поперечное сечение кабеля.

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Обращаем Ваше внимание на то, что длина прохождения тока должна умножаться в два раза, т.к. ток изначально идет по одной жиле, а потом возвращается назад по другой.

• Рассчитываются потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.
• Определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
• Итоговое число анализируется. Если значение меньше 5%, оставляем выбранный диаметр жилы. В противном случае подбираем более «толстый» проводник.



Как определить сечение провода (кабеля) для ввода в дом или квартиру?

Самое первое, что нам нужно сделать, это рассчитать общую потребляемую мощность своей квартиры или дома. Как же это сделать? Да очень просто. Берем листок бумаги и пишем туда весь перечень электрических приборов, которые будут питаться от нашего кабеля.

Например:

• чайник
• микроволновая печь
• стиральная машина
• электрическая плита
• холодильник
• компьютер
• телевизор
• светильники
• утюг
• кондиционер.

У каждого электрического прибора имеется своя установленная мощность и указывается она в паспорте или на стикере. Напротив каждого электрического прибора пишем его мощность. Единица измерения — Ватт (Вт) или килоВатт (КВт). И считаем путем сложения суммарную установленную мощность своей квартиры, дома, дачи. Заметим, что расчет будем вести для однофазной (220 В) системы электроснабжения. Предположим, что у Вас получилось 16000 Вт или 16 КВт. Полученную мощность умножаем на коэффициент одновременного использования электроприборов (0,7-0,8) — этот коэффициент показывает, что Вы можете включить одновременно 70%-80% всего вышеперечисленного электрооборудования.

Для примера возьмем 0,8. 16000 х 0,8 = 12800 (Вт) = 12,8 (кВт) .

В зависимости от вида электропроводки (в воздухе или земле), материала жил и напряжения выбираем сечение. В данном примере у нас вводной кабель в квартиру выполнен медным трехжильным кабелем марки ВВГнг и проложен открыто. Получаем сечение кабеля 10 кв.мм.

Рассмотрим второй пример. Допустим, у нас в котедже имеется трехфазный асинхронный двигатель типа мощностью 550 (Вт), обмотки которого подключены звездой на напряжение 380 (В). Нам необходимо для него выбрать и определить сечение питающего кабеля. Смотрим номинальный ток двигателя при соединении звездой, указанный на бирке. Он составляет 1,6 (А) . Питающий кабель планируем приобрести медным, прокладывать будем по воздуху. Ищем соответствующие строки по таблице и находим необходимое сечение. Получаем 1,5 кв. мм. Сечение питающего кабеля для двигателя можно найти и по его мощности.

Сечение провода рассчитывают по следующей формуле:

S = π*r2 ,

где S — сечение провода, мм2; π — число равное 3,14; r — радиус провода, мм, который равен половине диаметра.

Диаметр провода токоведущей жилы без изоляции измеряют микрометром или штангенциркулем. Сечение жилы многопроволочных проводов и кабелей определяют по сумме сечений всех проволок.

Пользуются также другой формулой: S = 0,78d², где d – диаметр провода.

Flatwire — Fort Wayne Metals

Flatwire

Технологии производства

Flatwire, часто называемый ленточным проводом, обычно используется в устройствах, предназначенных для уменьшения профиля катетера или увеличения доступного размера просвета. Типичные применения включают страховочную проволоку в проволочном проводнике катетера, спиральные катушки в проволочном проводнике катетера и плетеную проволоку. Fort Wayne Metals использует две технологии производства для производства плоских проволок с закругленными краями разных типов: катаные плоские и тянутые.

---

Сравнение Flatwire

Оба продукта обладают гладкой блестящей поверхностью и жесткими допусками по размеру. Однако у каждого есть свои преимущества. Катаная плоская проволока имеет более крупную отливку, меньший изгиб, меньшее напряжение, вызываемое проволокой, и меньшую стоимость по сравнению с тянутой плоской проволокой, поскольку соотношение ширины / толщины увеличивается. Хотя вытянутый плоский провод имеет преимущество в виде улучшенных допусков по размеру, он часто используется для приложений, требующих более постоянных и жестких размеров.

---

Размер В наличии

Максимальная доступная ширина для обоих типов плоской проволоки зависит от толщины и сплава.Максимальное соотношение ширины и толщины катаной плоской проволоки составляет примерно десять к одному, с учетом сплава. Толщина скрученной плоской проволоки составляет 0,0003 дюйма. Толщина вытянутой плоской проволоки составляет 0,0015 дюйма. Стандартные допуски для каждого типа проволоки описаны ниже. В зависимости от ширины, толщины, сплава и соотношения ширина / толщина могут быть предложены как тянутый плоский провод, так и катанный плоский провод.

---

Катушка с плоской проволокой

Допуск толщины:

± 10% толщины с округлением до следующего 0.0001 «, минимум ± 0,0002».

Допуски по ширине:

± 10% ширины с округлением до следующих 0,0001 дюйма.

