Как рассчитать сечение провода, кабеля при ремонте проводки в квартире
Если вы собрались менять или прокладывать электропроводку своими руками, то прежде чем взяться за дело, необходимо подсчитать необходимое вам сечение электрических проводов. Правильный выбор материала проводника и его сечение в дальнейшем могут оградить вас от множества проблем. Неправильно рассчитанное сечение проводника может привести к выгоранию проводки, а также пожару, который может возникнуть от перегрева проводов или короткого замыкания.
Поэтому лучше вооружиться калькулятором и уделить немного времени расчетам сечения провода для вашей квартиры или дома.
Расчет сечения по мощности
Для расчета размера сечения медного кабеля по мощности вам нужно будет подсчитать предполагаемое количество бытовых приборов и потребляемую ими мощность. Алюминиевый кабель мы рассматривать не будем ввиду его нецелесообразности при ремонте современной квартиры.
Например вы хотите подключить на одном кабеле встраиваемый духовой шкаф мощностью 2800 Вт и микроволновую печь мощностью 1000 Вт.
J = 3800/220 = 17,3 А.
Из расчета видно, что нам нужен кабель, токопроводящая способность которого будет выше 17,3 А. Для этого воспользуемся таблицей ПУЭ (правила устройства электроустановок).
|
Как видно из таблицы нам достаточно медного кабеля сечением 1,5 мм. кв. Но опытные электрики рекомендуют прокладывать электрическую сеть с запасом, отсюда и берется рекомендация для розеточных групп использовать кабель сечением 2,5 мм. кв.
Рассчитываем сечение по силе тока
Если перед вами стоит задача рассчитать сечение медного кабеля по силе тока, то тут все гораздо проще, необходимо лишь выбрать сечение кабеля из таблицы, также при выборе сечения обратите внимание, что при скрытой проводке требования к сечению кабеля несколько выше, чем при открытой проводке, т.к. без доступа воздуха, кабель имеет способность сильнее нагреваться под нагрузкой.
Для выбора сечения кабеля по силе тока при скрытой проводке воспользуемся следующей таблицей.
Таблица для расчета
Как мы видим из предыдущего примера по расчету сечения кабеля по мощности, для подключения приборов с суммарной силой тока 17,3 А при закрытой проводке нам потребуется провод сечением не менее 2 мм. кв.
Ознакомиться с Правилами устройства электроустановок вы можете скачав документ ПУЭ-7.
Вконтакте
Google+
Одноклассники
Как самостоятельно рассчитать сечение кабеля по мощности?
Во всех странах Европы и СНГ принята стандартизация кабелей по площади поперечного сечения. Регуляция этих параметров выполняется согласно соответствующего ПЭУ, или, как называют еще этот норматив, «Правила устройства электроустановок». Выбор нужного сечения кабеля по допустимым параметрам тока осуществляется посредством специальных таблиц.
Расчеты «на глаз» являются неправильными и грозят нарушением техники безопасности, что может спровоцировать КЗ, пробои в проводке и т.п. Данный показатель может существенно отличаться для каждого отдельного жилья, в зависимости от количества установленных там потребителей электропитания, их мощности. Отсутствие правильного предварительного расчета перед монтажом проводки может обернуться дорогостоящим ремонтом квартиры или электросети, угрозой жизни людям.
Для чего нужен расчет сечения кабеля?
Правильный выбор сечения электрического кабеля позволит смонтировать проводку таким образом, чтобы жители квартиры были в безопасности, как и их имущество. В погоне за экономией многие выбираются для разводки по квартире кабеля меньшей толщины или нужной, только вместо медной сердцевины останавливаются на алюминиевой.
Это приводит к таким последствиям:
- Прохождение токов большой мощности по несоответствующему кабелю приводит к его нагреванию, что разрушает изоляцию или просто перегорает, оставляя слабую цепь без питания.
- В некоторых случаях резкие скачки электричества способны настолько разогреть металл проводов, что возникает возгорание за счет термического воздействия на окружающие воспламеняющиеся объекты, например, обои, вагонку или другие покрытия стены.
- С повышением температуры кабеля в цепи растет сопротивление, что провоцирует изменения вольтамперных характеристик участка электропитания, для многих приборов такое «соседство» чревато поломками.
- Разрушенная изоляция оголяет провод, который для человека может быть опасным при контакте с ним, уберечься достаточно сложно, если место дефекта неизвестно.
- Найти проблемный сегмент проводки, вмурованной в стену, достаточно сложно, что в некоторых случаях требует замены проводки по всей длине от источника к проблемному месту. В конечном итоге выливается в крупную сумму, поскольку необходимо заплатить за работу электрика, купить новый, но уже с нормальными характеристиками, кабель, произвести ремонтные работы по ходу залегания провода.
Очевидно, что экономия на организации электросети в доме – это не лучший вариант сохранения своих средств. Тем более, что помимо финансовых затрат на ремонт проводки и квартиры в местах ее демонтажа, есть риск здоровью и всему имуществу. Пожаро- и электробезопасность является приоритетным правилом.
Чтобы правильно подобрать нужный кабель, необходимо выполнить следующие предварительные расчеты:
- Посчитать, для каждого помещения общее число установленных электроприборов.
- Для каждой точки подключения к электросети рассчитать рабочую суммарную нагрузку.
ПРИМЕР: К первой розетке будет подключаться вытяжка мощностью 500 Вт, электроплита на 5 кВт и посудомоечная машина 2 кВт. От второй розетки питается холодильник 800 Вт, микроволновая печь на 1,5 кВт и электрочайник на 2 кВт. Тогда суммарная нагрузка на первую точку составит 7,5 кВт, а на другую – 4,3 кВт, таким образом, на кухню будет идти нагрузка на 11,8 кВт. Это без учета светильника, поэтому всегда необходимо делать запас минимум на 20-30%, чтобы не только обезопасить себя, но и иметь возможность в будущем добавить какой-то электроприбор и не заставлять работать проводку на своем экстремальном пороге.
Выбрав материал проводника (алюминий или медь), необходимо произвести расчет нужного сечения в соответствии с полученной величиной нагрузки на отдельное помещение.
Все зависит от того, как будет организовываться сеть, предусмотрен электрораспределительный считок с разводкой по потребителям, точки планируется соединять параллельно или последовательно.
ВАЖНО: Электропроводимость меди больше, чем алюминия, поэтому провода из этих материалов одинакового сечения не будут давать равный результат при расчете по мощности, что необходимо учитывать.
Что влияет на нагрев проводов?
Причина перегрева проводки может крыться в разных проблемах сети, поэтому для правильного расчета необходимо знать основные «слабые места» кабелей, из-за которых у них поднимается температура. При прохождении тока по металлу, материал нагревается всегда, однако снижение этого параметра достигается разными методами.
Провода греются, в зависимости от:
- Качество и материал изоляционного покрытия не соответствуют требуемым параметрам. Низкокачественный диэлектрический материал оболочек кабелей легко подвергается разрушению от термического воздействия при прямом контакте, проводя тепло лучше.
- Какой способ укладки проводки использовался. Для открытых проводов показатель нагрева гораздо ниже, чем для плотно «упакованных» в закрытую пластиковую трубу.
- Тип жил в кабеле. Различают многожильные и одножильные. Разница заключается в том, что одинакового сечения моножильная проводка способна выдержать большую силу тока, чем несколько более тонких проводков, хотя многожильный кабель более гибкий и удобный для монтажа.
- Материал сердцевины. Величина нагрева зависит от физических качеств металла. Медь обладает более низким сопротивлением, чем алюминий, поэтому меньше греется и может передавать токи более высокого напряжения и силы при одинаковом сечении.
- Площадь поперечного сечения кабеля. Все изучали в школе скин-эффект – течение электрического тока по поверхности проводника. Чем больше площадь сечения – тем больше площадь поверхности, по которой передается электричество, поэтому толстые провода способны передавать значительные нагрузки, а тонкие при таких показателях просто перегорают.
Устройство кабеля
Для лучшего понимания процесса расчета проводника по сечению в зависимости от мощности потребляемого тока, необходимо понимать суть процесса передачи электричества. Для наглядности лучше представить несколько тонких водопроводных труб, которые необходимо располагать по окружности параллельно друг другу.
Чем шире эта окружность, тем большее количество таких труб поместится при плотном расположении. Напор на выходе крупной систем будет гораздо больше, чем у маленькой. С электричеством также, в силу того, что ток течет по поверхности проводника, толстые кабели смогут поддерживать большие нагрузки.
Неправильное вычисление сечения по мощности выполняется, когда:
- Токоведущая жила слишком широкая. Затраты на проводку возрастают существенно, нерационально используется ресурс кабеля.
- Ширина токоведущего канала меньше необходимой. Плотность тока возрастает, нагревая проводник и изоляцию, что приводит к утечке электричества и образованию «слабых мест» на кабеле, повышая пожароопасность проводки.
В первом случае для жизни опасности нет, но неоправданно высокие затраты на материал.
Простой способ
Формула мощности заключается в вычислении посредством умножения напряжения в проводнике на силу протекающего тока. Бытовая сеть рассчитана на напряжение 220 В, поэтому для определения сечения кабеля необходимо знать мощность и силу тока в цепи. После расчета предполагаемой нагрузки и силы тока по таблицам ПЭУ находится размер кабеля. Этот расчет подходит для розеток.
