Содержание

расчет сечения кабеля по мощности

Калькулятор позволяет рассчитать сечение токоведущих жил электрических проводов и кабелей по электрической мощности.


Вид электрического тока

Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.

Выберите вид тока: ВыбратьПеременный токПостоянный ток


Материал проводников кабеля

Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.

Выберите материал проводников:

ВыбратьМедь (Cu)Алюминий (Al)

Суммарная мощность подключаемой нагрузки

Мощность нагрузки для кабеля определяется как сумма потребляемых мощностей всех электроприборов, подключаемых к этому кабелю.

Введите мощность нагрузки: кВт


Номинальное напряжение

Введите напряжение: В


Только для переменного тока

Система электроснабжения: ВыбратьОднофазнаяТрехфазная

Коэффициент мощности cosφ определяет отношение активной энергии к полной.

Для мощных потребителей значение указано в паспорте устройства. Для бытовых потребителей cosφ принимают равным 1.

Коэффициент мощности cosφ:


Способ прокладки кабеля

Способ прокладки определяет условия теплоотвода и влияет на максимальную допустимую нагрузку на кабель.

Выберите способ прокладки:

ВыбратьОткрытая проводкаСкрытая проводка

Количество нагруженных проводов в пучке

Для постоянного тока нагруженными считаются все провода, для переменного однофазного — фазный и нулевой, для переменного трехфазного — только фазные.

Выберите количество проводов:

ВыбратьДва провода в раздельной изоляцииТри провода в раздельной изоляцииЧетыре провода в раздельной изоляцииДва провода в общей изоляцииТри провода в общей изоляции

Минимальное сечение кабеля: 0

Кабель с рассчитанным сечением не будет перегреваться при заданной нагрузке. Для окончательного выбора сечения кабеля необходимо проверить падение напряжения на токонесущих жилах кабельной линии.

Длина кабеля

Введите длину кабеля: м


Допустимое падение напряжения на нагрузке

Введите допустимое падение: %



Минимальное сечение кабеля с учетом длины: 0

Рассчитанное значение сечения кабеля является ориентировочным и не может использоваться в проектах систем электроснабжения без профессиональной оценки и обоснования в соответствии с нормативными документами!

 

Таблица сечения кабеля по мощности и току

Сечение

Медные жилы проводов и кабелей

Токопроводящие жилы

Напряжение 220В Напряжение 380В

мм. кв.

Ток, А

Мощность, кВт

Ток, А

Мощность, кВт

1,5

19

4,1

16

10,5

2,5

27

5,9

25

16,5

4

38

8,3

30

19,8

6

46

10,1

40

26,4

10

70

15,4

50

33,0

16

85

18,7

75

49,5

25

115

25,3

90

59,4

35

135

29,7

115

75,9

50

175

38,5

145

95,7

70

215

47,3

180

118,8

95

260

57,2

220

145,2

120

300

66,0

260

171,6

Сечение

Алюминиевые жилы, проводов и кабелей

токопроводящие жилы

Напряжение, 220В Напряжение, 380В

мм. кв.

ток, А

Мощность, кВт

Ток, А

Мощность, кВт

2,5

20

4,4

19

12,5

4

28

6,1

23

15,1

6

36

7,9

30

19,8

10

50

11,0

39

25,7

16

60

13,2

55

36,3

25

85

18,7

70

46,2

35

100

22,0

85

56,1

50

135

29,7

110

72,6

70

165

36,3

140

92,4

95

200

44,0

170

112,2

120

230

50,6

200

132,0

Для чего нужен расчет сечения?

Электрические кабели и провода – основа энергетической системы, если они подобраны неправильно, это сулит множество неприятностей. Делая ремонт в доме или квартире, а особенно при возведении новой конструкции, уделите должное внимание схеме проводки и выбору корректного сечения кабеля для питания мощности, которая в процессе эксплуатации может возрастать.

Специалисты нашей компании при монтаже стабилизаторов напряжения и систем резервного электропитания сталкиваются с халатным отношением электриков и строителей к организации проводки в частных домах, в квартирах и на промышленных объектах. Плохая проводка может быть не только в тех помещениях, где длительное время не было капитального ремонта, а также когда дом проектировался одним владельцем под однофазную сеть, а новый владелец решил «завести» трехфазную сеть, но уже не имел возможности подключить нагрузку равномерно к каждой из фаз. Нередко провод сомнительного качества и недостаточного сечения встречается в тех случаях, когда строительный подрядчик решил сэкономить на стоимости провода, а также возможны любые другие ситуации, когда рекомендуется делать энергоаудит.

Современный набор бытовых приборов требует индивидуального подхода для расчета сечения кабеля, поэтому нашими инженерами был разработан этот онлайн калькулятор по расчету сечения кабеля по мощности и току. Проектируя свой дом или выбирая стабилизатор напряжения, вы всегда можете проверить, какое сечение кабеля требуется для этой задачи. Все что от вас требуется, это внести корректные значения соответствующие вашей ситуации.

Обращаем ваше внимание, что недостаточное сечение кабеля ведет к перегреванию провода, тем самым существенно повышая возможность возникновения короткого замыкания в электрической сети, выходу из строя подключенного оборудования и возникновению пожара. Качество силовых кабелей и корректность выбора их сечения гарантирует долгие годы службы и безопасность эксплуатации.

Расчет сечения кабеля для постоянного тока

Данный калькулятор хорош также тем, что позволяет корректно рассчитать сечение кабеля для сетей постоянного тока. Это особенно актуально для систем резервного питания на основе мощных инверторов, где применяются аккумуляторы большой емкости, а разрядный постоянный ток может достигать 150 Ампер и более. В таких ситуациях учитывать сечение провода для постоянного тока крайне важно, поскольку при заряде аккумуляторов важна высокая точность напряжения, а при недостаточном сечении кабеля могут возникать ощутимые потери и, соответственно, аккумулятор будет получать недостаточный уровень напряжения заряда постоянного тока. Подобная ситуация может послужить ощутимым фактором сокращения срока службы батареи.

 

Расчет сечения кабеля | Таблицы, формулы и примеры

Самое уязвимое место в сфере обеспечения квартиры или дома электрической энергией – это электропроводка. Во многих домах продолжают использовать старую проводку, не рассчитанную на современные электроприборы. Нередко подрядчики и вовсе стремятся сэкономить на материалах и укладывают провода, не соответствующие проекту. В любом из этих случаев необходимо сначала сделать расчет сечения кабеля, иначе можно столкнуться с серьезными и даже трагичными последствиями.

Для чего необходим расчет кабеля

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

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

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

R = ρ · L/S (2),

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

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

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

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

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

Что еще влияет на нагрев проводов

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

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

Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3x1,5 и ABБбШв 4x16

Трехжильный кабель BBГнг 3x1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3x1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.

Кабель ABБбШв 4x16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.

Порядок расчета сечения по мощности

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

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

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

ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) · Кс · Кз,

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

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

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

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

Правила расчета по длине

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

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

Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:

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

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

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

R = ρ · L/S.

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

dU = 0,05 · 220 В = 11 В.

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

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

В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм2. Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3x1,5 удовлетворяет этому условию.

Как рассчитать сечение по току

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

I = (P · Кс) / (U · cos ϕ).

Для трехфазной сети используется другая формула:

I=P/(U√3cos φ),

где U будет равно уже 380 В.

Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле. Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:

I = (P · Кс) / (U · cos ϕ) = (5000 · 0,75) / (220 · 1) = 17,05 А, при округлении 18 А.

BBГнг 3x1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм2. У кабеля BBГнг 3x1,5 одна жила имеет сечение S = π · r2 = 3,14 · (1,5/2)2 = 1,8 мм2, что полностью соответствует указанному требованию.

Если рассматривать кабель ABБбШв 4x16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.3.7. составляет 19 А.

С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм2. У кабеля ABБбШв 4x16 сечение одной жилы равно:

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

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

Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности и току

Правильно подобрать электрический провод принципиально важно. Опасность использования кабеля с недостаточной площадью сечения жилы заключается в повышении концентрации протекающего электрического тока. Вследствие этого растет температура металла, портится изоляционная оболочка. Поскольку проводку обычно прокладывают в недоступных местах, процесс ее разрушения незаметен. Повышение температуры до критической отметки и, как следствие, возгорание происходит неожиданно.