---

Рисованный Flatwire

Ширина или толщина		Допуск
Более	в том числе	Плюс или Минус
0,0000 «	0.0080 «	0,0002 «
0,0080 «	0,0120 «	0,0003 «
0,0120 «	0,0240 «	0,0004 «
0,0240 дюйма	0,0330 «	0,0005 «
0,0330 «	0,0440 «	0,0008 «
0,0440 «	–	0.0010 «

---

Предел прочности

Предел прочности на разрыв плоской проволоки определяется технологией изготовления. Предел прочности на растяжение в большинстве сплавов варьируется от отожженного до пружинного. Максимальный предел прочности на разрыв зависит как от самого сплава, так и от других требований, предъявляемых к указанной проволоке, например от литой.

---

Расчет площади поперечного сечения

При определении прочности на разрыв необходимо правильно рассчитать площадь поперечного сечения, используя коэффициенты преобразования плоской проволоки (см. Таблицу ниже).Поскольку скрученный и вытянутый плоский провод имеет кромки полного радиуса, необходимо определить необходимые корректировки для удаления углов прямоугольника из расчета площади. Точный расчет имеет жизненно важное значение, поскольку мельчайшие различия в площади поперечного сечения могут существенно повлиять на прочность на разрыв.

---

Коэффициенты преобразования Flatwire

Первый столбец — это ширина, разделенная на толщину. Коэффициент должен использоваться для расчета площади поперечного сечения (т.е. 0,010 «÷ 0,003» = 3.3; посмотрите 3,3, чтобы получить 0,984; 0,003 дюйма x 0,010 дюйма x 0,984 = 0,0000295; это площадь поперечного сечения).

---

Коэффициенты преобразования Flatwire

Ширина Толщина	Фактор	Ширина Толщина	Фактор
1,1	0,836	3,0	0,981
1.2	0,867	3,1	0,982
1,3	0,890	3,2	0,983
1,4	0,907	3,3	0,984
1,5	0,920	3,4	0,985
1,6	0.930	3,5	0,986
1,7	0,939	3,6	0,987
1,8	0,946	3,7–3,8	0,988
1,9	0,952	3,9-4,0	0,989
2,0	0,957	4.1-4,2	0,990
2,1	0,961	4,3–4,4	0,991
2,2	0,964	4,5–4,7	0,992
2,3	0,968	4,8-5,0	0,993
2,4	0,970	5.1-5.5	0,994
2,5	0,973	5,6-6,0	0,995
2,6	0,975	6,1-6,9	0,996
2,7	0,977	7,0-8,1	0,997
2,8	0,978	8.2-10.00	0,998
2,9	0,980	> 10,0	0,999

---

Прямолинейность: бросок и изгиб

Если прямолинейность критична для применения с плоской проволокой, то можно указать минимальный литой и / или максимальный изгиб. Бросок измеряется путем отрезания трехфутового куска от катушки и укладывания ее на край на плоской поверхности так, чтобы она образовывала круг или дугу.Размер круга или дуги — это слепок. Чтобы определить изгиб, отрезают небольшой отрезок плоской проволоки. Затем он размещается по ширине, а не по краю. Затем, удерживая провод посередине напротив прямой линии, расстояние, на которое свободные концы выступают от линии, измеряется как изгиб.

Размеры проволоки — AWG по сравнению с квадратным мм

Разница между проводами, кабелями и проводниками

Проволока представляет собой одиночный стержень из металла с небольшим отношением диаметра к длине.

Провод — это провод, предназначенный для пропускания электрического тока.
Многожильный провод — это проводник, состоящий из группы проводов. Эти провода обычно скручены вместе. Например, кабели могут обозначаться как 7/36. Это означает, что он состоит из 7 жил проволоки 36 калибра. (Из приведенной ниже таблицы многожильных проводов видно, что диаметр провода 7/36 составляет 28 AWG.

Кабель представляет собой одножильный провод или комбинацию изолированных друг от друга проводов (многожильный кабель).Кабели в нефтегазовой и нефтехимической промышленности обычно всегда изолированы и часто защищены бронированной оболочкой и называются бронированными кабелями. Как правило, многожильные проводники более гибкие и менее подвержены усталостному разрушению, чем одножильные провода.

Важность использования кабеля правильного сечения

Провода могут безопасно пропускать только ограниченное количество тока. Если ток, протекающий через провод, превышает допустимую нагрузку на провод, генерируется избыточное тепло.Этого тепла может быть достаточно, чтобы сжечь изоляцию вокруг провода и вызвать пожар. Следовательно, каждый проводник или кабель будет иметь определенную допустимую нагрузку по току, также иногда называемую его допустимой допустимой нагрузкой.

Увеличение диаметра или поперечного сечения проволочного проводника снижает его сопротивление и увеличивает его способность проводить ток.

Другой причиной выбора провода с увеличенной площадью поперечного сечения является ограничение падения напряжения по его длине — это особенно важно при длинных кабельных трассах и в искробезопасных (IS) цепях.

Ограничения выбора размера кабеля

Провода и кабели изготавливаются стандартных диаметров. При выборе кабелей обычно выбирают следующий стандартный размер по сравнению с рассчитанным.