Для питания осветительных приборов, которые подключаются к отдельному выходу с распределителя, традиционно берется кабель сечением 1,5 кв. мм. Если розетки будут использоваться для питания нескольких мощных приборов, например, телевизора или фена, то нужно правильно распределять нагрузку, соотнося ее с диаметром провода согласно показателям мощности потребителей. При отсутствии возможности разбития розеточных групп рекомендуется приобретать медный кабель с сечением 6 кв. мм.
Площадь сечения и диаметр
Определить площадь сечения кабеля проще всего по диаметру сердцевины. Диаметр измеряется в мм, а площадь – в кв. мм. Согласно этим показателям можно найти в таблице допустимую мощность по типу и размеру провода. При отсутствии данных о диаметре проводки, площадь находится по такой формуле:
S = 3,14 * D2 / 4 = 0,785D2,
где:
S – площадь поперечного сечения кабеля;
D – значение диаметра.
Если форма сердцевины проводника квадратная или прямоугольная, то сечение вычисляется умножением ширины на длину, как площадь прямоугольника.
Выбор сечения проводника
Критерии соответствия сечения выбранных проводников:
- Конфигурация электрощита. Питание всех имеющихся потребителей от одного автоматического выключателя создаст непосильную нагрузку на него, что провоцирует нагрев клемм и регулярное срабатывание. Для устранения проблемы рекомендуется разделить на несколько групп электропроводку с отдельным выключателем в щитке.
- Тип используемого кабеля. Медный провод более дорогой и качественный, но правильный расчет алюминиевой проводки позволит собрать нужную конфигурацию с меньшими затратами.
- Длина проводника. Является главным критерием для кабелей из алюминия. При большом метраже наблюдаются существенные потери электричества в сети, поэтому следует делать большую прибавку запаса. Для меди при скрытом монтаже достаточно прибавки в размере 20-30 %.
Точный расчет сечения кабеля должен производиться с учетом таких показателей:
- Тип и вид изоляции.
- Длина участков и их конфигурация.
- Вариант и способ прокладки (наружная или скрытая).
- Температурный режим помещения.
- Процент и уровень влажности в комнате.
- Максимально допустимый перегрев.
- Разница показателей мощности потребителей, подключаемых к одной розетке.
Существуют нижние границы размера сечения кабеля для разных участков бытовой электросети:
- Для розеток нужен провод с сечением не меньше 3,5 кв. мм.
- Подключение элементов освещения питаются от проводки не тоньше 1,5 кв. мм.
- Питание оборудования с повышенной мощностью требует кабеля с сечением от 4-6 кв. мм.
Это правило действует при разграничении групп потребителей по мощности в электрощите для повышения защиты оборудования, безопасности всей системы.
Расчет на основе нагрузки
Процесс расчета примерного сечения нужной проводки для квартиры можно произвести самостоятельно, сделать это не сложно. Однако все работы по устройству электросети в помещении следует доверять опытным специалистам.
Расчет поперечного сечения проводника производится в следующем порядке:
- Все приборы, которые находятся в помещении и питаются от электросети, подсчитываются и заносятся в список.
- Согласно имеющимся у приборов паспортам, записывается напротив каждого устройства значение номинальной мощности.
- Определяется продолжительность подключения каждого прибора при одновременной работе, также вносится в список.
- Рассчитывается поправочный коэффициент, который зависит от времени работы в сутки и вычисляется в процентном соотношении к 24 часам, записывается напротив каждого прибора.
- После умножения номинальной мощности оборудования на поправочный коэффициент, производится суммирование всех полученных значений приборов списка.
- Полученное значение необходимо найти в специальной таблице, в зависимости от выбранного материала проводки, прибавить к нему примерно 15 % «про запас».
ВАЖНО: Полученные цифры, как и указанные в паспорте устройств данные по номинальной мощности, являются усредненными показателями, поэтому следует прибавить еще 5 % к этим значениям.
Существует очень распространенное заблуждение о возможности монтажа проводки с различным диаметром сердцевины, в зависимости от потребителя. Это может привести к возгоранию (редко, но случается), разрушению изоляционного слоя, короткому замыканию, поскольку в одном помещении пущенная от одного распределителя электрика будет разрушительно действовать на несоответствующие по мощности светильники или другие мелкие потребители, запитанные на тонкие кабели. Такая ситуация не редкая для подключения нескольких электроприборов к одной точке, например, стиральной машины, кофеварки и мультиварки.
Особенности расчета мощности скрытой проводки
Вычисление для скрытой проводки отличается, чем для кабелей, уложенных открытым способом. Все зависит от изменения свойств проводников, их изоляции в закрытом пространстве.
Если проводник расположен на поверхности и контактирует с воздухом, то получает большую возможность отдавать вырабатываемое тепло, сохраняя низкую температуру. Плотно упакованные провода не могут настолько хорошо остужаться за счет отсутствия циркулирующего воздуха, поэтому нагреваются более интенсивно.
Первое правило для монтажа скрытой проводки гласит о необходимости проведения расчетов с запасом примерно 20-30 %, чтобы в процессе эксплуатации избежать перегрева. Согласно второй норме, наличие нескольких проводников в одном канале требует запаса не меньше 40 %.
ВАЖНО: Единственный корректный способ вычисления сечения кабеля –значение потребляемой мощности.
Не рекомендуется делать плотную укладку кабелей, лучше для каждого из самостоятельных проводов оборудовать отдельную гофротрубу.
Расчет сечения кабеля по мощности
После произведения подсчета мощности для отдельного помещения или группы потребителей, следует провести вычисление силы тока в бытовой сети с напряжением 220 В. Для этого существует формула:
I = (P1 + P2 + … + Pn) / U220,
где:
I – искомая сила тока;
P1 … Pn – мощность каждого потребителя по списку – от первого до n-ого;
U220 – напряжение в сети, в нашем случае это 220 В.
Формула расчета для трехфазной сети с напряжением 380 В выглядит так:
I = (P1 + P2 + …. + Pn) / √3 / U380
где:
U380 – напряжение в трехфазной сети, равное 380 В.
Сила тока I, полученная в расчетах измеряется в Амперах, обозначается А.
Таблицы составляются согласно показателю пропускной способности металла в проводнике. Для меди это значение равно 10 А на 1 мм, для алюминия – 8 А на 1 мм.
Определить сечение согласно пропускной способности следует по такой формуле:
S = I / Z,
где:
Z – пропускная способность кабеля.
ПРИМЕР: Сеть бытовая с напряжением 220 В. Для кухни требуется рассчитать сечение проводника при учете подключения потребителей с общей мощностью 5 кВт.
I = (P1 + P2 + …. + Pn) / U220 = Pобщ / U220 = 5 000 / 220 = 22,73 ≈ 23 (А)
Для расчета запаса следует воспользоваться правилом «5 А», что означает к полученному значению прибавить еще 5 Ампер:
I = 23 + 5 = 28 (А)
Учитывая монтаж проводки с использованием трехжильных кабелей, по таблице для полученного значения тока минимальная площадь сечения провода будет равной 3 кв. мм.
Таблица соотношения величины тока и минимального сечения кабеля
Сечение сердцевины проводника, кв. мм | Сила тока в проводниках, положенных в одной трубе, А | Сила тока в кабеле, положенном открытым способом, А | ||||
один 3-жильный | один 2-жильный | четыре 1-жильных | три 1-жильных | два 1-жильных | ||
0,5 | – | – | – | – | – | 11 |
0,75 | – | – | – | – | – | 15 |
1 | 14 | 15 | 14 | 15 | 16 | 17 |
1,2 | 14,5 | 16 | 15 | 16 | 18 | 20 |
1,5 | 15 | 18 | 16 | 17 | 19 | 23 |
2 | 19 | 23 | 20 | 22 | 24 | 26 |
2,5 | 21 | 25 | 25 | 25 | 27 | 30 |
3 | 24 | 28 | 26 | 28 | 32 | 34 |
4 | 27 | 32 | 30 | 35 | 38 | 41 |
5 | 31 | 37 | 34 | 39 | 42 | 46 |
6 | 34 | 40 | 40 | 42 | 46 | 50 |
8 | 43 | 48 | 46 | 51 | 54 | 62 |
10 | 50 | 55 | 50 | 60 | 70 | 80 |
16 | 70 | 80 | 75 | 80 | 85 | 100 |
25 | 85 | 100 | 90 | 100 | 115 | 140 |
35 | 100 | 125 | 115 | 125 | 135 | 170 |
50 | 135 | 160 | 150 | 170 | 185 | 215 |
70 | 175 | 195 | 185 | 210 | 225 | 270 |
95 | 215 | 245 | 225 | 255 | 275 | 330 |
120 | 250 | 295 | 260 | 290 | 315 | 385 |
150 | – | – | – | 330 | 360 | 440 |
185 | – | – | – | – | – | 510 |
240 | – | – | – | – | – | 605 |
300 | – | – | – | – | – | 695 |
400 | – | – | – | – | – | 830 |
Таблица мощности, тока и сечения медных проводов
Согласно ПЭУ, допускается расчет сечения проводника в зависимости мощности потребителей. Для медного сердечника кабеля приведены в таблице вычисления для сети с напряжением 380 В и 220 В.