Выбор кабеля питания электрических установок осуществляется на стадии проектирования линии. Основной параметр проводки – площадь поперечного сечения жилы. Она определяется по формуле, по готовой таблице или с помощью онлайн-калькулятора. Наиболее распространенные исходные значения для подобного расчета – мощность потребления устройств, сила тока и напряжение питания в электрической сети.

Калькулятор расчета сечения по мощности и току

Самый простой и быстрый способ вычислить подходящую площадь сечения жилы для конкретных условий – калькулятор расчета сечения кабеля по мощности и току.

Перевод Ватт в Ампер
Расчет максимальной длины кабельной линии
 Uбп, В  Uобр, В Ток потр., А Тип кабеля S, мм2 Длина, м
1 ШВВП 2х0,35ШВВП 2х0,5ПВС 3х0,75ПВС 3х1ВВГнг 3х1,5ВВГнг 3х2,5ВВГнг 3х4,5ВВГнг 3х6ВВГнг 3х10UTP, 10 AWGUTP, 11 AWGUTP, 12 AWGUTP, 13 AWGUTP, 14 AWGUTP, 15 AWGUTP, 16 AWGUTP, 17 AWGUTP, 18 AWGUTP, 19 AWGUTP, 20 AWGUTP, 21 AWGUTP, 22 AWGUTP, 23 AWGUTP, 24 AWGудалить
 Uбп, В  Uобр, В Ток потр., А Тип кабеля S, мм2 Длина, м
1 ШВВП 2х0,35ШВВП 2х0,5ПВС 3х0,75ПВС 3х1ВВГнг 3х1,5ВВГнг 3х2,5ВВГнг 3х4,5ВВГнг 3х6ВВГнг 3х10UTP, 10 AWGUTP, 11 AWGUTP, 12 AWGUTP, 13 AWGUTP, 14 AWGUTP, 15 AWGUTP, 16 AWGUTP, 17 AWGUTP, 18 AWGUTP, 19 AWGUTP, 20 AWGUTP, 21 AWGUTP, 22 AWGUTP, 23 AWGUTP, 24 AWGудалить
 Uбп, В  Uобр, В Ток потр., А Тип кабеля S, мм2 Длина, м
1 ШВВП 2х0,35ШВВП 2х0,5ПВС 3х0,75ПВС 3х1ВВГнг 3х1,5ВВГнг 3х2,5ВВГнг 3х4,5ВВГнг 3х6ВВГнг 3х10UTP, 10 AWGUTP, 11 AWGUTP, 12 AWGUTP, 13 AWGUTP, 14 AWGUTP, 15 AWGUTP, 16 AWGUTP, 17 AWGUTP, 18 AWGUTP, 19 AWGUTP, 20 AWGUTP, 21 AWGUTP, 22 AWGUTP, 23 AWGUTP, 24 AWGудалить
 Uбп, В Uобр, ВТок потр., АТип кабеляS, мм2Длина, м
1ШВВП 2х0,35ШВВП 2х0,5ПВС 3х0,75ПВС 3х1ВВГнг 3х1,5ВВГнг 3х2,5ВВГнг 3х4,5ВВГнг 3х6ВВГнг 3х10UTP, 10 AWGUTP, 11 AWGUTP, 12 AWGUTP, 13 AWGUTP, 14 AWGUTP, 15 AWGUTP, 16 AWGUTP, 17 AWGUTP, 18 AWGUTP, 19 AWGUTP, 20 AWGUTP, 21 AWGUTP, 22 AWGUTP, 23 AWGUTP, 24 AWGудалить
добавить

Примечания:
U - напряжение питания видеокамеры, P - мощность потребляемая видеокамерой, Uбп - напряжение блока питания, Uобр - минимальное напряжение при котором работает видеокамера, S - сечение кабеля, Lмакс - максимальная длина кабельной линии

Руководствуясь законом Ома, онлайн-сервис позволяет автоматически вычислить ток потребления устройства. Для этого в соответствующие поля калькулятора необходимо ввести значения мощности прибора и напряжения электрической сети. По полученным данным легко можно определить площадь поперечного сечения медного или алюминиевого кабеля, используя готовую таблицу или формулу.

Также для удобства пользователей онлайн-калькулятор позволяет рассчитать максимальную длину выбранного провода при заданной силе тока прибора, а также напряжения источника питания и минимального рабочего напряжения устройства.

Выбор по таблице

Если необходимо быстро получить примерные характеристики электрического провода, выбор сечения кабеля по току по таблице ПУЭ – оптимальное решение.

В воздухе (лотки, короба,пустоты,каналы)Сечение,кв.ммВ земле
Медные жилыАлюминиевые жилыМедные жилыАлюминиевые жилы
Ток. АМощность, кВтТон. АМощность, кВтТок, АМощность, кВтТок. АМощность,кВт
220 (В)380 (В)
220(В)380 (В)220(В)380 (В)220(В)
194.117.5


1,5775.917.7

355.516.4194.117.57,5388.375796.3
357.773775.917.744910.733.S388.4
*29.777.63777166013.339.54610.1
5517.136.7479.777.6109019.8S9.77015.4
7516.549.36013.739.51611575375.79019,8
9570,967.57516.549.3751503398.711575.3
17076.478.99019.859.73518039.6118.514030.8
14531.995.411074.777.45077549314817538.5
ISO39.6118.414030.897.17077560.518171046.7
77048.4144.817037.4111.99531077.6717.775556.1
76057,7171.170044131,617038584.7753.47956S
30567.1700.773551.7154.615043595.7786.333573.7
35077730.377059.4177.718550011037938584.7

Таблица наглядно демонстрирует рекомендованную площадь сечения провода при заданных значениях мощности и тока потребления прибора. Также учитывается напряжение источника питания, металл, из которого изготовлена жила, и способ прокладки линии. Округлять результат необходимо всегда в большую сторону.

Например, для запитывания электроустановок мощностью 6,2 кВт и силой тока 28 А медным проводом от сети с напряжением 220 В потребуется сечение 4 мм2.

Формула расчета

Для более точных вычислений применяется формула расчета сечения кабеля по силе тока и напряжению. Выглядит она так:


L – длина проводки;

I – ток электрических устройств;

Uнач – напряжение в сети;

Uкон – минимальное рабочее напряжение устройств;

ρ – удельное сопротивление меди (0,0175 Ом×мм2/м) или алюминия (0,028 Ом×мм2/м).

Если сила тока неизвестна, вычислить ее можно по формуле:


P – суммарная мощность всех электрических устройств;

U – напряжение питания.

Стоит учитывать, что результаты, полученные в результате вычислений по формулам, всегда точнее табличных значений.

Примеры

Пример А. Вычислить площадь сечения алюминиевого кабеля для питания электроустройств мощностью 10 кВт от сети напряжением 220 В. Длина линии – 40 м. Минимальное рабочее напряжение приборов – 207 В.

С помощью онлайн-калькулятора или по формуле в первую очередь стоит определить ток потребления приборов:


Зная силу тока, можно посчитать площадь сечения кабеля:


Пример Б. Для питания от электрической сети 220 В приборов с общей силой тока 14 А необходима медная проводка длиной 25 м. Рассчитать площадь сечения кабеля. Устройства работают при минимальном напряжении 207 В.

Все данные для расчета сечения жилы известны, поэтому можно воспользоваться формулой:


При заданных условиях площадь сечения медного кабеля должна быть не менее 2,82 мм2.


Расчёт сечения кабеля по мощности и току: формулы и примеры

Вы планируете заняться или дополнительно протянуть силовую линию на кухню для подключения новой электроплиты? Здесь пригодятся минимальные знания о сечении проводника и влиянии этого параметра на мощность и силу тока.

Согласитесь, что неправильный расчёт сечения кабеля приводит к перегреву и короткому замыканию или к неоправданным расходам.

Очень важно провести вычисления на стадии проектирования, так как выход из строя скрытой проводки и последующая замена сопряжена со значительными издержками. Мы поможем вам разобраться с тонкостями проведения расчетов, чтобы избежать проблем при дальнейшей эксплуатации электросетей.