Клеммы (например, Weidmuller, Phoenix и т. Д.), В которые будет заканчиваться кабель или провод, сделаны с учетом диапазона размеров. Помните о любых ограничениях, которые это может наложить на ваш выбор.

Стандартные сечения инструментов, электрических и силовых кабелей

Диаметр проволоки часто указывается в американских калибрах проволоки (AWG), а не в квадратных мм (квадратных мм) или дюймах.В таблицах размеров кабелей ниже указаны размеры обычных диаметров проводов и соответствующего AWG.

Приблизительный R.F. Сопротивление проводников прямоугольного сечения

Приблизительное R.F. Сопротивление проводников прямоугольного сечения
Вверх: w9cf Home

Кевин Шмидт, W9CF

В малых рамочных антеннах, таких как AEA-Isoloop, иногда используются прямоугольные провода с поперечным сечением, а иногда и круглого сечения трубка для антенного элемента.В этих антеннах резистивные потери важны для определения эффективности. Здесь я примерно рассчитать сопротивление элементов прямоугольного сечения. В целях проектирования мои результаты можно обобщить уравнением

d эффективный =,

(1)

где d _{эффективный} — диаметр проводника круглого сечения с той же р.ф. сопротивление, w — ширина прямоугольного проводник, а t — толщина, при t меньше w .Мой примерный расчет разумен, если:

1.

Ширина полосы намного меньше длины волны,

2.

Полоса находится достаточно далеко от других проводников, чтобы их поля не нарушайте раздачу,

3.

Полоска намного толще, чем толщина кожи.

Вы можете думать о вычислении как о решении для текущего распределения на жилах двухжильной открытой проводной ЛЭП где оба проводника имеют одинаковые прямоугольное сечение.Затем я позволил разделить два проводника становятся достаточно большими, поэтому поля от другого проводника не меняйте текущую раздачу.

Двухпроводная линия передачи с идеально проводящими проводами. работает в режиме ТЕМ. Решение уравнений Максвелла для этого режима можно рассчитать, решив более простая двумерная электростатическая задача для поверхности плотность заряда на проводах. Распределение поверхностного тока идентично к распределению заряда. Как только я получу распределение поверхностного заряда, Затем я применяю очень приблизительное возмущение граничных условий метод.Это тангенциальная составляющая магнитного поля сразу за пределами поверхность пропорциональна поверхностному току в этой точке. Если поверхность плоская, ток в хорошем, но несовершенном проводнике гаснет экспоненциально с увеличением расстояния до проводника. Обычная глубина кожи дает экспоненциальную скорость затухания. Очевидно, что возле углов предположение о плоском решении неверно. Однако если размеры проводника все большие по сравнению с глубиной скин-слоя, это приближение будет разумным, так как регионы, где он выходит из строя, будут только внести небольшой вклад в эффективное сопротивление.Настоящее возмущение метода граничных условий можно использовать для получения лучшего приближения возле углов проводника, но здесь я этого не делал. Используя это простое плоское приближение, сопротивление на единицу длины дирижера

где

— ток в проводнике, а интегралы — вокруг поверхности поперечное сечение проводника, — проводимость, и глубина кожи , и f это частота. Обратите внимание, что если ток равномерно распределен вокруг поверхности, что эта формула сводится к R = 1 / ( p ) где p — периметр поперечного сечения проводника.Эффективный диаметр d _{эффективный} рассчитывается как диаметр циркуляра сечение жилы с одинаковым сопротивлением,

d эффективный	знак равно
	знак равно		(4)

Поскольку J _z имеет ту же форму, что и плотность заряда, я могу используйте плотность заряда на месте Дж _z в уравнении.4

Чтобы рассчитать плотность заряда, я разделил поверхность на небольшие сегменты и предположила, что плотность заряда равна постоянная по каждому сегменту. Затем я решил величину зарядить каждый сегмент, требуя среднего потенциала на каждом сегмент должен быть таким же. На рисунках 1 и 2, Показываю рассчитанный плотность заряда как функция расстояния от края квадрата сечение проводника. Поверхность сгустки плотности заряда по углам. Рисунок 2 отображает расчетная плотность заряда и функция 0.124 x ^{— 1/3} . Расчетная плотность заряда имеет правильную x ^{— 1/3} расхождение только по углам как утверждает аналитическая теория, должно быть правдой.

Рисунок 1: Расчетная плотность заряда на проводнике квадратного сечения со стороной единицы длины как функция расстояния от угла.

Рисунок 2: Бревенчатый график расчетной плотности заряда на проводнике квадратного сечения со стороной единицы длины как функция расстояния от угла.Пунктирная линия функция 0,124 x ^{— 1/3} .

Применяя этот метод к плоской полосе прямоугольного сечения, Я рассчитал эффективный диаметр. Я увеличил количество базисных функций до тех пор, пока результаты не сойдутся с указанной точностью.