Сечение сердцевины проводника, кв. мм | Медные сердцевины кабелей | |||
Напряжение сети 380 В | Напряжение сети 220 В | |||
Мощность, Вт | Сила тока, А | Мощность, Вт | Сила тока, А | |
1,5 | 10,5 | 16 | 4,1 | 19 |
2,5 | 16,5 | 25 | 5,9 | 27 |
4 | 19,8 | 30 | 8,3 | 38 |
6 | 26,4 | 40 | 10,1 | 46 |
10 | 33 | 50 | 15,4 | 70 |
16 | 49,5 | 75 | 18,7 | 80 |
25 | 59,4 | 90 | 25,3 | 115 |
35 | 75,9 | 115 | 29,7 | 135 |
50 | 95,7 | 145 | 38,5 | 175 |
70 | 118,8 | 180 | 47,3 | 215 |
95 | 145,2 | 220 | 57,2 | 265 |
120 | 171,6 | 260 | 66 | 300 |
Согласно данному документу, в жилых зданиях рекомендуется прокладывать кабеля с медными жилами. Для обеспечения питания инженерного оборудования некоторых типов допускается посредством алюминиевой проводки с минимальным сечением не менее 2,5 кв. мм.
Таблица мощности, тока и сечения алюминиевых проводов
Согласно данным таблицы, для определения сечения алюминиевой сердцевины проводки следует учитывать такие поправочные коэффициенты: согласно расположению (в земле, скрыто, открыто), по температурному режиму, в зависимости от влажности и т.п. В приведенной ниже таблицы расчеты верны для проводов с резиновой или пластмассовой изоляцией марок АППВ, ВВГ, АВВГ, ВПП, ППВ, ПВС, ВВП и др. Кабели с бумажным экранированием или без изоляции должны рассчитываться по соответствующим их типу таблицам.
Сечение сердцевины проводника, кв. мм | Медные сердцевины кабелей | |||
Напряжение сети 380 В | Напряжение сети 220 В | |||
Мощность, Вт | Сила тока, А | Мощность, Вт | Сила тока, А | |
2,5 | 12,5 | 19 | 4,4 | 22 |
4 | 15,1 | 23 | 6,1 | 28 |
6 | 19,8 | 30 | 7,9 | 36 |
10 | 25,7 | 39 | 11 | 50 |
16 | 36,3 | 55 | 13,2 | 60 |
25 | 46,2 | 70 | 18,7 | 85 |
35 | 56,1 | 85 | 22 | 100 |
50 | 72,6 | 110 | 29,7 | 135 |
70 | 92,4 | 140 | 36,3 | 165 |
95 | 112,2 | 170 | 44 | 200 |
120 | 132 | 200 | 50,6 | 230 |
Длина и сечение
Из полученного значения расчетов по сечению кабеля нужно определять допустимую длину электропроводки. Это особенно актуально при создании удлинителей. Точные значения, которые получаются в расчетах, дополнительно следует увеличивать на 15 см (коммутационный запас для обжима, сварки или пайки). Эта операция особенно важна для участков с большими дополнительными нагрузками при эксплуатации электросети.
Для бытового вычисления используется следующая формула:
I = P / U * cosφ,
где:
Р – мощность потребителей, Вт;
I – сила тока, А;
U – напряжение электросети, В;
сosφ = 1 – поправочный коэффициент поправки по фазе.
Плотность тока
Для медного кабеля с сечением сердечника 1 кв. мм среднее значение этого показателя варьируется в пределах от 6 до 10 А. По медной проводке с сечением 1 кв. мм может протекать ток, силой 6-10 А без перегрева или оплавления изоляционного покрытия. По стандартам ПЭУ, прибавляется 40 % запаса для защиты от возможного перегрева оболочек.
Нижняя граница в 6 А позволяет использовать проводку без ограничений по времени, верхняя, в 10 А – это допустимые значения кратковременных нагрузок на сеть. Возрастание силы тока до значения 12 А (большего за верхнюю границу для выбранного сечения) ведет к увеличению плотности тока, ее перегреву с последующим оплавлением защитной оболочки.
Заключение
Самостоятельный расчет толщины требуемого для проводки кабеля легко осуществляется без посторонней помощи. Если в помещении есть распределительных щиток с разведением потребителей по группам мощности, а также нет каких-то особых сложных систем в монтаже, то ремонтные работы можно произвести без привлечения специалистов. Однако наличие повышенных показателей температурного режима, влажности или подведения электричества от одного автоматического выключателя требует помощи профессионалов.
Как рассчитать сечение провода по нагрузке
Кабель, передающий электрический ток, – один из важнейших элементов электрической сети. В случае выхода кабеля из строя работа всей системы становится невозможной, поэтому для предотвращения отказов, а также опасности возгорания от перегрева, следует произвести точный расчёт сечения кабеля по нагрузке. Такой расчёт дает уверенность в безопасной и надёжной работе сети и приборов, но что ещё важнее – безопасности людей. Выбор сечения, недостаточного для токовой нагрузки, приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, а это, в свою очередь, – к короткому замыканию и даже пожару. Так что для проведения расчётов и тщательного выбора подходящего кабеля есть масса причин.
Что необходимо для расчёта сечения кабеля по нагрузке
Основной показатель, помогающий рассчитать сечение и марку кабеля – предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Если проще, то это – величина тока, которую кабель способен пропускать в условиях его прокладки без перегрева достаточно долго. Для этого необходимо простое арифметическое суммирование мощностей всех электроприборов, которые будут включаться в сеть. Рассмотрим пример: вот перечень некоторых, наиболее часто встречающихся бытовых приборов, который представлен в таблице ниже.
таблице ниже.
Электроприбор |
Мощность, Вт |
LCD телевизор |
140-300 |
Холодильник |
300-800 |
Бойлер |
1500-2500 |
Пылесос |
500-2000 |
Утюг |
1000-2000 |
Электрочайник |
1000-2500 |
Микроволновая печь |
700-1500 |
Стиральная машина |
2500 |
Компьютер |
300-600 |
Освещение |
300-1500 |
Фен |
1000-2500 |
Всего (примерно) |
10000-20000 |
Следующим важным этапом, позволяющим достичь безопасности, является расчёт сечения кабеля по нагрузке, для чего необходимо подсчитать силу тока, используя формулу:
1. Для однофазной сети напряжением 220 В:
,где:
— Р – это суммарная мощность для всех электроприборов, Вт;
— U — напряжение сети, В;
— КИ = 0.75 — коэффициент одновременности;
Получив точное значение величины тока, следует обратиться к таблицам, позволяющим найти кабель или провод требуемого сечения и материала. Но если полученное значение величины тока не совсем совпадает с табличным значением, то не стоит «экономить», а лучше выбрать ближайшее, но большее значение сечения кабеля. Пример: при напряжении сети 220 В полученное значение величины тока составило 22 ампера, ближайшее большее значение (27 А) имеет медный провод или кабель из меди, сечением 2,5 мм кв. Это означает, что оптимальным выбором станет именно такой кабель, а не с сечением 1,5 мм кв., имеющим значение допустимого длительного тока 19 А. Если выбирается кабель с алюминиевыми жилами, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.
Сечение токо-
|
Медные жилы проводов и кабелей | |||
Напряжение 220В |
Напряжение 380В | |||
Ток. А |
Мощность. кВТ |
Ток. А |
Мощность кВТ | |
1.5 |
19 |
4.1 |
16 |
10.5 |
2.5 |
27 |
5.9 |
25 |
16.5 |
4 |
38 |
8.3 |
30 |
19.8 |
6 |
46 |
10.1 |
40 |
26.4 |
10 |
70 |
15.4 |
50 |
33 |
16 |
80 |
18.7 |
75 |
|
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 |
Сечение Tоко-
|
Алюминиевых жилы проводов и кабелей | |||
Напряжение 220В |
Напряжение 380В | |||
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 |
Расчёт сечения кабеля по нагрузке для помещений
Предыдущий расчёт позволил точно вычислить материал и сечение вводного кабеля, по которому будет идти общая максимальная нагрузка. Теперь следует произвести аналогичные расчёты по каждому помещению и его группам. И вот почему: нагрузка на розеточные группы может значительно отличаться. Так, розетки с подключённой стиральной машиной и феном нагружены гораздо больше, чем розетка для миксера и кофеварки на кухне. Поэтому не стоит «упрощать» задачу, без раздумий укладывая провод сечением 2,5 квадрата на розетки, так как иногда этого просто не хватит.
Следует помнить, что суммарная нагрузка в помещении состоит из 1) силовой и 2) осветительной. И если с осветительной нагрузкой всё ясно – она выполняется медным проводом с сечением в 1,5 мм кв., то с розетками не так всё просто. Следует помнить, что обычно кухня и ванная комната – наиболее «нагруженные» линии, так как именно там расположены холодильник, электрочайник, бойлер, микроволновка, а иногда и стиральная машинка. Поэтому лучше всего распределить эту нагрузку по различным розеточным группам, а не использовать блок на 5-6 розеток. Если такой возможности нет, то питающий помещение и подводной кабель к розеткам должен быть сечением, 4 мм кв. и выше. При монтаже электропроводки чаще всего применяют провода и кабели ВВГ-ВВГнг, ПУНП, ПУГНП или ПВС.