Чтобы не нагружать вас сложными расчетами, мы подобрали понятные формулы и варианты вычислений, привели информацию в доступном виде, снабдив формулы пояснениями. Также в статью добавили тематические фото и видеоматериалы, позволяющие наглядно понять суть рассматриваемого вопроса.

Содержание статьи:

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 в зависимости от общей мощности потребителей основан на продолжительном опыте эксплуатации.

Галерея изображений

Фото из

Различные виды кабеля для устройства проводки

Разная толщина у проводников для бытовой эксплуатации

Число жил в различных марках кабеля

Варианты многожильного кабеля

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 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.

Галерея изображений

Фото из

Помещение с максимальным числом бытовой техники

Техническое оснащение ванных комнат и совмещенных санузлов

Подключение мощных энергопотребителей

Блок-розетка для маломощного оборудования

Варочная поверхность требует правильного подключения

Силовая электролиния для стиральной машины

Отдельные силовые ветки для холодильников

Мощные потребители энергии в санузлах и ванных

Расчет сечения по току

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

Весь расчет проводится в ходе следующих этапов:

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

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

Этап #1 — расчет силы тока по формулам

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

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

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

I = P/Uл,

Где:

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

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

Взаимосвязь линейного и фазного напряжения:

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

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

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

Далее суммируем все потребляемые токи по формуле:

I = (I1+I2+…IN)*K*J,

Где:

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

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

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

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

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

Этап #2 — выбор подходящего сечения по таблицам

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

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

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

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

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

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

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

При использовании таблиц к допустимому длительному току применяются коэффициенты:

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

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

Нулевая и заземляющая жилы в количество жил не входят.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В случае больших сечений возможно применить понижающий коэффициент:

0,875 * √Тпв

где Tпв — отношение продолжительности включения к продолжительности цикла.

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

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

Этап #3 — расчет сечения проводника по току на примере

Задача: медного кабеля для подключения:

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

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

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

Решение.

Шаг # 1. Рассчитываем линейное напряжение трехфазного подключения:

Uл = 220 * √3 = 380 В

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

Pтех = 25000 / 0,7 = 35700 Вт

Pобор = 10000 / 0,7 = 14300 Вт

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

Iтех = 35700 / 220 = 162 А

Шаг # 4. Ток, необходимый для подключения оборудования:

Iобор = 14300 / 380 = 38 А

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

Iтех = 162 / 3 = 54 А

Шаг # 6. Ток приходящийся на каждую фазу:

Iф = 38 + 54 = 92 А

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

Iф = 92 * 1,5 * 0,8 = 110 А

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

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

Шаг # 10. Не обязательный, рассчитываем диаметр жилы:

D = √(4*16 / 3,14) = 4,5 мм

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

О взаимосвязях значений напряжения и силы тока подробнее можно прочесть .

Расчет падения напряжения

Любой проводник, кроме сверхпроводников, имеет сопротивление. Поэтому при достаточной длине кабеля или провода происходит падение напряжения.

Нормы ПЭУ требуют, чтобы сечение жилы кабеля было таким при котором падение напряжения составляло не более 5%.

Таблица 9. Удельное сопротивление распространенных металлических проводников (+)

В первую очередь это касается низковольтных кабелей малого сечения.

Расчет падения напряжения выглядит следующим образом:

R = 2*(ρ * L) / S,

Uпад = I * R,

U% = (Uпад / Uлин) * 100,

Где:

  • 2 – коэффициент, обусловленный тем, что ток течет обязательно по двум жилам;
  • R – сопротивление проводника, Ом;
  • ρ – удельное сопротивление проводника, Ом*мм2/м;
  • S – сечение проводника, мм2;
  • Uпад – напряжение падения, В;
  • U% – падение напряжения по отношению к Uлин,%.

Используя формулы, можно самостоятельно выполнить вне необходимые вычисления.

Пример расчета переноски

Задача: рассчитать падение напряжения для медного провода с поперечным сечением одной жилы 1,5 мм2. Провод необходим для подключения однофазного электросварочного аппарата полной мощностью 7 кВт. Длина провода 20 м.

Желающим подключить бытовой сварочный аппарат к ветке электросети следует учесть ситу тока, на которую рассчитан применяемый кабель. Вполне возможно, что общая мощность работающих приборов может быть выше. Оптимальный вариант — подключение потребителей к отдельным веткам

Решение:

Шаг # 1. Рассчитываем сопротивление медного провода, используя таблицу 9:

R = 2*(0,0175 * 20) / 1,5 = 0,47 Ом

Шаг # 2. Сила тока, протекающая по проводнику:

I = 7000 / 220 = 31.8 А

Шаг # 3. Падение напряжения на проводе:

Uпад = 31,8 * 0,47 = 14,95 В

Шаг # 4. Вычисляем процент падения напряжения:

U% = (14,95 / 220) * 100 = 6,8%

Вывод: для подключения сварочного аппарата необходим проводник с большим сечением.

Выводы и полезное видео по теме

Расчет сечения проводника по формулам:

Рекомендации специалистов по подбору кабельно-проводниковой продукции:

Приведенные расчёты справедливы для медных и алюминиевых проводников промышленного назначения. Для других типов проводников предварительно рассчитывается полная теплоотдача.

На основе этих данных производится расчет максимального тока способного протекать по проводнику, не вызывая чрезмерного нагрева.

Если остались какие-либо вопросы по методике расчета сечения кабеля или есть желание поделиться личным опытом, пожалуйста, оставляйте комментарии к этой статье. Блок для отзывов расположен ниже.

Расчет сечения кабеля

Сечение кабеля - это площадь среза токоведущей жилы. Если срез жилы круглый (как в большинстве случаев) и состоит из одной проволочки - то площадь/сечение определяется по формуле площади круга. Если в жиле много проволочек, то сечением будет сумма сечений всех проволочек в данной жиле.

Величины сечения во всех странах стандартизированы, причем стандарты бывшего СНГ и Европы в этой части полностью совпадают. В нашей стране документом, которым регулируется этот вопрос, являются "Правила устройства электроустановок" или кратко - ПУЭ.

Сечение кабеля выбирается исходя из нагрузок с помощью специальных таблиц, называемых "Допустимые токовые нагрузки на кабель." Если нет никакого желания разбираться в этих таблицах - то Вам вполне достаточно знать, что на розетки желательно брать медный кабель сечением 1,5-2,5мм², а на освещение - 1,0-1,5мм². Для ввода одной фазы в рядовую 2-3 комнатную квартиру вполне хватит 6,0мм². Все равно на Ваших 40-80 м² большего оборудования не поместиться, даже с учетом электроплиты.

Многие электрики для "прикидки" нужного сечения считают, что 1мм² медного провода может пропустить через себя 10А электрического тока: соответственно 2,5 мм² меди способны пропустить 25А, а 4,0 мм² - 40А и т.д. Если Вы немного проанализируете таблицу выбора сечения кабеля, то увидите, что такой метод годится только для прикидки и только для кабелей сечением не выше 6,0мм².

Ниже дана сокращенная таблица выбора сечения кабеля до 35 мм² в зависимости от токовых нагрузок. Там же для Вашего удобства приведена суммарная мощность электрооборудования при 1-фазном (220В) и 3-фазном (380В) потреблении. Обратите внимание, что при прокладке кабеля в трубе (т.е. в любых закрытых пространствах, как например, в стене) возможные токовые нагрузки на кабель должны быть меньше, чем при прокладке открыто. Это связано с тем, что кабель в процессе эксплуатации нагревается, а теплоотдача в стене или в земле значительно ниже, чем на открытом пространстве.

Важно Когда нагрузка называется в кВт - то речь идет о совокупной нагрузке. Т.е. для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного - совокупно по всем трем. Когда величина нагрузки названа в амперах (А) - речь всегда идет о нагрузке на одну жилу (или фазу).