Таблица 1: Расчетный эффективный диаметр прямоугольных полос с различное соотношение ширины к толщине.

w / t	d эффективный / w
1	1.02
2	0,74
5	0,54
10	0,46
20	0,40
50	0,34
100	0,31

На рисунке 3 показан график этих результатов вместе с функцией приведенный в формуле. 1.

Рисунок 3: Участок расчетного эффективного диаметра прямоугольного сечения дирижер.Точки — это расчетные значения, а кривая — соответствуют этим данным и дается формулой. 1.

Чтобы убедиться, что код дает разумные результаты, я применил его к корпусу микрополосковой линии передачи с воздушной изоляцией. В этом случае подвешивается провод прямоугольного сечения. над плоскостью земли. Изначально я проверил используя некоторые числа из Термана, Справочные данные для радиоинженеров. Микрополоска результаты, по-видимому, получены из приближенного метода конформного отображения Ассадура и Римаи, Proc.IRE 40, 1651 (1952), но мои ценности неплохо согласуются и с более современными расчетами.

Микрополосковый проводник имеет ширину × , толщину × , как и наши предыдущие расчеты. Расстояние от низа полосы к заземляющему слою составляет х . Терман приводит следующую формулу для потерь в проводнике

Потери Терман дБ / фут = 7,25 x 10 — 5 ,

(5)

с графиком для значения.Используя тот же электростатический метод поскольку я использовал для изолированного проводника, я рассчитал сопротивление микрополосковые проводники. Я рассчитал характеристику полное сопротивление Z ₀ от емкости, а соотношение пропорционально затуханию.

В таблице 2 представлено сравнение значений 7,25 х 10 ^-5 от Термана и моих расчетов. При расчете потерь учитываются потери в медной пластине заземления. Я также дайте расчетное характеристическое сопротивление Z ₀ , и эффективный диаметр полосы.Это диаметр изолированного кругового стержня с той же с.н. сопротивление как просто зачистной провод (не заземляющий провод).

Таблица 2: Сравнение расчетов потерь для микрополосковой линии из моих расчетов и таблица Термана.

ш / в	т / ч	Терман	Моя ценность	% разница	Мой ( Z 0 )	Мой ( d эффективный )
10	.1	7,25 х 10 -5	7,16 х 10 -5	1	28,7	3,55 ч
1	,1	10,73 х 10 -5	9,46 х 10 -5	14	118,7	0,47 ч
10	.01	7,68 х 10 -5	8,42 х 10 -5	9	29.0	2,72 ч
3	.01	9,57 х 10 -5	9,90 х 10 -5	3	69,5	0,82 ч
2	.01	10,37 х 10 -5	10,82 х 10 -5	4	88,5	0,56 ч
1	.01	13,78 х 10 -5	13.18 х 10 -5	5	125,2	0,30 ч

Так что в основном мой код согласуется с Терманом в пределах от 5 до 10 процентов. Терман данные старые и недоступны. Более современные результаты могут быть найдено по ссылке http://www.mit.edu/~mcmahill/software/mstrip/mscalc.htm Это микрополосковый веб-калькулятор. Измените входные данные на этом веб-страницу для:

Ширина = 10
Длина = 1000
Частота = 30 ГГц
Er = 1.0001 (1 вызывает проблему)
H = 10
Tmet = 1
Rho = 1
Грубый = 0.0
Танд = 0,0
Физические единицы = мил
 

Затем нажмите кнопку — — — ->. Это дает калькулятору входные данные что соответствует w / h = 1, t / h = .1.

Ввод других моих значений в этот калькулятор дает Z ₀ значений, которые согласен в пределах 0,1 Ом от моего, и разумное согласие для значения потерь. В веб-описании указано, что Z ₀ лучше, чем на 1 процент правильного ответа; заявлено, что убытки меньше точный, но все же полезный.Преобразование чисел Термана и моих из таблицы 2 в те же единицы, которые дает веб-калькулятор результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3: Сравнение потерь, рассчитанных с помощью веб-калькулятора, мой расчет, и таблица Термана.

Ширина = w	H = h	Tмет = t	Калькулятор дБ / дюйм	Мой дБ / дюйм	Terman дБ / дюйм
100	10	1	0.1	0,103	0,105
10	10	1	0,14	0,137	0,155
100	10	,1	0,11	0,122	0,111
30	10	,1	0,13	0,143	0,138
20	10	,1	0,14	0.156	0,150
10	10	,1	0,18	0,190	0,199

Затем я использовал свой код и позволил увеличить высоту. Я использовал кусочный постоянная плотность заряда на проводниках со 100 элементами вдоль w и 50 вдоль t , за исключением бесконечных значений высоты, которые являются сходящиеся значения приведены в таблице 1.

Для h очень мало ток в нижней части полосы будет почти равномерный, и мы ожидаем, что d эффективный перейдет в 1 / =.32

Таблица 4: Расчетный эффективный диаметр ленточного проводника микрополосковая линия в зависимости от ее высоты для различных толщины.