Иногда от «специалистов» можно услышать, что для розеток в остальных помещениях достаточно и «кабеля-полторушки», однако выдели бы вы те чёрные полосы, видные из-под обоев, которые оставляет после себя прогоревший кабель после включения в него масляного обогревателя или тепловентилятора! Здесь не место для экспериментов, это – жизнь и здоровье родных, близких, и Ваши собственные!
Как рассчитать сечение кабеля по мощности
Во многих магазинах можно приобрести самые разные типы электрических кабелей. Во время покупки важно правильно подобрать сечение кабеля. Приобретение слишком толстого кабеля негативно отразится на бюджете, а использование тонкого может привести к возгоранию проводки или к короткому замыканию. Определить сечение можно по нагрузке и длине.
Расчет сечения по мощности
Каждый электропровод имеет номинальную мощность, которую он выдерживает во время работы электроприборов. Если устройства будут обладать большей мощностью, чем может выдержать проводка, система перестанет работать.
Перед тем как рассчитать сечение кабеля по мощности, необходимо определить характеристики каждого электрического прибора, используемого в доме. Сложив мощность всех приборов можно получить мощность, которую должен выдерживать приобретаемый электропровод. Стоит отметить, что полученный показатель необходимо умножить на 0,8. Он обозначает, что в доме будет работать только 80 процентов всех устройств. Например, пылесос используется реже, чем электрический чайник или телевизор, поэтому не обязательно иметь электропровод, который выдерживает все приборы одновременно.
После определения общей мощности можно соотнести полученные данные с параметрами проводов, которые указаны в таблицах. В пример можно привести расчет сечения кабеля при общей мощности приборов, равной 13 кВт. Это значение нужно умножить на 0,8, в результате чего получится 10,4. В таблице данное значение будет соотноситься с размером профиля 6 мм при условии, что сеть однофазная. Если же она трехфазная, необходимо выбрать электропровод, сечение которого составляет 1,5 мм. Таким образом, определить необходимое сечение провода по мощности достаточно легко.
Типовые сечения проводников для электромонтажа
При выборе электропровода стоит рассмотреть несколько распространенных типов профилей:
- В частных домах устанавливается медный проводник 2,5 кв.мм.
- Для подключения устройств, предназначенных для освещения дома, выбирается медный кабель, разрез которого составляет 1,5 кв. мм.
- Для однофазных варочных поверхностей сечение должно составлять 3х6 кв.мм. Если же плита трехфазная, используется проводник 5х2,5 кв.мм или 5х4. Выбор зависит от мощности.
- Для остальных устройств проводники выбираются по мощности. Также на выбор влияет и способ подключения. Если мощность устройства составляет более 3,5 кВт, то используется кабель 3х4 и подключение происходит через клеммы. В случае, когда мощность меньше указанного параметра, применяется проводник сечением 3х2,5, а подключение происходит через стандартную розетку.
Чтобы правильно выбрать кабельное сечение, необходимо знать о некоторых важных моментах. Например стоит помнить, что для подключения розеток выбирается сечение 2,5 кв.мм, но при этом устанавливается автомат с номинальным током не 20А, а 16. Это связано особенностями розеток.
Если же электропровод используется для освещения, необходимо выбирать изделия сечением 1,5 кв.мм. Также необходимо учитывать, что внутри зданий нельзя использовать алюминиевую проводку.
Когда необходим расчет сечения
Расчет размера профиля провода выполняется в быту и в промышленности. В бытовых условиях расчет размера профиля проводника необходим при изготовлении удлинителей на достаточно большие расстояния. Чаще всего при прокладке проводников в квартирах и домах расчеты не производятся.
При прокладке линии стоит с каждого края оставлять примерно 15 см на коммутацию и подключение проводов. В бытовых условиях сначала на поверхности, на которой будет прокладываться проводник, ставятся отметки в мессах расположения выключателей и розеток. После этого и происходит определение длины и сечения кабеля.
В промышленности расчет производится во время проектирования промышленных сетей. Выполнение расчетов в таком случае является неотъемлемой частью процесса, если устанавливаемый кабель будет испытывать длительные нагрузки.
Стоит отметить, что проводники имеют определенный показатель сопротивления, которое способствует появлению потерь во время прохождения тока. На данную величину влияет несколько факторов:
- Размер профиля проводника. Чем меньше этот параметр, тем большими будут потери.
- Материал.
- Длина. Чем она больше, тем большими будут потери в сети.
Допустимое значение падения напряжения может составлять 5%. Если этот показатель больше, необходимо выбрать проводник с увеличенным профилем.
Если сечение меньше требуемого
В некоторых случаях сечение выбранного проводника является заниженным и не соответствует потребляемой мощности. Такие ситуации являются самыми опасными, так как это может привести к поломкам электрического оборудования и даже к пожару.
В пример можно привести использование электрического водонагревателя, мощность которого составляет 3 кВт, при установленном кабеле, выдерживающем только 1,5 кВт. При включении указанного прибора электропровод начнет сильно нагреваться, что в итоге приведет к повреждению изоляции. Постепенно покрытие разрушится полностью и произойдет замыкание.
Если сечение больше требуемого
В случае, когда электропровод выбран с большим сечением, чем необходимо, никаких проблем с проводкой не возникает. Но стоит отметить, что приобретая электропровод с большим сечением, вы тратите большое количество денег зря. Если покупается кабель, сечение которого рассчитано на большую мощность, чем необходимо, можно впустую потратить в несколько раз больше, чем во время выбора нужного проводника.
Выполнив расчет сечения кабеля можно сэкономить:
- На закупке проводов, так как их стоимость увеличивается с сечением. При неправильном выборе сечения разница в конечной цене может быть значительной.
- На приобретении устройств защиты и автоматических выключателей. Чем больше ток срабатывания устройства, тем выше стоимость устройств.
Именно поэтому важно рассчитывать сечение кабеля по мощности и длине.
Отличие кабеля от провода
Прежде чем выбрать сечение проводника стоит понять, чем отличается кабель от провода. Провод представляет собой одну проводящую жилу или набор проводников, который изолирован в оболочку. Кабель же представляет собой несколько таких проводов, которые объединены в единое целое.
Стоит помнить, что рассчитывается сечение провода как одного элемента. Кабель является лишь соединением нескольких проводов в единое целое, поэтому рассчитывать размер его профиля не нужно.
Какой провод выбрать
Во время монтажа электрической системы обычно применяются провода и кабели марки ПВС, ППВ и АППВ. В данный список входят как моножильные, так и гибкие изделия. Во время выбора стоит точно знать об условиях их использования.
Более распространенными являются одножильные изделия, так как они имеют меньшую стоимость. При этом подключение светильников, розеток и выключателей происходит быстрее, чем при использовании гибких изделий.
Во время выбора стоит помнить и о том, что одножильные провода легче подвергаются обжиму клеммами или сварке. Также особенностью одножильного проводника является сохранение формы при установке в штробу или короб. При этом такие провода являются более прочными. Именно поэтому многие выбирают такой тип проводов при создании электропроводки дома.
Если же говорить о многожильном проводе, то стоит отметить такие его особенности, как:
- Простота укладки в коммутационные коробы. Также подобный вид проводов легче закрепить при подсоединении розеток и выключателей. Именно поэтому многие электрики рекомендуют такой тип изделий.
- Надежность контактов при использовании профессионального оборудования, необходимого для опрессовки. Если установку производит специалист, о надежности соединения можно не волноваться. Если же проводка устанавливается неопытным человеком, все действия стоит производить только после тщательного изучения данного процесса.
- Поверхностная проводимость. Это означает, что ток при провохжении по проводнику распределяется по нему неравномерно. При прохождении по проводнику он вытесняется к поверхности. Стоит отметить, что суммарное значение площади поверхности нескольких проволок больше, чем одной жилы, поэтому проводимость кабеля является большей.
В любом случае во время покупки стоит основываться на рассчитанном сечении провода. Учтя описанные факторы, правильно подобрать провод сможет даже человек, не имеющий опыта работы с электрическими проводниками.
Расчёт сечения провода. Теория
При монтаже электроустановок различного назначения, в том числе и солнечных электростанций особое внимание следует уделить выбору сечения проводников. Заниженное сечение кабеля приводит к потерям энергии из — за нагрева и зачастую становится причиной возгорания. Завышенное сечение провода влечет необоснованное удорожание системы.
Площадь сечения проводника должна соответствовать величине протекаемого тока
В бытовых сетях переменного тока 220 Вольт сечение проводов очень редко превышает 6 мм², так как ток обычно не больше 50 Ампер. Мощные нагрузки обычно стараются распределить по нескольким фазам.
В солнечных электростанциях имеется низковольтная часть постоянного тока, которая может быть выполнена проводом 25, 50, или даже 100 мм², в зависимости от мощности и напряжения системы. Самый большой ток протекает в цепи аккумуляторной батареи и преобразователя напряжения (инвертора).