Сечение кабеля, мм² Проложенные открыто Проложенные в трубе
медь алюминий медь алюминий
ток, А кВт ток, А кВт ток, А кВт ток, А кВт
220В 380В 220В 380В 220В 380В 220В 380В
0,5 11 2,4                    
0,75 15 3,3                    
1,0 17 3,7 6,4       14 3,0 5,3      
1,5 23 5,0 8,7       15 3,3 5,7      
2,5 30 6,6 11,0 24 5,2 9,1 21 4,6 7,9 16,0 3,5 6,0
4,0 41 9,0 15,0 32 7,0 12,0 27 5,9 10,0 21,0 4,6 7,9
6,0 50 11,0 19,0 39 8,5 14,0 34 7,4 12,0 26,0 5,7 9,8
10,0 80 17,0 30,0 60 13,0 22,0 50 11,0 19,0 38,0 8,3 14,0
16,0 100 22,0 38,0 75 16,0 28,0 80 17,0 30,0 55,0 12,0 20,0
25,0 140 30,0 53,0 105 23,0 39,0 100 22,0 38,0 65,0 14,0 24,0
35,0 170 37,0 64,0 130 28,0 49,0 135 29,0 51,0 75,0 16,0 28,0

Если Вы внимательно изучили приведенную таблицу и таки желаете самостоятельно определить необходимое Вам сечение кабеля, например, для ввода в дом, то Вам также необходимо знать следующее. Настоящая таблица касается кабелей и проводов в резиновой и пластмассовой изоляции. Это такие широко распространенные марки как: ПВС, ВВП, ВПП, ППВ, АППВ, ВВГ. АВВГ и ряд других. На кабеля в бумажной изоляции есть своя таблица, на не изолированные провода и шины - своя. При расчетах сечения кабеля специалист должен также учитывать методы прокладки кабеля: в лотках, пучками и т.п. Кроме того, величины из таблиц о допустимых токовых нагрузках должны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:

  • поправочный коэффициент, соответствующий сечению кабеля и расположению его в блоке;

  • поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;

  • поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в земле;

  • поправочный коэффициент на различное число работающих кабелей, проложенных рядом.

Если и это Вас не останавливает - то открывайте справочник под ред.Белоруссова на стр.503, а мы снимаем шляпу.

Если деньги для Вас не проблема, тогда смело увеличивайте справочное сечение жилы на 50%, и спите спокойно: так как даже все поправочные коэффициенты в сумме не дадут больше.

При расчете необходимого сечения кабеля основной критерий - это количество тепла, выделяемого кабелем при прохождении через него электрического тока и температура окружающей среды. Вообще-то, любой электропроводник может пропустить через себя очень много тока, вплоть до температуры своего плавления, а это в десятки раз больше, чем указано в справочниках. Обратите внимание, что в справочниках приведены величины для длительных токовых нагрузок на кабель. А кратковременные нагрузки могут быть гораздо выше. Т.е. запас всегда есть. Но при условии, что Вы приобрели кабель, произведенный по ГОСТу. Если же Вам вместо медного кабеля продали нечто, сделанное из какого-то сплава и покрытое пластиком из вторичного полиэтилена (из использованных кульков и ПЭТ-бутылок), то зачем Вам все эти таблицы: см. статью "Как выбрать кабель"

Токовые нагрузки в сетях с постоянным током

В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по другому. Сопротивление проводника постоянному напряжению гораздо выше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще пренебрегают). Кроме этого, для потребителей постоянного тока как правило очень важно, чтобы напряжение на концах было не ниже 0,5В (для потребителей переменного тока, как известно колебания напряжения в пределах 10% в любую строону допустимы). Есть формула, определяющая насколько упадет напряжение на концах по сравнению с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления и силы тока в цепи:
U = ((p l) / S) I, где
U - напряжение постоянного тока, В
p - удельное сопротивление провода, Ом*мм2
l - длина провода, м
S - площадь поперечного сечения, мм2
I - сила тока, А
Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подставновки, или с помощью простйеших арифметических действий над данным уравнением.

Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то для для выбора сечения можно пользоваться таблицей для переменного тока, но при этом корректировать величины тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при постоянном токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем указано в таблице. Подобное правило также работает для выбора автоматических выключателей для сетей с постоянным током, например: для цепей с нагрузкой в 25А, нужно брать автомат на 15% меньшего номинала, в нашем случае подходит предыдущий типоразмер автомата - 20А.

Удельное электрическое сопротивление некоторых металлов, применяемых в электротехнике

Металл Сопротивление, Ом·мм2
Серебро 0,015...0,0162
Медь 0,01724...0,018
Золото 0,023
Алюминий 0,0262...0,0295
Вольфрам 0,053...0,055
Цинк 0,059
Никель 0,087
Железо 0,098
Платина 0,107
Олово 0,12
Свинец 0,217...0,227

Внимание: это авторская статья, поэтому при использовании материала просьба делать ссылку на первоисточник.

author: Оleg Stolyarov

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.

 

Расчет сечения проводов и кабелей по потребляемой мощности, таблицы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Расчет сечения провода для сети с одной фазой (однофазной)

Расчет сечения провода осуществляется с помощью следующей формулы:

I = (P × K и ) / (U × cos(φ) )

где:

  • I — сила тока;

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

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

I = P / U

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

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

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

Также приведем таблицу для расчета потребляемого тока алюминиевого кабеля:

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

Расчет сечения провода сети с тремя фазами (трехфазной)

А теперь разберем формулу подсчета сечения провода для трехфазных сетей.

Для рассчета сечения питающего кабеля воспользуемся следующей формулой:

I = P / (√3 × U × cos(φ))

Где:

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

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

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

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

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

U линейное = √3 × U фазное

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

Понятие длительного тока

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

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

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

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

Площадь поперечного сечения к диаметру пересечение круга пересечения диаметр поперечного сечения электрического кабеля формула проводника диаметр провода и расчетное сечение провода AGW American Wire Gauge Толстая площадь сплошного провода формула удельное сопротивление многожильный провод литц длина ток

Площадь поперечного сечения к диаметру преобразование круг пересечение поперечное сечение диаметр электрический кабель формула проводника диаметр провода и сечение проводки и расчетное сечение AGW American Wire Gauge толстая площадь сплошного провода формула удельное сопротивление многожильный провод длина литца ток - sengpielaudio Sengpiel Berlin

Преобразование и расчет - поперечное сечение <> диаметр

Диаметр кабеля по окружности площадь поперечного сечения и наоборот





электрический кабель , провод , провод , шнур , строка , проводка и веревка

Поперечное сечение - это просто двухмерный вид среза через объект.
Часто задаваемый вопрос: как преобразовать диаметр круглого провода d = 2 × r в площадь поперечного сечения круга
или площадь поперечного сечения A (плоскость среза) в кабель диаметр d ?
Почему значение диаметра больше, чем значение площади? Потому что это не то же самое.
Сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения провода.

Требуемое сечение электрической линии зависит от следующих факторов:
1) Номинальное напряжение.Чистая форма. (Трехфазный (DS) / AC (WS))
2) Предохранитель - резервный восходящий поток = Максимально допустимый ток (А)
3) По графику передаваемая мощность (кВА)
4) Длина кабеля в метрах (м)
5) Допустимое падение напряжения (% от номинального напряжения)
6) Материал линии. Медь (Cu) или алюминий (Al)
Используемый браузер не поддерживает JavaScript.
Вы увидите программу, но функция работать не будет.

«Единицей» обычно являются миллиметры, но также могут быть дюймы, футы, ярды, метры (метры),
или сантиметры, если за площадь принять квадрат этой меры.

Литц-провод (многожильный провод), состоящий из множества тонких проводов, требует на 14% большего диаметра по сравнению со сплошным проводом.


Площадь поперечного сечения не диаметр.



Поперечное сечение - это площадь.
Диаметр - это линейная мера.
Это не может быть то же самое.

Диаметр кабеля в миллиметрах
- это не поперечное сечение кабеля в
квадратных миллиметрах.


Поперечное сечение или площадь поперечного сечения - это площадь такого разреза.
Это не обязательно должен быть круг.