Вт	т	ч	d эффективный
1	1	.001	,32
1	1	.01	,37
1	1	.1	.57
1	1	1	.98
1	1	10	1,06
1	1	100	1,06
1	1		1,02
1	,1	.001	,32
1	,1	.01	.35
1	,1	,1	.44
1	,1	1	.47
1	,1	10	.47
1	,1	100	.47
1	,1		,46
1	.01	.001	,32
1	.01	.01	,34
1	.01	,1	,35
1	.01	1	,29
1	.01	10	,29
1	.01	100	,29
1	.01		,31

Итак, все мои результаты, похоже, соответствуют стандартным микрополоскам. значения.По мере увеличения высоты появляется два эффекты. Один, значительный ток начинает течь по верхней поверхности полоске, это уменьшает сопротивление, и, во-вторых, ток «сгустки» по краям. Это увеличивает сопротивление. Эти два эффекта имеют тенденцию отменить.

Я также сделал некоторые расчеты для геометрии « стадиона ». Это полоса с шириной w и толщиной t , но края имеют полукруги диаметром t , поэтому нет острых углов и расчет сходится быстрее.Чтобы быть конкретным, поперечное сечение представляет собой прямоугольник шириной w — t и толщиной т , с добавлением по краям полукругов диаметром т . Расчет эффективного диаметра геометрии стадиона дает результаты в таблице 5

Таблица 5: Расчетный эффективный диаметр полос стадионов с различное соотношение ширины к толщине.

w / t	d эффективный / w
1	1.00
2	0,77
5	0,58
10	0,49
20	0,43
50	0,37
100	0,34

, который я подхожу к уравнению,

d эффективный = стадион геометрия

(6)

Согласно W6TNS на его веб-странице http: // www.gate.net/~donstone/aea.html , Iso-петля AEA имеет w = 1,5 дюйма, t = 0,063 дюйма, что, если вы верите в мои номера имеет с.ф. сопротивление эквивалентно диаметру около 0,6 дюйма трубка. Петля MFJ-1786 имеет круглый проводник диаметром 1,05 дюйма в соответствии с к рекламе MFJ в QST.

---

Подразделы

---

Вверх: w9cf Home

Калькулятор размера провода

ДАННЫЙ КАЛЬКУЛЯТОР ДЛЯ ОДНОПРОВОДНОГО ДАТЧИКА Калькулятор сечения автомобильного провода Это простой калькулятор для определения приблизительного сечения / размера провода на основе длины провода (в футах) и силы тока (в амперах) в обычных автомобильных приложениях.Это может быть полезно при самостоятельном ремонте или добавлении нестандартной проводки, чтобы убедиться, что каждая цепь не перегружена. При выполнении автомобильной проводки важно использовать правильный провод в надлежащем месте, и это также относится к рабочим температурам пластиковых кожухов проводов (изоляции). Вы не хотите запускать обычный дешевый провод в горячем моторном отсеке, поэтому убедитесь, что вы знаете температурный диапазон вашего приложения и температурный рейтинг используемого провода. Мы обнаружили, что в магазинах автомобильных запчастей «большие коробки» продаются провода GPT (провода общего назначения), которые мы не рекомендуем использовать при высоких температурах, например, под капотом.Вы вряд ли найдете провод GXL / TXL в магазине запчастей. При покупке провода вы можете увидеть провода с такими характеристиками, как — Провод GPT (SAE J1128-GPT) — Провод общего назначения с номиналом от -40F до 176F (Обычный провод, который можно найти в большинстве магазинов автозапчастей) GXL (SAE J1128-GXL) — Тонкая изоляция, автомобильный сшитый провод, номинал от -49F до 257F TXL (SAE J1128-TXL) — сверхтонкая изоляция, автомобильный сшитый провод с номиналом от -49F до 257F Провода GXL и TXL являются маслостойкими, газовыми, кислотными и в целом химически стойкими.Еще одно замечание о типе проволоки: тефлон и тефзель, как правило, очень хорошие, но дорогие. И всегда проверяйте рейтинги. Мы видели тефлоновые провода с температурным рейтингом 105 ° C (221F), что ниже типичных сшитых, как указано выше. Если вы собираетесь приобрести тефлоновую или тефзелевую проволоку, это будут проводники с серебряным покрытием и они будут дорогими. Типичный диапазон температур для тефлона составляет от -60 ° C до 200 ° C (от -76 ° F до 392 ° F), а для Tefzel — от -70 ° C до 150 ° C (от -94 до 302 ° F). Иногда можно встретить проволоку под названием PTFE, а также PTF для тефлона.Есть несколько источников для тефлоновых проводов, поставки самолетов, иногда излишки, даже несколько гоночных мест начинают его продавать. Мы не делаем этого, потому что это излишне для большинства наших клиентов, а клиентов недостаточно, чтобы начать продавать его. Значение падения напряжения зависит от вашего приложения. Мы предпочитаем использовать отметку 2% в качестве консервативного значения и для обеспечения полного потенциала любого необходимого источника электроэнергии. Судя по тому, как это выглядит во многих автомобильных приложениях, чаще встречается падение напряжения на 5% или более. Как правило, чем меньше диаметр провода, тем выше сопротивление и, следовательно, ниже допустимая токовая нагрузка на заданной длине. Практически всегда можно использовать провод большего сечения. Если вы сомневаетесь в нагрузке, увеличьте ее. На емкость провода, помимо длины, могут влиять и другие факторы, в том числе, если он находится в горячей среде, продолжительность нагрузки, многожильный или одножильный провод, покрытие проводов и т. Д. Некоторые тефлоновые провода для самолетов имеют большое количество жил и покрыты серебром. . Эти провода имеют большую пропускную способность, чем обычные многожильные медные провода.Посетите Википедию для получения дополнительной информации о проводах (AWG, Браун и Шарп), калибрах и математике. Приблизительные размеры проводов в метрических единицах. Эквиваленты (с некоторым округлением) также включены в таблицу как диаметр / площадь и указаны в миллиметрах / квадратных миллиметрах [мм / мм 2 ], и снова используйте больший размер, если сомневаетесь. ПРИМЕЧАНИЯ: A) Это для одностороннего провода с заземлением, которое считается шасси автомобиля. Если для замыкания цепи необходимо 2 провода, рассчитайте общую длину провода, используемого для обеих ветвей. Чтобы использовать калькулятор, введите максимальный ток цепи в амперах, длину провода и рабочее напряжение. Обычно большинство автомобильных систем работают от 13,8 В, но вы можете выбрать 6, 12, 13,8 (по умолчанию) или 24 В. Если калибр проволоки подходит для использования, на той же строке будет отображаться галочка. «Максимальная длина» указывает максимальную длину провода этого калибра, который можно использовать при заданных вами значениях. B): Мы считаем, что эта таблица является точным общим руководством для БОЛЬШИНСТВА приложений, однако вы соглашаетесь использовать ее на СВОЙ СОБСТВЕННЫЙ РИСК.Используя наш калькулятор проводов, вы соглашаетесь обезопасить нас и понимаете, что этот калькулятор является просто руководством и помощью, но не абсолютным авторитетом, поэтому мы рекомендуем вам обратиться к профессионалу или инженерной компании для выполнения расчетов в вашем приложении. C Этот калькулятор применяется ТОЛЬКО к проводке шасси (отдельные провода подвергаются воздействию открытого воздуха для охлаждения), но не к проводке передачи энергии (большой жгут проводов является примером проводки передачи энергии). Большие жгуты проводов (жгуты) более сложны, и этот калькулятор не решает эти сложности.В электропроводке для передачи энергии внутренние провода не подвергаются воздействию воздуха, поэтому тепловыделение уменьшается, и каждая ситуация требует отдельного анализа.