Чтобы рассчитать сечение кабеля, нужно получить ток, разделив мощность на напряжение системы, и подобрать сечение токопроводящей жилы. Поможет Вам в этом таблица, расположенная ниже.
Приведем пример: Если мощность инвертора 3кВт и напряжение системы 12 Вольт, ток в низковольтной цепи составит 3000/12=250 Ампер, и если провод проложен открыто, то его сечение должно составлять не менее 70 мм2. Если использовать инвертор той же мощности, но уже на 24 Вольт, ток получим в два раза меньше, 125 Ампер и, соответственно, сечение провода 25 мм².
Поэтому преобразователи напряжения высокой мощности, как правило, рассчитаны на входное напряжение 24 или 48 Вольт. Не сложно определить максимальный ток в контуре солнечных панелей. Если фотоэлектрические модули соединены последовательно, то следует взять ток короткого замыкания для одного модуля. Если же солнечные батареи соединены параллельно, ток короткого замыкания одной панели нужно умножить на количество солнечных модулей. Руководствуясь данным принципом можно рассчитать ток для любой системы солнечных модулей.
Предельный ток в контуре «контроллеры заряда – аккумуляторы» следует принять равным номиналу контроллера.
Табл.1 Допустимый ток для кабелей с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией и медными жилами
Данные приведены из ПУЭ7, «Правила устройства электроустановок», Издание 7. Все значения приняты для:
- температуры жил +65 °С;
- температуры окружающего воздуха +25 °С;
- температуры земли +15°С.
Их следует применять независимо от количества используемых труб, места их прокладки (в воздухе, в перекрытиях или фундаментах). Допустимые длительные токи для кабелей, проложенных в коробах и в лотках пучками, должны быть рассчитаны как для кабелей, проложенных в трубах.
Как рассчитать, выбрать сечение кабеля по мощности тока
Вопрос о том, как рассчитать сечение кабеля, неизменно возникает при планировании электромонтажных работ. Чтобы проводник АВБбШв 4х120 или изделия других типоразмеров работали долго и надежно, следует учитывать эксплуатационные нагрузки, которые определяют выбор в пользу того или иного решения. От правильного выбора проводов зависит и качество работы электрооборудования.
Задумываясь над тем, как выбрать сечение кабеля правильно, некоторые специалисты ориентируются исключительно на собственный опыт. Иногда выбранное сечение жил является подходящим, но в ряде случаев могут возникать ошибки, которые приводят к негативным последствиям. К примеру, если вместо проводника АВБбШв 4х240 вы выбрали неподходящий размер, то есть диаметр будет меньше или больше требуемого, это может представлять угрозу в плане безопасности подключения или стать причиной необоснованных финансовых затрат на материалы.
На какие параметры нужно обратить внимание при выборе сечения проводника?
Сечение ВБбШв 4х50 может существенно отличаться от аналогичного показателя других проводников. По этой причине, прежде чем сделать окончательный выбор, необходимо учесть все факторы. В их числе:
- Величина, длительность и мощность нагрузки на сеть;
- Номинальная сила тока;
- Пороговые показатели напряжения.
Нужно знать не только, как подобрать сечение кабеля, но и учитывать другие характеристики проводника. Он должен быть устойчивым к высоким температурам, чтобы избежать возгорания из-за перегрева или коротких замыканий. Проводник ВБбШв 4х120 и другие модели также должны обладать высокой устойчивостью к механическим повреждениям, вызванным случайным или намеренным воздействием.
Как правильно подобрать кабель по сечению жил, зависит и от условий проведения электромонтажа, поскольку в разных случаях степень влияния внешней среды на проводник может различаться.
Уменьшенное сечение кабеля
Планируя, как рассчитать сечение кабеля по мощности, важно избегать намеренного уменьшения диаметра. Такой подход позволит исключить риски возникновения опасной для здоровья и жизни людей ситуации. Если сечение занижено, происходит постоянный перегрев проводника из-за высокой плотности тока.
В подобных случаях слой изоляции провода ВБбШв 4х70 либо проводника другого типоразмера быстро разрушается, что приводит к короткому замыканию. Это может привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования, возгоранию, электротравмам обслуживающего персонала. Если для ВБбШв 4х240 установлено устройство автоотключения, оно будет регулярно срабатывать по причине перегрузки, что создаст определенные неудобства в работе.
Увеличенное сечение кабеля
Цены на кабельно-проводниковую продукцию существенно отличаются в зависимости от характеристик модели, и сечение играет не последнюю роль. Зная, как подобрать кабель по мощности, можно избежать чрезмерных расходов. У моделей с большим сечением жил цена выше, поэтому при обустройстве проводки в квартире или других объектах следует объективно оценивать свои текущие и потенциальные потребности.
В ряде случаев, если возникает вопрос, как выбрать сечение кабеля по мощности, целесообразно проводить монтаж проводки с определенным запасом. Это обойдется дороже, но зато при увеличении нагрузки на сеть вы не будете испытывать проблем.
При использовании проводника большего сечения, если установить автоматическое отключение, произойдет перегрузка следующих линий и не сработает свой автовыключатель.
Проведение расчетов
Перед началом монтажных работ необходимо ознакомиться, как рассчитать сечение кабеля по нагрузке, чтобы выбрать проводник с определенной мощностью. Ее значение не должно быть меньше, чем у подключаемого к сети оборудования. Существует три основных метода проведения расчета:
Расчет по мощности
Проще всего выяснить, как подобрать сечение кабеля по мощности. В этом случае нас интересует суммарная нагрузка на вводный кабель. Для начала необходимо определить и суммировать показатели мощности токопотребляющих устройств. Эта информация указана на корпусе прибора или в техпаспорте к нему.
После суммирования общую мощность умножают на 0,75. Этот коэффициент применяется, поскольку все существующие на объекте устройства обычно не подключаются к сети одновременно. Также при расчетах необходимо сделать поправку на потери напряжения в питающей сети. Сделать окончательный выбор в пользу АСБл-10 3х240 или другого типоразмера вам поможет специальная таблица, где указаны расчеты сечения кабелей с разным количеством жил при прокладке по воздуху или в земле.
Расчет диаметра по току
Многих мастеров интересует, как рассчитать сечение кабеля по току. Этот метод дает более точные результаты, чем предыдущий. Расчет диаметра по токовой нагрузке учитывает проходящий через проводник ток.
Для однофазной сети используют формулу: I = P/(U ∙cosφ)
P — мощность нагрузки, U — напряжение сети (220 В).
Также необходимо учесть условия электромонтажа, прибавить к активной токовой нагрузке 5 А, чтобы исключить возможную перегрузку при включении дополнительных приборов. Если вы не уверены, что расчет вручную проведен верно, стоит воспользоваться специальным онлайн-калькулятором для определения сечения кабеля.
При расчете по току также учитывается температура нагрева проводника при прохождении тока. У ВВГнг-LS 3х1.5 и проводов других типоразмеров имеется предельно допустимая температура разогрева жил, которая зависит от типа провода, материала изготовления изоляции, способа монтажа. Как правило, температура при нормальной работе составляет 70 °С, в аварийном режиме – 80 °С, при коротком замыкании – 120 °С.
При нагревании кабеля происходит отвод тепла наружу, чтобы исключить перегрев. В этом отношении многое зависит от окружающей среды, ее состава и влажности. При прокладке по воздуху и в грунте показатели будут существенно различаться.
Например, при подземной прокладке сети для увеличения тепловой проводимости грунта траншею засыпают глиной. Если провода проложены по воздуху, его теплопроводность низкая, поэтому нагрузку по току следует уменьшить.
Еще один важный нюанс – ухудшение свойств изоляции кабеля ВВГнг-LS 3х2.5 и других типов, что обусловлено постепенным высыханием изоляционного слоя.
Расчет по длине
Вопрос о том, как рассчитать сечение кабеля по длине, также очень важен. Это обусловлено падением напряжения в сети, поскольку часть энергии тратится на нагрев. Из-за тепловых потерь к потребителю ее попадает меньше, чем было в начале линии.
Таким образом, проводник нужно выбирать не только по сечению жил, но и с учетом расстояния, на которое планируется передавать напряжение. Чем больше активные нагрузки, тем больше тока протекает через кабель, но и теплопотери также возрастут.
Если напряжение снижается, это сразу сказывается на работе токопотребляющих приборов, расположенных дальше остальных. Например, если речь идет об осветительных устройствах, то сразу станет заметно, что лампочки, расположенные далеко от блока питания, горят тускло, что в целом ухудшает качество освещенности объекта.
Избежать подобных проблем поможет грамотный расчет сечения проводов по длине. В первую очередь необходимо учесть потребности в энергии потребителя, находящегося на самом удаленном участке, который в формуле обозначается буквой L.
Необходимо рассчитать, каковы потери напряжения на участке L. Расчет выполняют по следующей формуле:
∆U = (Pr + Qx)L/U,
где P и Q — активная и реактивная мощность, r и x — активное и реактивное сопротивление участка L, а U — номинальная величина напряжения, при котором достигается нормальная работа оборудования.
Допустимые значения ∆U для нормальной работы силовых цепей и систем освещения жилых помещений не должны быть больше ±5 %. Для освещения промышленных сооружений и общественных зданий этот показатель составляет от +5 % до -2,5 %.