Имеющийся в продаже размер провода (кабеля) как площадь поперечного сечения:
0,75 мм 2 , 1,5 мм 2 , 2,5 мм 2 , 4 мм 2 , 6 мм 2 , 10 мм 2 , 16 мм 2 .
Расчет поперечного сечения A , ввод диаметра d = 2 r :

r = радиус провода или кабеля
d = 2 r = диаметр провод или кабель
Расчет диаметра d = 2 r , вход в сечение A :

Жила (электрокабель)
Есть четыре фактора, которые влияют на сопротивление проводника:
1) площадь поперечного сечения проводника A , рассчитанная по диаметру d
2) длина проводника
3) температура в проводнике
4) материал, составляющий проводник

Нет точной формулы для минимального сечения провода из максимального тока .
Это зависит от многих обстоятельств, таких как, например, если расчет выполняется для постоянного, переменного тока или
даже для трехфазного тока, отпускается ли кабель свободно или проложен под землей
. Кроме того, это зависит от температуры окружающей среды, допустимой плотности тока и допустимого падения напряжения
, а также от наличия одножильного или гибкого провода. И всегда есть хороший, но неудовлетворительный совет
использовать из соображений безопасности более толстый и, следовательно, более дорогой кабель
.Часто задаваемые вопросы касаются падения напряжения на проводах.

Падение напряжения Δ В

Формула падения напряжения с удельным сопротивлением (удельным сопротивлением) ρ (rho):


Δ V = I × R = I × (2 × l × ρ / A )

I = ток в амперах
l = длина провода (кабеля) в метрах (умноженная на 2, потому что всегда есть обратный провод)
ρ = rho, удельное электрическое сопротивление (также известное как удельное электрическое сопротивление или объемное
удельное сопротивление) меди = 0.01724 Ом × мм 2 / м (также Ом × м)
(Ом для l = длина 1 м и A = 1 мм 2 площадь поперечного сечения провода) ρ = 1/ σ
A = Площадь поперечного сечения в мм 2
σ = сигма, электрическая проводимость (электропроводность) меди = 58 S · м / мм 2

Количество сопротивлений
R = сопротивление Ом
ρ = удельное сопротивление Ом × м
l = двойная длина кабеля м
A = поперечное сечение мм 2

Производная единица удельного электрического сопротивления в системе СИ ρ - Ом × м, сокращенная от прозрачный Ω × мм / м.
Электропроводность, обратная величине удельного электрического сопротивления.

Электропроводность и удельное электрическое сопротивление κ или σ = 1/ ρ
Электропроводность и электрическое сопротивление
ρ = 1/ κ = 1/ σ

Разница между удельным электрическим сопротивлением и электропроводностью

Проводимость в сименсах обратно пропорциональна сопротивлению в омах.

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
Калькулятор работает в обоих направлениях знака .

Значение электропроводности (проводимости) и удельного электрического сопротивления
(удельное сопротивление) зависит от температуры материала постоянной. Чаще всего его дают при 20 или 25 ° C.

Сопротивление = удельное сопротивление x длина / площадь

Удельное сопротивление проводников изменяется с температурой.
В ограниченном диапазоне температур это примерно линейно:

, где α - температурный коэффициент, T - температура и T 0 - любая температура,
, например T 0 = 293,15 K = 20C, при котором известно удельное электрическое сопротивление ρ ( T 0 ).

Преобразование сопротивления в электрическую проводимость
Преобразование обратного сименса в ом
1 Ом [Ом] = 1 / сименс [1 / S]
1 сименс [S] = 1 / Ом [1 / Ом]

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
Калькулятор работает в обоих направлениях знака .

1 миллисименс = 0,001 МО = 1000 Ом

Математически проводимость обратно пропорциональна сопротивлению:

Символом проводимости является заглавная буква «G», а единицей измерения является
мхо, что означает «ом», записанное в обратном порядке. Позже блок mho был заменен блоком
на блок Siemens - сокращенно буквой «S».

Калькулятор: закон Ома

Таблица типовых кабелей для громкоговорителей

Диаметр кабеля d 0.798 мм 0,977 мм 1,128 мм 1,382 мм 1.784 мм 2,257 мм 2.764 мм 3.568 мм
Номинальное сечение кабеля A 0,5 мм 2 0,75 мм 2 1,0 мм 2 1,5 мм 2 2,5 мм 2 4,0 мм 2 6,0 мм 2 10.0 мм 2
Максимальный электрический ток 3 А 7,6 А 10,4 А 13,5 А 18,3 А 25 А 32 А

Всегда учитывайте, что поперечное сечение должно быть больше при большей мощности и большей длине
кабеля, но также и с меньшим импедансом. Вот таблица, в которой указаны возможные потери мощности.

Длина кабеля
в м
Сечение
в мм 2
Сопротивление
Ом
Потеря мощности при Коэффициент демпфирования при
Импеданс
8 Ом
Импеданс
4 Ом
Импеданс
8 Ом
Импеданс
4 Ом
1 0.75 0,042 0,53% 1,05% 98 49
1,50 0,021 0,31% 0,63% 123 62
2,50 0,013 0,16% 0,33% 151 75
4,00 0,008 0,10% 0,20% 167 83
2 0.75 0,084 1,06% 2,10% 65 33
1,50 0,042 0,62% 1,26% 85 43
2,50 0,026 0,32% 0,66% 113 56
4,00 0,016 0,20% 0,40% 133 66
5 0.75 0,210 2,63% 5,25% 32 16
1,50 0,125 1,56% 3,13% 48 24
2,50 0,065 0,81% 1,63% 76 38
4,00 0,040 0,50% 1,00% 100 50
10 0.75 0,420 5,25% 10,50% 17 9
1,50 0,250 3,13% 6,25% 28 14
2,50 0,130 1,63% 3,25% 47 24
4,00 0,080 1,00% 2,00% 67 33
20 0.75 0,840 10,50% 21,00% 9 5
1,50 0,500 6,25% 12,50% 15 7
2,50 0,260 3,25% 6,50% 27 13
4,00 0,160 2,00% 4,00% 40 20

Значения коэффициента демпфирования показывают, что осталось от принятого коэффициента демпфирования 200
в зависимости от длины кабеля, поперечного сечения и импеданса громкоговорителя.
Преобразование и расчет диаметра кабеля в AWG
и AWG в диаметр кабеля в мм - American Wire Gauge

Чаще всего мы используем четные числа, например 18, 16, 14 и т. Д.
Если вы получили нечетный ответ, например 17, 19 и т. Д., Используйте следующее меньшее четное число.

AWG означает American Wire Gauge и относится к прочности проводов.
Эти номера AWG показывают диаметр и, соответственно, поперечное сечение в виде кода.
Используются только в США. Иногда номера AWG также встречаются в каталогах
и технических данных в Европе.

Американский калибр проводов - диаграмма AWG

AWG
номер
46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34
Диаметр
дюйм
0.0016 0,0018 0,0020 0,0022 0,0024 0,0027 0,0031 0,0035 0,0040 0,0045 0,0050 0,0056 0,0063
Диаметр (Ø)
в мм
0,04 0,05 0,05 0,06 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0.13 0,14 0,16
Поперечное сечение
в мм 2
0,0013 0,0016 0,0020 0,0025 0,0029 0,0037 0,0049 0,0062 0,0081 0,010 0,013 0,016 0,020

AWG
номер
33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
Диаметр
дюйм
0.0071 0,0079 0,0089 0,0100 0,0113 0,0126 0,0142 0,0159 0,0179 0,0201 0,0226 0,0253 0,0285
Диаметр (Ø)
в мм
0,18 0,20 0,23 0,25 0,29 0,32 0,36 0,40 0,45 0,51 0.57 0,64 0,72
Поперечное сечение
в мм 2
0,026 0,032 0,040 0,051 0,065 0,080 0,10 0,13 0,16 0,20 0,26 0,32 0,41

AWG
номер
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8
Диаметр
дюйм
0.0319 0,0359 0,0403 0,0453 0,0508 0,0571 0,0641 0,0719 0,0808 0,0907 0,1019 0,1144 0,1285
Диаметр (Ø)
в мм
0,81 0,91 1.02 1,15 1,29 1,45 1,63 1,83 2,05 2.30 2.59 2,91 3,26
Поперечное сечение
в мм 2
0,52 0,65 0,82 1,0 1,3 1,7 2,1 2,6 3,3 4,2 5,3 6,6 8,4

AWG
номер
7 6 5 4 3 2 1 0
(1/0)
(0)
00
(2/0)
(-1)
000
(3/0)
(-2)
0000
(4/0)
(-3)
00000
(5/0)
(-4)
000000
(6/0)
(-5)
Диаметр
дюйм
0.1443 0,1620 0,1819 0,2043 0,2294 0,2576 0,2893 0,3249 0,3648 0,4096 0,4600 0,5165 0,5800
Диаметр (Ø)
в мм
3,67 4,11 4,62 5,19 5,83 6,54 7,35 8,25 9,27 10,40 11.68 13,13 14,73
Поперечное сечение
в мм 2
10,6 13,3 16,8 21,1 26,7 33,6 42,4 53,5 67,4 85,0 107,2 135,2 170,5

Как высокие частоты демпфируются длиной кабеля?