Узнайте, как быстро рассчитать размер кабелепровода для кабелей

Я научу вас, как быстро и легко рассчитать размер кабелепровода для кабелей и проводов. Это отличный способ проверить ваши изнурительные ручные расчеты размера кабелепровода.

Также удобно для расчета размеров кабелепровода на лету, если вы находитесь на строительной площадке или стоите в Home Depot.Наш бесплатный калькулятор размеров кабелепровода сделает всю тяжелую работу за вас.

Прежде чем мы начнем, важно понять разницу между проводом и кабелем.

Разница между проводами и кабелями

Эти два термина люди часто путают. Но на самом деле они совсем другие.

В этой статье я буду использовать оба этих термина. Итак, нам нужно понять разницу.

Провод: — однопроволочный.Обычно его делают из меди или алюминия.

Кабель: — это группа проводников. Другими словами, два или более изолированных провода составляют кабель. Представьте себе несколько изолированных проводов, завернутых в одну оболочку.

Поперечное сечение подводного кабеля HVDC из Новой Зеландии (Фото предоставлено Marshelec)

Обычный способ расчета диаметра кабелепровода для кабелей и проводов

В этом примере мы хотим определить размер ПВХ-кабелепровода Schedule 40 для следующих: перечисленные провода. Мы подбираем размеры в соответствии с Национальными электротехническими нормами и правилами (NEC).

Номер цепи	Количество проводов	Тип изоляции	Калибр
1	3	THHN	1/0 KCMIL
2	2	THHN	4 AWG
3	2	THHN	8 AWG
4	1	THW	10 AWG
5	1	XHHW	12 AWG

ШАГ № 1: Расчет площади поперечного сечения провода

Используя NEC Глава 9 Таблица 5 , мы вычисляем площадь поперечного сечения каждого провода.

Для этого сопоставим тип изоляции с калибром провода в таблице NEC.

Номер контура	Площадь (дюйм²)	Количество проводов	Общая площадь (дюйм²)
1	0,1855	3	0,5565
2	0,0824	2	0,1648
3	0,0366	2	0.0732
4	0,0243	1	0,0243
5	0,0181	1	0,0181

Затем мы складываем все площади поперечного сечения проводов вместе: 0,5565 + 0,1648 + 0,0732 + 0,0243 + 0,0181 = 0,8369 дюйм²

ШАГ № 2: Определите минимальное доступное пространство кабелепровода

Нам нужно определить, сколько места наши провода могут занимать внутри кабелепровода. NEC Глава 9 Таблица 1 сообщает нам следующее:

• 1 провод: максимальное заполнение составляет 53% от общего пространства внутри кабелепровода

• 2 провода: максимальное заполнение составляет 31% от общего пространства внутри трубопровода

• Более 2 проводов: максимальное заполнение составляет 40% от общего пространства внутри трубопровода

В нашем примере у нас всего 9 проводов.Таким образом, согласно NEC, мы не можем заполнить канал более чем на 40%.