Подключение оборудования
При обустройстве силовой сети потребители могут подключаться к ней разными способами. Можно равномерно распределить нагрузки по линии или создать подключение в конце сети. Также может использоваться такой вариант, как обустройство двух линий, одна из которых обладает равномерно распределенными нагрузками и подключается к другой.
Калькулятор расчета сечения силового провода – Ученик – общение музыкой
Проводом какого сечения нужно подключать те или иные устройства в бортовую сеть автомобиля? Как сечение провода влияет на падение напряжения на нагрузке?Чтобы рассчитать это и был создан этот калькулятор. Он позволяет рассчитать необходимое сечение провода в зависимости от материала из которого изготовлены провода, напряжения бортовой сети, мощности нагрузки, длины проводов и допустимого (по Вашему мнению) падения напряжения в проводах.
Для простоты расчетов сечения провода приводим следующую таблицу перевода AWG (American Wire Gauge – обозначения сечения провода по американскому стандарту) в метрические характеристики провода. Сила максимального тока, указанная в правом столбце, дана для долговременной нагрузки с запасом по возможности увеличения плотности тока до 25-50%. Однако, результатом такого увеличения плотности тока будет большее падение напряжения на подключенном потребителе.
Номер AWG | Диаметр, мм | Площадь сечения, кв.мм | Maкс. ток, при 5 А/кв.мм |
---|---|---|---|
0000 | 11.70 | 107.459 | 537.3 |
000 | 10.40 | 84.906 | 424.5 |
00 | 9.30 | 67.895 | 339.5 |
0 | 8.30 | 54.079 | 270.4 |
1 | 7.35 | 42.385 | 211.9 |
2 | 6.54 | 33.617 | 168.1 |
3 | 5.83 | 26.654 | 133.3 |
4 | 5.19 | 21.137 | 105.7 |
5 | 4.62 | 16.763 | 83.8 |
6 | 4.12 | 13.293 | 66.5 |
7 | 3.67 | 10.544 | 52.7 |
8 | 3.26 | 8.363 | 41.8 |
9 | 2.91 | 6.629 | 33.1 |
10 | 2.59 | 5.258 | 26.3 |
11 | 2.31 | 4.171 | 20.9 |
12 | 2.05 | 3.309 | 16.5 |
13 | 1.83 | 2.623 | 13.1 |
14 | 1.63 | 2.081 | 10.4 |
15 | 1.45 | 1.650 | 8.3 |
16 | 1.29 | 1.308 | 6.5 |
17 | 1.15 | 1.038 | 5.2 |
18 | 1.02 | 0.823 | 4.1 |
19 | 0.91 | 0.653 | 3.3 |
20 | 0.81 | 0.517 | 2.6 |
21 | 0.72 | 0.410 | 2.1 |
22 | 0.64 | 0.326 | 1.6 |
23 | 0.57 | 0.258 | 1.3 |
24 | 0.51 | 0.205 | 1.0 |
25 | 0.46 | 0.163 | 0.8 |
26 | 0.41 | 0.129 | 0.6 |
27 | 0.36 | 0.102 | 0.5 |
28 | 0.32 | 0.081 | 0.4 |
29 | 0.29 | 0.064 | 0.3 |
30 | 0.26 | 0.0510 | 0.3 |
31 | 0.23 | 0.040 | 0.2 |
32 | 0.20 | 0.032 | 0.2 |
33 | 0.18 | 0.025 | 0.1 |
34 | 0.16 | 0.020 | 0.1 |
35 | 0.14 | 0.016 | 0.1 |
36 | 0.13 | 0.013 | 0.1 |
37 | 0.11 | 0.010 | 0.1 |
38 | 0.10 | 0.008 | 0.0 |
dc — Как рассчитать толщину кабеля в зависимости от материала и силы тока?
Есть несколько моментов, на которые следует обратить внимание при выборе толщины кабеля: падение напряжения, нагрев кабеля, электромагнитные помехи, согласование импеданса.
Максимально допустимое падение напряжения — хороший параметр для расчета толщины кабеля. В большинстве случаев это фактор ограничения, который может определять одну (без необходимости вычислять другие факторы) толщину кабеля.
\ $ V_ {drop} = R_ {кабель} \ times I \
\ $ R_ {кабель} = \ dfrac {p \ times length} {CrossSectionArea} \ $
Где p — удельное электрическое сопротивление материала
Для круглого кабеля:
\ $ R_ {cable} = \ dfrac {p \ times length} {\ pi \ times radius²} \ $
Соединяя уравнения, получаем, что толщина должна быть не менее:
\ $ radius> = \ sqrt {\ dfrac {p \ times length \ times I} {V_ {drop} \ times \ pi}} \ $
Предполагая, что падение напряжения 0.{−8} \ times 2 \ times 16} {0,5 \ times \ pi}} \ $
\ $ радиус = 0,59 мм \ $
\ $ диаметр = 2 \ умноженный на радиус = 1,18 (минимум) \
$Из этой таблицы AWG мы видим, что кабель с толщиной AWG 11 имеет диаметр 2,3 мм, что достаточно для вашего применения.
В таблице также указано, что этот AWG 11 может выдерживать ток более 12 (А) для того, что они называют «максимальным током для передачи энергии». Это на меньшее число , чем то, которое мы рассчитали, но мы должны обратить внимание, что это общий совет для любой длины кабеля, а не для конкретного кабеля длиной 2 метра (который я предполагал в этом расчете).
Нагрев кабеля немного сложнее рассчитать. Вам понадобится информация о характеристиках рассеивания тепла окружающей средой и кабелем: температура, воздушный поток, падение солнечного света, толщина кабеля, материал кабеля, слой изолятора и даже цвет кабеля (черные кабели нагреваются быстрее, но также быстрее охлаждаются).
В целом изоляция кабеля имеет хорошую тепловую защиту (около 80 градусов Цельсия), которой достаточно для большинства случаев. Обратите внимание, только если ваш кабель будет проходить через какой-либо источник тепла.В этом случае более толстый кабель с лучшим изолятором может лучше устоять.
К сожалению, существует разница между переменным и постоянным током при выборе кабеля. Если вы собираетесь транспортировать переменный ток, более тонкий кабель может ограничить максимальную частоту, которую вы можете переносить, выше которой сигнал может начать ухудшаться из-за скин-эффекта, как отметил @TokenMacGuy. К счастью, это не случай с DC.
Последняя тема, которую я сказал, которая может повлиять на выбор толщины кабеля, — это согласование импеданса.Для более точных схем сопротивление кабеля может оказать огромное влияние на передачу энергии. Эта проблема возникает в основном при большом токе, более 100 (А), или при очень низком сопротивлении нагрузки, как у динамиков с сопротивлением 8 или 4 Ом. В этом случае желателен более толстый кабель с меньшим сопротивлением.
dc — как рассчитать толщину медного проводника
dc — как рассчитать толщину медного проводникаСеть обмена стеков
Сеть Stack Exchange состоит из 177 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетить Stack Exchange- 0
- +0
- Авторизоваться Зарегистрироваться
Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществуКто угодно может задать вопрос
Кто угодно может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх
Спросил
Просмотрено 2k раз
\ $ \ begingroup \ $Объясните, пожалуйста, как рассчитать толщину медного проводника для следующей задачи:
Я хотел бы использовать источник постоянного тока вместо некоторых батарей для моих датчиков.Итак, у нас есть В, вольт и AH Amp * час. Датчик рабочий T Часы работы от батареек. Мои датчики будут соединены последовательно с разными расстояниями, я их пока не знаю (полагаю, нам понадобится худший вариант). Всего будет X датчиков и L метра на общую длину проводника. Напряжение, достаточное для работы датчика Вмин .
Так что это за формула? Большое спасибо.
Создан 05 дек.
BBKBBK11366 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ 12 \ $ \ begingroup \ $Толщина вашего проводника должна быть выбрана с учетом двух вещей:
Когда ваш датчик потребляет максимальный ток, падение напряжения на проводе не может быть настолько большим, что датчик не имеет достаточного напряжения для работы.Чтобы рассчитать это, вам нужен пиковый ток, потребляемый датчиком. Вы знаете, что средний ток составляет около 60 мкА, исходя из наблюдаемого срока службы батареи. Но это может быть связано с тем, что датчик включается только на 60 мкс каждую секунду, в течение которых он потребляет 1 А.
Вы можете рассчитать сопротивление вашего провода по его длине, площади поперечного сечения и удельному сопротивлению меди (уменьшенное увеличивается примерно вдвое от идеального значения для эффекта «работы»).
По сопротивлению провода и току, потребляемому датчиком, можно рассчитать падение напряжения.Если перепад слишком большой, вам понадобится более толстая проволока.
Провод нужно, чтобы он не нагрелся настолько, что расплавит его изоляцию и не загорится пожар. Для постоянных токов вас больше беспокоит опасность возгорания, и вы можете найти допустимые значения в стандартных таблицах допустимой нагрузки .
Для пиковых токов это намного сложнее, потому что вам нужно много знать о том, как охлаждается провод (поток воздуха, контакт с другими материалами и т. Д.), Чтобы знать, насколько он нагреется за короткое время.Поиск пикового тока в таблицах допустимой нагрузки даст вам консервативную оценку минимального диаметра провода.