Таблица текущей пропускной способности

| Расчет поперечного сечения кабеля

Допустимая нагрузка по току: таблицы

(Выдержка из таблиц VDE 0298-4 06/13: 11, 17, 18, 21, 26 и 27)


Допустимая нагрузка по току, кабели с номинальным напряжением до 1000 В и термостойкими кабелями VDE 0298-4 06/13 таблица 11, столбец 2 и 5
столбец 2 столбец 5
способ прокладки в воздухе на поверхности или на поверхности
монопроводы

- с резиновой изоляцией
- с изоляцией из ПВХ
- термостойкие

Многожильные кабели
(кроме домашних или портативных устройств)
- с резиновой изоляцией
- ПВХ изолированный
- термостойкий
Количество заряженных проводников 1 2 или 3
Номинальное сечение Capa город (Ампер)
0,75 мм 2 15A 12A
1,00 мм 2 19A 15A
1,50 мм 2 24A 18A
2,50 мм 2 32A 26A
4,00 мм 2 42A 34A
6,00 мм 2 54A 44A
10,00 мм 2 73A 61A
16,00 мм 2 98A 82A
25,00 мм 2 129A 108A
35,00 мм 2 158A 135A
50,00 мм 2 198A 168A
70,00 мм 2 245A 207A
95,00 мм 2 292A 250A
120,00 мм 2 344A 292A
150,00 мм 2 391A 335A
185,00 мм 2 448A 382A
240,00 мм 2 528A 453A
453A
2 608A 523A

Допустимая нагрузка кабеля при изменении температуры окружающей среды
VDE 0298-4 06/13, таблица 17, столбец 4 1 )
Температура окружающей среды Коэффициент
10 ° C 1,22
15 ° C 1,17
20 ° C 1,12 90 081
25 ° C 1,06
30 ° C 1,00
35 ° C 0,94
40 ° C 0,87
45 ° C 0,79
50 ° C 0,71
55 ° C 0,61
60 ° C 0,50
65 ° C 0,35

1) для кабелей с рабочей температурой макс.70 ° C на проводнике

Допустимая нагрузка на многожильные кабели номинальным сечением до 10 мм 2
VDE 0298-4 06/13 таблица 26. При установке в на открытом воздухе.
Число нагруженных сердечников Коэффициент
5 0,75
7 0,65
10 0,55
14 0,50
19 0,45
24 0,40
40 0,35
61 0,30
9 0057
Максимальный ток кабелей для разделения температуры окружающей среды для термостойких кабелей VDE 0298-4 06/13 таблица 18, столбец 3-6
столбец 3 столбец 4 столбец 5 колонка 6
zulässige Betriebstemperatur
90 ° C 110 ° C 135 ° C 180 ° C
окр. t температура коэффициенты преобразования, применяемые к емкости термостойких кабелей в таблице 11, столбец 2 и 5
до 50 ° C 1,00 1,00 1,00 1,00
55 ° C 0,94 1,00 1,00 1,00
60 ° C 0,87 1,00 1,00 1,00
65 ° C 0,79 1,00 1,00 1,00
70 ° C 0,71 1,00 1,00 1,00
75 ° C 0,61 1,00 1,00 1,00
80 ° C 0 , 50 1,00 1,00 1,00
85 ° C 0,35 0,91 1,00 1,00
90 ° C ----- 0,82 1,00 1,00
95 ° C ----- 0,71 1, 00 1,00
100 ° C ----- 0,58 0,94 1,00
105 ° C ----- 0,41 0,87 1,00
110 ° C ----- ----- 0,79 1,00
115 ° C ----- ----- 0,71 1,00
120 ° C ----- ----- 0 , 61 1,00
125 ° C ----- ----- 0,50 1,00
130 ° C --- - ----- 0,35 1,00
135 ° C - --- ----- ----- 1,00
140 ° C ----- ----- ----- 1,00
145 ° C ----- ----- ----- 1,00
150 ° C --- - ----- ----- 1,00
155 ° C ----- ----- ----- 0,91
160 ° C ----- ----- ----- 0,82
165 ° C ---- - ----- ----- 0,71
170 ° C ----- ----- ----- 0,58
175 ° C ----- ----- ----- 0,41
Текущий Емкость кабелей для накопления на стенах, в трубах и трубопроводах, на полу и на потолке VDE 0298-4 06/13 таблица 21

No.многожильных кабелей
(2 или 3 токоведущих жилы)

Коэффициент

1

1,00

2 0,80
3 0,70
4 0,65
5 0,60
6 0,57
7 0,54
8 0,52
9 0,50
10 0,48
12 0,45
14 0,43
16 0,41
18 0,39
20 0,38

Максимально допустимая токовая нагрузка в соотв.согласно VDE 0891, часть 1, пункт 7 необходимо учитывать при применении изолированных кабелей в телекоммуникационных системах и устройствах обработки данных.

Допустимая нагрузка по току для намотанных кабелей VDE 0298-4 06/13 таблица 27
1 2 3 4 5 6
нет. слоев на одном барабане 1 2 3 4 5
коэффициенты пересчета 0,80 0,61 0,49 0,42 0, 38

Примечание : для спиральной намотки действителен коэффициент преобразования 0,80

Расчет площади поперечного сечения и токонесущей способности Conductor_Luoyang Yilan Electric Appliance Co., ООО

Во-первых, общий ток по медному проводу. Безопасность проводника зависит от максимально допустимой температуры сердечника, условий охлаждения и условий прокладки, которые необходимо определить. Как правило, безопасная пропускная способность медного провода составляет 5 ~ 8 А / мм2, а безопасный ток алюминиевого провода составляет 3 ~ 5 А / мм2. <Ключевые моменты> Общая пропускная способность по току безопасности для медного провода 5 ~ 8A / мм2, допустимая нагрузка по току безопасности для алюминиевого провода 3 ~ 5A / мм2. Например: медный провод 2,5 мм2BVV, рекомендуемая безопасная несущая способность 2.5 × 8A / мм2 = 20A 4 мм2BVV медный провод, рекомендуемая допустимая нагрузка по току 4 × 8A / мм2 = 32A

Во-вторых, рассчитайте площадь поперечного сечения медного проводника, используя безопасную пропускную способность медного провода рекомендуемого значения 5 ~ 8A / мм2, рассчитайте выбранную площадь поперечного сечения медного провода S диапазон: S = = 0,125I ~ 0,2I (мм2) S ----- площадь поперечного сечения медного провода (мм2) I ----- ток нагрузки (A)

В-третьих, расчет мощности общей нагрузки (также можно использовать электрические приборы, например, осветительные приборы, холодильники и т. Д.) делится на два вида: резистивная нагрузка и индуктивная нагрузка. Для формулы расчета резистивной нагрузки: P = UI для формулы расчета нагрузки люминесцентных ламп: P = UIcosф, где коэффициент мощности люминесцентной лампы cosф = 0,5. У разных индуктивных нагрузок коэффициент мощности разный, можно использовать единый расчет бытовой техники, когда коэффициент мощности cosф принимают 0,8. То есть, если в доме есть вся бытовая техника общей мощностью 6000 Вт, максимальный ток I = P / Ucosф = 6000/220 * 0.8 = 34 (A) Однако в нормальных условиях бытовая техника не может использоваться одновременно, поэтому добавьте общий коэффициент, общий коэффициент обычно равен 0,5. Поэтому приведенный выше расчет следует переписать в виде I = P * общий коэффициент / Ucosф = 6000 * 0,5 / 220 * 0,8 = 17 (А) То есть суммарное значение тока этого семейства составляет 17А. Общий выключатель воздуха на воротах не может использовать 16А, он должен быть больше 17А.