ШАГ № 3: Определите размер кабелепровода

Используя NEC Глава 9 Таблица 1 , мы выбираем размер кабелепровода, который будет соответствовать требованиям NEC к заполнению на 40%.

Мы используем общую площадь поперечного сечения проводов в таблице для ПВХ кабелепроводов Schedule 40.

Таблица NEC показывает, что 2-дюймовый кабелепровод может иметь 1,316 дюйм² заполнения, оставаясь при этом ниже 40% требований. Это работает, поскольку общая площадь поперечного сечения проводов равна 0.8459 кв.

С другой стороны, диаметр трубопровода меньше 1-1 / 2 ″. Этот размер кабелепровода может иметь заполнение только 0,794 дюйма², при этом он остается ниже требуемого 40%. Таким образом, этот размер кабелепровода не соответствует нашей общей площади поперечного сечения проводов 0,8459 дюйма².

Быстрый и простой способ расчета размера кабелепровода для кабелей и проводов

Теперь мы узнаем, как использовать наш калькулятор размеров кабелепровода, используя наш оригинальный пример. Вы увидите, насколько быстрее и проще станут ваши вычисления.

Плюс, я покажу вам, как редактировать заполнение кабелепровода на лету. Вы можете мгновенно протестировать и рассчитать различные сценарии заполнения кабелепровода.

ШАГ №1: Калькулятор размеров кабелепровода

Чтобы начать работу, воспользуйтесь нашим калькулятором размеров кабелепровода .

ШАГ № 2: Начальные вводы

Выберите тип кабелепровода из раскрывающегося меню.

Затем выберите тип и размер первого проводника. Затем введите количество проводников для вашего первого проводника.

На скриншоте ниже я ввел значения для схемы №1 из нашего примера. После этого калькулятор автоматически найдет и использует подходящую площадь поперечного сечения провода.

Подсказка калькулятора: у вас есть специальный кабель или проводник, который вы хотите использовать? Если да, в поле «Выбор типа кабеля / проводника» выберите «Другой / Пользовательский» . Затем введите площадь поперечного сечения кабеля или проводника в квадратных дюймах.

Часто вам потребуется использовать кабель или проводник, не зарегистрированный в NEC.Значит, вы не найдете его в нашей базе данных.

ШАГ № 3: Введите дополнительные провода

Нажмите «Добавить строку» для каждого дополнительного типа проводов, который вы хотите разместить в кабелепроводе.

В нашем примере всего 5 типов проводов. Итак, вам нужно будет нажать кнопку «Добавить строку» 4 раза.

ШАГ №4: Заполните вводы проводов

Повторите ШАГ №2 для каждого типа провода. Введите всю информацию о вашем переводе по очереди.

Совет калькулятора: , если вы случайно добавили лишнюю строку, не беспокойтесь. В правом конце каждого ряда нажмите кнопку «удалить» .

ШАГ № 5: Рассчитайте заполнение кабелепровода

Самая простая часть всего этого. Нажмите кнопку «Рассчитать» , чтобы рассчитать размер кабелепровода.

Подсказка калькулятора: даже после того, как вы нажмете «Рассчитать» , вы можете вернуться и изменить введенные вами данные.Затем нажмите «Рассчитать» еще раз, чтобы мгновенно получить обновленные результаты.

ШАГ № 6: Вывод результатов

Прокрутите вниз, чтобы увидеть свои выходные результаты после нажатия «Рассчитать» . Здесь вы найдете всю рассчитанную информацию о кабелепроводах и проводах.

Выходные результаты включают следующие поля:

• Общая площадь проводника: рассчитанная общая площадь поперечного сечения проводника всех введенных вами проводов.

• Размер кабелепровода: расчетный минимальный размер кабелепровода, разрешенный NEC.

• Общая площадь кабелепровода: общая площадь поперечного сечения кабелепровода выбранного размера.

• Общее заполнение кабелепровода: процент заполнения кабелепровода выбранного размера на общую площадь поперечного сечения провода. В нашем примере заполнение кабелепровода составляет 25,43%. Намного меньше необходимых 40%. Другими словами, все провода вместе занимают всего 25.43% от общей 2-дюймовой площади поперечного сечения кабелепровода.

Сравнение наших выходных результатов

Мы обнаружили, что общая площадь поперечного сечения проводов 0,8369 дюйм² совпадает в обоих методах расчета. Кроме того, рассчитанный нами размер 2-дюймового кабелепровода тоже совпадает.

Короче говоря, наш калькулятор упрощает расчет размеров кабелепровода. Это отличный способ проверить свои расчеты рук.