Если у вас есть постоянный ток 60 мкА и длина провода меньше, скажем, 100 м, то, как сказано в комментариях pjc50, вы, вероятно, можете обойтись практически любым проводом, даже до AWG 30 или меньше.
Создан 07 дек.
ФотонФотон11k 33 золотых знака141141 серебряный знак270270 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ 7 Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScriptВаша конфиденциальность
Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.
Принимать все файлы cookie Настроить параметры
Напряжение— Производство электричества: имеет ли значение толщина провода для магнитной индукции?
Более длинный провод имеет большее сопротивление.Более толстый провод имеет меньшее сопротивление.
Величина напряжения, которое вы сможете создать, будет пропорциональна напряженности поля и количеству витков (петель) провода в вашей катушке.
Более тонкий провод позволяет вам иметь больше витков в том же объеме катушки, но большее количество витков означает дополнительную длину провода, что означает большее сопротивление, что увеличит ваши потери. Существенно более тонкий провод позволяет использовать большее напряжение, но меньший ток.
Более толстый провод означает, что вы можете разместить меньше витков в том же объеме, что означает меньшее сопротивление и меньшие потери при той же величине тока, но меньшем наведенном напряжении, поэтому более толстый провод допускает меньшее напряжение, но больший ток.
Прежде чем вы подумаете о том, чтобы сделать катушку больше, чтобы получить больше витков более толстого провода, вам нужно более сильное поле, чтобы проникнуть в более толстую катушку, иначе это принесет больше вреда, чем пользы и отходов.
Вы можете найти длину одного витка и использовать сопротивление и размер проводов разного калибра, чтобы достаточно легко вычислить, сколько витков и какое сопротивление у вас было для разных размеров проводов, но на этом вы пока не дойдете. Чтобы по-настоящему разобраться во всем, вы используете продвинутую математику для прогнозирования напряженности поля для оценки выходного тока и напряжения.2 \ $ R, где I — ток, а R — сопротивление.
Без высоких математических навыков лучше всего экспериментировать.
Если вы еще этого не сделали, изучите ток, напряжение, сопротивление, последовательные и параллельные цепи, закон Ома, закон Ватта, последовательное и параллельное сопротивление, законы Кирхгофа. Этот небольшой список формул позволит вам рассчитать базовые расчеты напряжения / мощности / сопротивления / тока, например, определить размер провода. Затем узнайте о емкости и индуктивности, если к тому времени это вам не надоело.Вы также можете узнать о магнетизме и использовать такие инструменты, как Finite Element Magnetic Modeller (бесплатно), чтобы моделировать объекты и несколько упростить процесс проектирования. Это увеличивает количество, которое вы можете узнать о магнитной системе на любом уровне ваших навыков, но единственный способ использовать ее должным образом — это более высокая математика и программирование.
Расчет диаметра провода и площади поперечного сечения
В этом блоге мы рассмотрим концепцию сопротивления, удельного сопротивления и шаги для расчета минимальной площади поперечного сечения и диаметра любого желаемого проводника.
Что такое сопротивление?
Свойство устройства или цепи, препятствующее прохождению через нее тока. Сопротивление измеряется в Ом (Ом). Прочность любого материала с равномерной площадью поперечного сечения определяется следующими четырьмя факторами:
- Вид материала
- Длина
- Площадь поперечного сечения
- Температура
Что такое удельное сопротивление?
Удельное сопротивление — это мера того, насколько данный размер конкретного материала сопротивляется току.Хотя материалы сопротивляются прохождению электрического тока, некоторые из них проводят его лучше, чем другие. Удельное сопротивление используется для сравнения характеристик внутреннего сопротивления различных материалов. Материалы, которые легко проводят ток, называются проводниками. Проводники обладают низким удельным сопротивлением. В то время как материалы, которые с трудом проводят ток, называются изоляторами. Изоляторы обладают высоким сопротивлением. Удельное сопротивление материала играет важную роль при выборе материалов, используемых для электрического провода.
Теперь, когда мы ясно понимаем концепции сопротивления и удельного сопротивления, давайте рассмотрим общую взаимосвязь между основным сопротивлением проводника, которая предполагает, что сопротивление данного проводника равно удельному сопротивлению материала, умноженному на отношение его длины к площади его поперечного сечения. . Это может помочь нам рассчитать минимальную площадь поперечного сечения и диаметр любого желаемого проводника.
Давайте рассмотрим пример, чтобы понять, как вычислить минимальную площадь поперечного сечения и диаметр любого желаемого проводника.
Пример: Какова минимальная площадь поперечного сечения и диаметр проводника для медного провода длиной 750 метров с максимальным сопротивлением 0,2 Ом?
Минимальная площадь поперечного сечения:
Чтобы решить эту проблему, мы будем использовать общее соотношение для расчета сопротивления проводника по следующей формуле:
Сопротивление = Удельное сопротивление * (Длина / Площадь)
R =
R = Сопротивление материала, Ом
Ρ = Удельное сопротивление материала, Ом на метр
L = Длина проводника, в метрах
A = Площадь поперечного сечения, в квадратных метрах
Чтобы использовать это общее соотношение для решения нашей примерной задачи, нам требуется удельное сопротивление или удельное сопротивление меди.Обратите внимание, что мы получаем удельное сопротивление материалов проводников из таблицы удельных сопротивлений проводников, и теперь мы знаем, что удельное сопротивление меди составляет 1,72 x 10e-8 Ом на метр.
При вычислении сопротивления проводника не забудьте выразить сопротивление в омах, удельное сопротивление материала в омах на метр, длину проводника в метрах и площадь поперечного сечения в квадратных метрах, чтобы это соотношение было действительным. Затем мы можем перейти к вычислению площади поперечного сечения провода, подставив известные величины в примере.
A = Ур. (1)
Диаметр жилы:
Площадь круга может быть представлена с помощью формулы ниже. Чтобы найти диаметр, нам придется изменить формулу.
А =
4 * А =
=
г =
Теперь мы можем заменить наше полученное значение площади поперечного сечения из уравнения. (1) в это соотношение и рассчитайте диаметр медной проволоки, чтобы получить диаметр 0.2 и диаметром не менее 9,062 мм.
Калькулятор калибра проводовКалькулятор калибра позволяет вам узнать диаметр и поперечное сечение площадь выбранного вами провода, а также электрическое сопротивление на единицу длины . Все это очень полезно, если вы подключаете колонки к системе домашнего кинотеатра и искали калькулятор калибра проводов колонок.
Используйте этот калькулятор размера проволоки вместо того, чтобы пробираться через утомительную таблицу размеров проволоки.Он поддерживает как стандарт American Wire Gauge (AWG) , так и систему Standard Wire Gauge (SWG) . Прочтите, чтобы узнать больше об этих способах измерения сечения проводов.
Американский стандарт калибра проводов (AWG)
Американский калибр проволоки — это система калибра проволоки с логарифмическими ступенями, используемая в основном в Северной Америке с 1857 года. Она применяется к сплошному, круглому, цветному, электрическому проводу. AWG также обычно используется для обозначения размера ювелирных изделий , а именно пирсинга .
Для увеличивающегося номера AWG диаметр и площадь поперечного сечения провода становятся на меньше. Шкала определяется в двух точках по диаметру проволоки. Номер 36 AWG имеет диаметр 0,005 дюйма , а провод 0000 (4/0) AWG имеет диаметр 0,46 дюйма . Соотношение этих двух диаметров составляет 1:92 , и между ними 40 размеров , что дает 39 ступеней .Разница в диаметре каждого последующего калибра является постоянным соотношением 92 1/39 . Между двумя шагами номера шкалы разница в соотношении составляет 92 2/39 и так далее. Формула диаметра для любого номера AWG, n
, выглядит так:
Диаметр (дюйм) = 0,005 дюйма * 92 (36-n) / 39
диаметр (мм) = 0,127 мм * 92 (36-n) / 39
Для калибровочных номеров AWG 00 , 000 и 0000 необходимо использовать отрицательное число для n
.Итак, для датчика 00 используйте n = -1
; 000, используйте n = -2
; а для 0000 используйте n = -3
.
Как показывает опыт, если вы уменьшите AWG на шесть , диаметр проволоки будет удвоен . Если хотите, проверьте это в калькуляторе калибра провода.
Площадь поперечного сечения по номеру AWG n
можно найти, используя площадь круга:
площадь = (π / 4) * диаметр²
площадь (дюйм²) = 0.000019635 дюйм² * 92 (36-n) /19,5
площадь (мм²) = 0,012668 мм² * 92 (36-n) /19,5
Расчет сопротивления на единицу длины (обсуждается позже) требует вычисления площади поперечного сечения провода.
Стандартный калибр проводов (SWG)
Этот калькулятор калибра проволоки также поддерживает британский стандартный калибр проволоки (SWG) , также известный как имперский калибр проволоки или британский стандартный калибр. SWG не так популярен в наши дни, но он все еще используется для определения толщины гитарных струн , а также некоторых типов электропроводки.