Примерная формула:

Двести пятьдесят раз умножить на девять, подняться по прямой.

Тридцать пять на 3,5, обе группы по пять очков.

Условия изменились, высокотемпературная модернизация меди Цзюцзян.

Пробив числа двести тридцать четыре, восемь семь шесть раз полной нагрузки.

Описание:

(Защитный ток) прямо не указывается, но выражается «поперечное сечение, умноженное на определенное количество раз» с помощью мысленной арифметики, полученной из сердцевины линии (провод с резиновой и пластиковой изоляцией). Как видно из Таблицы 53 кратность уменьшается с увеличением сечения.«2,5 балла умножить на девять, подняться на прямой участок», который составляет 2,5 мм и ниже различных сечений изолированного провода с алюминиевым сердечником, грузоподъемность примерно в 9 раз превышает количество поперечного сечения. Например, провод 2,5 мм, несущая способность 2,5 × 9 = 22,5 (А). От 4 мм 'и выше проводник тока и номер поперечного сечения отношения - это количество линий вдоль линейного ряда, умноженное на 1, то есть 4 × 8,6 × 7,10 × 6 , 16 × 5,25 × 4.

«35 на 3.5, удвойте группу из пяти точек, "указанная 35-миллиметровая" несущая способность провода в 3,5 раза больше числа поперечного сечения, то есть 35 × 3,5 = 122,5 (A). Пропускная способность и количество пересечений между несколькими линиями между двумя линиями в группе из двух проводов от 50 мм и выше, за которыми следуют 0,5 раза, то есть пропускная способность проводника 50,70 мм в 3 раза больше количество переходов; 95 120 мм "Расход в 2,5 раза больше площади поперечного сечения и т. Д.

«Условия переменные преобразования, высокотемпературное обновление меди Цзюцзян.«Приведенная выше формула представляет собой изолированный провод с алюминиевым сердечником, применение температуры окружающей среды 25 ℃ в зависимости от условий. Если линия изоляции алюминиевого провода при температуре окружающей среды в долгосрочной перспективе выше 25 ℃ в регионе, пропускная способность линии может рассчитывается в соответствии с формулой формулы, а затем может быть девять раз; когда использование алюминиевой проволоки не является медной проволокой, она немного больше, чем емкость тех же спецификаций алюминиевой линии, в соответствии с приведенными выше формулами для рассчитать линию, чем алюминиевая линия, чтобы увеличить пропускную способность по току.Например, пропускная способность медной линии 16 мм, согласно расчету алюминиевой линии 25 мм2

Оптимизация участка кабеля передачи

Раньше при выборе силового распределительного кабеля тип кабеля обычно определялся в соответствии с условиями прокладки, а затем сечение кабеля выбиралось в соответствии с условиями нагрева. Наконец, сечение кабеля соответствует требованиям по допустимой нагрузке по току, а также требованиям по потерям напряжения и термической стабильности.

Если принять во внимание экономические выгоды, оптимальное поперечное сечение кабеля должно быть минимальным сечением для начальных инвестиций и стоимости всего срока службы кабеля. С этой точки зрения, чтобы выбрать сечение кабеля, необходимо для теплового режима выбрать сечение основы, а затем искусственно увеличить с 4 до 5 сечение, называемое сечением наилучшего сечения.

По мере увеличения поперечного сечения сопротивление линии уменьшается, так что падение давления в линии уменьшается, что значительно улучшает качество электропитания, потери мощности уменьшаются, так что эксплуатационные расходы на кабель для уменьшения пропускной способности кабеля , Таким образом, можно гарантировать, что общая стоимость всего кабеля будет самой низкой.

Следующее будет использоваться для подтверждения метода полной стоимости владения: кабель должен иметь наилучшее поперечное сечение в соответствии с обычными методами на основе выбранного, а затем повысить уровень с 4 до 5.

Для гончарной сушилки, например, трехфазная мощность 70кВт, напряжение питания 400В, ток 101А, длина линии 100м. 2 Выберите сечение кабеля в соответствии с условиями нагрева

В соответствии с требованиями к прокладке выбранного типа YJLV, трехжильный силовой кабель 1 кВ, прямая прокладка трубы в земле, в соответствии с тепловыми условиями выбранное сечение кабеля S составляет 25 мм2, это сечение допускает замыкание на 125 А.

3 Выбрать сечение кабеля по совокупной стоимости владения

Метод общей стоимости владения - это распространенный метод сравнения экономических выгод от различных схем. Текущие инвестиции сравнительной схемы и будущая стоимость схемы выражаются текущей стоимостью. Будущая стоимость схемы умножается на коэффициент текущей стоимости Q, и после расчета рассчитывается общая стоимость владения.

Общая стоимость владения C = первоначальные инвестиции + стоимость PV

Значение PV называется приведенной стоимостью PV = Q × годовые потери энергии

Первоначальные вложения в это оборудование, включая стоимость кабеля, плюс стоимость прокладки.Различное сечение силового кабеля, длина 100 м при первоначальных вложениях в таблице 1.

Таблица 1 начальные вложения в силовые кабели различного сечения

Сечение кабеля Цена за единицу кабеля (юаней / м) Цена кабеля (юаней) Полная стоимость оборудования (× 105 юаней) первоначальные инвестиции C

257.757750.1616775

359.179170.1616917

Первоначальные вложения в кабель C = цена за единицу кабеля × длина кабеля + интегральная стоимость прокладки.Общая стоимость владения:

Потери мощности P = 3I2r0l × 10-3 (кВт), где I = 101A, l = 0,1 км.

Годовые потери мощности A = Pτ (кВтч), где τ - часы максимальной потери нагрузки в год, возьмем τ = 4500ч.

Годовые затраты на потерю энергии Cf = A × цена на электроэнергию (в юанях), возьмем цену на промышленную электроэнергию на Северо-Востоке (0,398 юаня / кВтч).

Значение PV (приведенная стоимость) = Q × Cf (юань), Q (коэффициент текущей стоимости)

Q = {1 - [(1 + a) / (1 + i)] n} / (i-a)

Где i - годовая процентная ставка, i = 7%;

A - годовой уровень инфляции, a = 0;

N - лет использования, n = 20 лет.Замена Q-style

Q = {1- [1 / (1 + 0,07)] 20} /0,07=10,59

Оптимальное экономичное сечение распределительного кабеля составляет 120 мм2 при минимальной совокупной стоимости владения. По мере роста цены оптимальное сечение распределительного кабеля станет больше.

Расчет несущей способности проводника

1, использование: различную пропускную способность провода (безопасный ток) обычно можно найти в руководстве. Но с помощью формул, а затем с помощью простой арифметики в уме, можно вычислить напрямую, не ищите в таблице.(Алюминий или медь), тип (изолированный провод или неизолированный провод и т. Д.), Способ прокладки (Ming или труба и т. Д.), Температура окружающей среды (25 градусов или около того выше) и т. Д., Влияние большего количества факторов, расчет более сложный.

10 на пятом, 100 на втором.

25,35, четыре или три круга.

70,95, дважды с половиной.

Температура проникновения - восемьдесят девять раз.

Голый плюс половина.

Медная проволока.

4.Описание: формула представляет собой изолированный провод с алюминиевым сердечником, Ming Fu при температуре окружающей среды 25 градусов. Если условия другие, есть другое утверждение. Линии изоляции включают различные типы проводов с резиновой или пластиковой изоляцией. Формулы для различных сечений тока (тока, безопасности) прямо не указываются, но выражаются «с определенным количеством пересечений». Для этого следует ознакомиться с сечением провода, (квадратный мм) расположение:

11.52.54610162535507O95l20150185 ...