Кроме того, это дает вам гораздо больше гибкости. Вы можете легко редактировать заполнение трубопровода в офисе, дома или в дороге.При этом соблюдая требования NEC.

Более того, поиграйте и добавьте или убавьте провода. Посмотрите, как ваш канал мгновенно меняется в размере.

Заключение

Подводя итог, если вы видите какие-либо функции, которые хотите добавить, просто дайте нам знать. Кроме того, если вы видите в нашем калькуляторе что-то, что требует улучшения, просто сообщите нам.

В целом, мы хотим упростить расчет размеров кабелепровода для кабелей и проводов.

Как обычно рассчитывается размер кабелепровода для кабелей?

Коуша основал Engineer Calcs в 2020 году, чтобы помочь людям лучше понять инженерную и строительную отрасль, а также обсудить различные темы, связанные с наукой и инженерией, чтобы заставить людей задуматься.Он работает в инженерной и технологической отрасли в Калифорнии более 15 лет и является лицензированным профессиональным инженером-электриком, а также занимается различными видами предпринимательской деятельности.

Кооша имеет обширный опыт в проектировании и спецификациях электрических систем с областями знаний, включая производство электроэнергии, передачу, распределение, контрольно-измерительные приборы и управление, а также распределение и перекачку воды, а также альтернативные источники энергии (ветряные, солнечные, геотермальные и накопительные. ).

Коуша больше всего интересуется инженерными инновациями, космосом, нашей историей и будущим, спортом и фитнесом.

Сопротивление проводов и падение напряжения

Полли Френдшух, преподаватель кафедры электрического строительства и технического обслуживания Технологического колледжа Данвуди, объясняет, как рассчитать сопротивление провода и падение напряжения в электрической цепи в этих двух видеороликах. Полли шаг за шагом обучает принципу электрического сопротивления и факторам, которые могут влиять на сопротивление, приводя примеры.

В первом видео вы поймете, как вычисляется формула сопротивления:

Сопротивление (Ом) = (K x L) / CM , где;

1. K (постоянная тока)
   1. Температура: удельное сопротивление металла увеличивается с повышением температуры
   2. Материал: лучшие проводники имеют наименьшее сопротивление (лучший проводник: серебро> медь> золото> алюминий)
   3. K = 12,9 (для медь) ; K = 21,2 (для алюминия)
      
2. L (Длина провода в футах)
   1. Удельное сопротивление увеличивается при увеличении расстояния
      
3. CM (Circular Mil, размер поперечного сечения провода)
   1. Размер провода (AWG: американский размер провода) определяет значение CM.
   2. Чем меньше значение CM, тем тоньше провод и тем выше номер калибра.
   3. См. Таблицу внизу этой статьи.

Во втором видео Полли на примере показывает, как рассчитать падение напряжения по следующей формуле.

Vd (падение напряжения) = (2 x K x I x L) / CM , где;

1. K (постоянная тока) — обсуждалось выше
2. I (ток в амперах)
   1. Чем выше ток, тем больше падение напряжения
3. L (длина провода в футах) — обсуждалось выше
4. CM (круговые милы) — обсуждалось выше

Вот диаграмма значений CM (круговых милов) для размеров AWG:

Американский калибр проволоки AWG	Диаметр (дюйм)	Круглый Mil (CM)
4/0	0.460	211,592
3/0	0,410	167,800
2/0	0,365	133,072
1/0	0,325	105,531
2	0,258	83,690
4	0,204	41,740
6	0,162	26,251
8	0,128	16,509
10	0.102	10,383
12	0,081	6,530
14	0,064	4,107

Медный провод 14-го калибра имеет поперечное сечение 2,081 мм2. Удельное сопротивление меди при 20 градусах Цельсия составляет 1,7 x 10-8 Ом · м. Температурный коэффициент меди 3,9 х 10-3 К-1. Какое сопротивление 100 метров медного провода 14 калибра на 100

?

Вопрос:

Медный провод 14-го калибра имеет поперечное сечение 2.2 \ tau} {/ eq} — удельное сопротивление материала. Можно видеть, что удельное сопротивление материала зависит от массы м электрона, величины заряда электрона e , плотности свободных электронов n и средней продолжительности времени между двумя последовательными столкновениями свободные электроны или время релаксации {eq} \ tau {/ eq}.

Время релаксации свободных электронов в проводниках и полупроводниках зависит от температуры, и в результате удельное сопротивление материала изменяется с температурой.Сопротивление проводника при более высокой температуре {eq} T_2 {/ eq} можно выразить как:

{eq} R (t) = R_1 \ times [1 + \ alpha \ times (T_2 — T_1)] {/ eq}, где:

• {eq} R_1 {/ eq} — сопротивление проводника при температуре {eq} T_1 {/ eq}

• {eq} \ alpha {/ eq} — температурный коэффициент сопротивления

Ответ и пояснение:

Нам предоставлена ​​следующая информация:

• Площадь поперечного сечения данного медного провода {eq} A = 2.