SWG построен на базовой единице мил, которая составляет 0,001 дюйма , или тысячную долю дюйма. Номер калибра определяет диаметр провода и колеблется от самого большого, номер 7/0 при 500 мил (0,5 дюйма) , до самого маленького, номер 50 при 1 мил (0,001 дюйма) . Каждый шаг шкалы снижает вес на единицу длины примерно на 20 процентов . Вес на единицу длины провода пропорционален его площади поперечного сечения , которая, в свою очередь, связана с квадратным корнем из диаметра:
уменьшение диаметра за шаг = (1 - √ (1 - 0.2)) * 100 = 10,6%
К сожалению, шкала SWG не соответствует точно этому соотношению. Шаги между датчиками остаются постоянными в диапазоне датчиков, прежде чем перейти на новую постоянную для следующего диапазона. Эти изменения на этапах примерно следуют экспоненциальной кривой. Эта система означает, что для определения диаметра конкретного датчика необходимо найти его в таблице датчиков (показанной ниже).
Калибр SWG | Диаметр (дюйм) | Диаметр (мм) | Шаг (дюйм) |
---|---|---|---|
7/0 | 0.5 | 12,7 | 0,036 |
6/0 | 0,464 | 11,786 | 0,032 |
5/0 | 0,432 | 10,973 | |
4/0 | 0,4 | 10,16 | 0,028 |
3/0 | 0,372 | 9.449 | 0,024 |
2/0 | 0,348 | 8,839 | |
0 | 0,324 | 8,23 | |
1 | 0,3 | 7,62 | |
2 | 0,276 | 7,01 | |
3 | 0,252 | 6.401 | 0,02 |
4 | 0,232 | 5,893 | |
5 | 0,212 | 5,385 | |
6 | 0,192 | 4,877 | 0,016 |
7 | 0,176 | 4,47 | |
8 | 0.16 | 4.064 | |
9 | 0,144 | 3.658 | |
10 | 0,128 | 3,251 | 0,012 |
11 | 0,116 | 2,946 | |
12 | 0,104 | 2,642 | |
13 | 0.092 | 2,337 | |
14 | 0,08 | 2,032 | 0,008 |
15 | 0,072 | 1,829 | |
16 | 0,064 | 1,626 | |
17 | 0,056 | 1,422 | |
18 | 0.048 | 1,219 | |
19 | 0,04 | 1,016 | 0,004 |
20 | 0,036 | 0,914 | |
21 | 0,032 | 0,813 | |
22 | 0,028 | 0,711 | |
23 | 0.024 | 0,61 | 0,002 |
24 | 0,022 | 0,559 | |
25 | 0,02 | 0,508 | |
26 | 0,018 | 0,4572 | 0,0016 |
27 | 0,0164 | 0,4166 | |
28 | 0.0148 | 0,3759 | 0,0012 |
29 | 0,0136 | 0,3454 | |
30 | 0,0124 | 0,315 | 0,0008 |
31 | 0,0116 | 0,2946 | |
32 | 0,0108 | 0,2743 | |
33 | 0.01 | 0,254 | |
34 | 0,0092 | 0,2337 | |
35 | 0,0084 | 0,2134 | |
36 | 0,0076 | 0,193 | |
37 | 0,0068 | 0,1727 | |
38 | 0,006 | 0.1524 | |
39 | 0,0052 | 0,1321 | 0,0004 |
40 | 0,0048 | 0,1219 | |
41 | 0,0044 | 0,1118 | |
42 | 0,004 | 0,1016 | |
43 | 0,0036 | 0.0914 | |
44 | 0,0032 | 0,0813 | |
45 | 0,0028 | 0,0711 | |
46 | 0,0024 | 0,061 | |
47 | 0,002 | 0,0508 | |
48 | 0,0016 | 0,0406 | |
49 | 0.0012 | 0,0305 | 0,0002 |
50 | 0,001 | 0,0254 |
Электрическое сопротивление на единицу длины
Этот калькулятор калибра провода также рассчитывает электрическое сопротивление на единицу длины провода. Чтобы рассчитать это, нам нужно знать фундаментальное свойство материала электрического проводника, который образует сердечник провода — удельное сопротивление .Вот его уравнение:
где:
-
R
— электрическое сопротивление -
А
— площадь поперечного сечения провода -
l
— длина провода
Чтобы найти сопротивление на единицу длины провода , мы можем переписать уравнение удельного сопротивления в виде R / l
:
Итак, это просто случай, когда делит удельное сопротивление на площадь поперечного сечения . Чтобы получить общее сопротивление конкретного провода, умножьте полученный выше результат на длину провода или воспользуйтесь нашим калькулятором сопротивления проводов.И если вам интересно узнать падение напряжения вдоль вашего провода, калькулятор падения напряжения — это то, что вам нужно.
Как пользоваться калькулятором калибра провода?
Давайте теперь шаг за шагом рассмотрим, как пользоваться калькулятором калибра провода. Это довольно просто.
- Выберите стандарты калибра проводов AWG и SWG .
- Выберите требуемый калибр проволоки номер .
- Выберите материал сердечника провода .Для большинства проводов это будет медь . Расчет сопротивления предполагает, что провод имеет комнатную температуру. Расширенный режим : Если материала сердечника провода нет в списке, войдите в расширенный режим, и вы сможете ввести пользовательское значение для сопротивления материала .
- Время результатов! Затем появятся диаметр , площадь поперечного сечения и электрическое сопротивление на длину .
- На измените любую из единиц этих величин, просто щелкните текущую единицу и выберите новую единицу из выпадающего меню.
Рабочий пример на американском калькуляторе калибра проволоки — проволока 12 калибра
В заключение, вот рабочий пример того, как рассчитать диаметр провода, площадь поперечного сечения и электрическое сопротивление на единицу длины провода 12 калибра . Сначала посчитаем диаметр проволоки:
Диаметр = 0,005 дюйма * 92 (36-12) / 39 = 0,0808081 дюйма
Далее следует площадь поперечного сечения Расчет :
площадь = (π / 4) * диаметр² = 0.785398 * 0,08081² = 0,0051286 дюйм²
Если материал электрического проводника провода — медь , мы будем использовать значение удельного сопротивления для меди при комнатной температуре, которое составляет 1,68 * 10 -8 Ом · м
в метрических единицах. Учитывая, что в метре 39,37 дюйма, это:
1,68 * 10 -8 * 39,37 = 6,6142 * 10 -7 Ом · дюйм
Тогда можно рассчитать сопротивление на единицу длины:
сопротивление на дюйм = 6.6142 * 10 -7 / 0,0051286 = 0,00012896 Ом / дюйм
Обычно сопротивление на единицу длины в имперской системе указывается как Ом на 1000 футов или килофит (kft) . Поскольку на фут 12 дюймов, вы умножаете указанное выше число на 12000:
. Сопротивление на кв.фут = 0,00012895 Ом / дюйм * 12000 = 1,5476 Ом / тыс.футов
| Standard Wire & Cable Company может предоставить вам продукты нужного размера, типа и количества, необходимые для соблюдения графика и удовлетворения вашего руководства. Мы делаем это для компаний с 1947 года. Если вам нужен товар, которого нет в наличии, не волнуйтесь. Мы сделаем это для вас. Еще одна наша специальность — нестандартный кабель и нестандартная форма термоусадки. Мы предлагаем конструкторские, инженерные и производственные решения, которые точно соответствуют вашим требованиям. ISO 9001: 2015 / AS 9120B: 2016 |
Работа с проводом — учимся.sparkfun.com
Добавлено в избранное Любимый 40Толщина проволоки
Термин «калибр» используется для определения диаметра проволоки. Калибр провода используется для определения силы тока, который может безопасно выдержать провод. Калибр провода может относиться как к электрическому, так и к механическому. В этом руководстве рассматривается только электрическая часть. Существуют две основные системы измерения толщины проволоки: американский калибр проволоки (AWG) и стандартный калибр проволоки (SWG).Различия между ними не важны для этого руководства.
Примерный масштаб проволоки разного калибра
Сила тока, который может пропускать провод, зависит от нескольких различных факторов, например, от состава провода, длины провода и состояния провода. Как правило, более толстый провод может пропускать больший ток.
Приблизительная толщина провода в соответствии с таблицей допустимых значений
Здесь, в SparkFun, мы обычно используем провод 22 AWG для создания прототипов и макетов.При использовании макета или печатной платы твердый сердечник идеально подходит, потому что он хорошо входит в отверстия. Для других прототипов / построек, связанных с пайкой, многожильный сердечник — №1, просто убедитесь, что не пропускаете слишком большой ток через один провод. Он станет горячим и может расплавиться!
SparkFun поддерживает как одножильные, так и многожильные провода 22 AWG.
Нажмите, чтобы просмотреть больше вариантов проводов!Тем не менее, есть возможность использовать проволочную намотку 30 AWG , если вам нужно меньше.
Совет: Обмотка проводов была впервые использована для создания прототипов схем. В наши дни это встречается гораздо реже. Тем не менее, он по-прежнему полезен для подключения к маленьким контактам на компоненте поверхностного монтажа или печатной плате, проектах с ограниченным пространством или ремонте плат (например, «зеленый» ремонт проводов). Работа с толстым проводом? Обмотка проводов также полезна, когда сращивание толстой проволоки.Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с руководством по созданию автомобиля с автономной мышью.← Предыдущая страница
Многожильный и одножильный провод .