Площадь поперечного сечения изолированного провода с алюминиевым сердечником на заводе-изготовителе обычно начинается с 2,5, а у медного изолированного провода - от 1; голая алюминиевая линия начинается с 16; голый медный провод начинается с 10

① Эта формула указала: пропускная способность линии изоляции алюминиевого сердечника, безопасность, можно рассчитать по количеству пересечений, количество раз. В формуле арабскими цифрами указано сечение провода (квадратные миллиметры), а китайскими иероглифами - кратное.Расположение сечения формулы и кратных следующее:

..1016-2535-5070-95120 ....

В пять раз вдвое больше, в два раза больше, чем в два раза

Время от времени формула становится еще более ясной. Исходное «10 следующих пяти» относится к поперечному сечению от 10 ниже, грузоподъемность в пять раз больше числа поперечного сечения. «100 на двоих» (читайте первые два) относится к более чем 100 поперечным сечениям, грузоподъемность в два раза больше числа поперечных сечений.Разделы 25 и 35 в четыре и три раза превышают границы. Это «фокусы 25,35 четыре три круга». При этом сечение 70,95 было в 2,5 раза. Из приведенного выше расположения видно: помимо 10 внизу и 100 и более, середина поперечного сечения провода одинакова для каждой из двух спецификаций.

Ниже, чтобы покрыть алюминиевый сердечник изолированным проводом, температура окружающей среды 25 градусов, например:

[Пример 1] 6 квадратных миллиметров, согласно 10 пять, рассчитать поток нагрузки 30 An.

[Пример 2] 150 квадратных миллиметров, согласно 100 на втором, рассчитать расход 300 ампер.

[Пример 3] 70 квадратных миллиметров, согласно 70,95 два с половиной раза, вычислить поток нагрузки 175 am.

Из приведенной выше компоновки также видно, что кратность уменьшается с увеличением поперечного сечения. На стыке множественных преобразований ошибка немного больше. Например, секции 25 и 35 в четыре и три раза превышают границу, 25 - в четыре раза больше диапазона, но близко к трехкратной стороне изменения, это в четыре раза больше тона, то есть 100A.Но реально меньше четырех раз (по мануалу на 97). А 35 наоборот, по формуле это три раза, то есть 105 An, на самом деле 117 An. Но влияние на использование этого невелико. Конечно, если количество сундуков при выборе сечения провода 25 не должно превышать 100 An, то 35 может быть чуть больше 105 A. Точнее. Точно так же квадратный провод 2,5 мм расположен в пять раз больше исходного (левого) конца, на самом деле более чем в пять раз <до 20 или более>, но для уменьшения потерь мощности в проводе, как правило, это не обязательно. большой, ручной В общем только стандартный 12 Ан.

② снизу, формула заключается в изменении условий лечения. (Включая пластину желоба и другие прокладки, то есть с защитным слоем оболочки, не обнаженным) по расчету ①, а затем нажмите 20% (на 0,8), если температура окружающей среды выше 25 градусов, следует рассчитать с помощью ①, затем нажмите Скидка 10. (По 0,9).

По температуре окружающей среды, по условиям лета самый жаркий месяц, средняя максимальная температура. На самом деле температура переменная, в нормальных условиях она влияет на ток проводника не очень сильно.Поэтому только для какого-то высокотемпературного цеха или более жарких мест более 25 градусов учитывайте только скидку.

Также существует ситуация, когда оба условия меняются (выше трубы и температуры). По расчету после 20% скидки, скидка 10%. Или просто дюжина шансов (например, 0,8 × 0,9 = 0,72, около 0,7). Также можно сказать, что температура трубки в восемьдесят девять раз больше значения.

Например: (изолированный провод с алюминиевым сердечником) 10 квадратных миллиметров, через трубку (скидка 20%) 40 А (10 × 5 × 0.8 = 40)

Трубка и высокая температура (30%) 35A (1O × 5 × 0,7 = 35)

95 квадратных миллиметров, сквозная трубка (скидка 20%) 190 Ann (95 x 2,5 x 0,8 = 190)

Высокая температура (скидка 10%), 214 утра (95 x 2,5 x 0,9 = 213,8)

Трубка и высокая температура (Qizhe). 166A (95 x 2,5 x 0,7 = 166,3)

Для допустимой токовой нагрузки неизолированного алюминия, код горловины плюс половина неизолированной линии, то есть на после расчета половины (на 1,5). Это относится к тому же сечению изолированного провода с алюминиевым сердечником по сравнению с алюминиевым неизолированным проводом, пропускная способность может быть увеличена вдвое.

[Пример 1] Квадратный неизолированный алюминиевый провод 16 мм, 96 А (16 x 4 x 1,5 = 96). Высокая температура, 86 А (16 × 4 × 1,5 × 0,9 = 86,4)

[Пример 2] Алюминиевый провод без покрытия, 35 квадратных миллиметров, 150 А (35 × 3 × 1,5 = 157,5)

[Пример 3] Оголенный алюминиевый провод 120 квадратных миллиметров, 360 А (120 × 2 × 1,5 = 360)

③ для определения допустимой токовой нагрузки медного провода, формулы, которые рассчитывает оператор медной линии. То есть поперечное сечение медного провода для повышения порядка ряда, а затем в соответствии с соответствующими условиями алюминия.

[Пример 1] 35 квадратный неизолированный медный провод 25 градусов, увеличение до 50 квадратных миллиметров, а затем на 50 квадратных миллиметров неизолированный алюминиевый провод, 25 градусов, рассчитанный для 225 An (50 × 3 × 1,5)

[Пример 2] Проволока с медной изоляцией размером 16 квадратных мм, 25 градусов, в соответствии с теми же условиями, для 25 квадратных миллиметров алюминиевой изоляции, рассчитывается как 100 А (25 × 4)

[Пример 3] 95 квадратных миллиметров медного изолированного провода под углом 25 градусов через 120 квадратных миллиметров алюминиевого изолированного провода при тех же условиях, рассчитанных как 192 An (120 × 2 × 0.8).

Онлайн-калькулятор для расчета необходимого сечения кабеля и учета потерь

Как правильно и точно сделать сечение кабеля расчета потери напряжения? Очень часто при проектировании сетей электроснабжения требуется грамотный расчет потерь в кабеле. Точный результат важен для выбора материала с необходимой площадью сечения проводника. Если кабель не подключен должным образом, это повлечет за собой многочисленные материальные затраты, потому что система быстро выйдет из строя и перестанет работать.Благодаря сайтам-помощникам, где есть готовая программа для расчета сечения кабеля и проезд по нему, это можно сделать легко и быстро.

Как пользоваться калькулятором онлайн?

В готовую таблицу занесите информацию по выбранному материалу кабеля, нагрузке энергосистемы, напряжению сети, температуре кабеля и способу его прокладки. После того, как вы нажмете кнопку «рассчитать» и будете готовы к результату.
Такой расчет падения напряжения в линии можно смело использовать, если не учитывать сопротивление кабельной линии при определенных условиях:

  1. Указательный коэффициент мощности cos phi равен единице.
  2. Линия сети постоянного тока.
  3. Электропитание переменного тока частотой 50 Гц, жилы сечением 25,0-95,0.

Полученные результаты необходимо использовать в каждом отдельном случае, учитывая все погрешности кабелей и проводов.

Обязательно укажите все значения!

Расчет потерь мощности в кабеле по школьной формуле

Получить необходимые данные можно следующим образом:, используя индикаторы последовательности подсчета: ΔU = I · RL (потеря сетевого напряжения = ток * сопротивление кабельного ввода).

Зачем нужно делать расчет потерь напряжения в кабеле?

Излишнее рассеивание энергии в кабеле может привести к значительным потерям мощности, чрезмерному нагреву и повреждению изоляции кабеля. Это опасно для людей и животных. При большой протяженности линии это сказывается на стоимости света, что также отрицательно сказывается на материальном состоянии помещения собственника.

Кроме того, неконтролируемое пропадание напряжения в кабеле может стать причиной выхода из строя многих приборов, а также их полного разрушения.Очень часто жильцы используют кабель с сечением меньше необходимого (в целях экономии), что вскоре вызывает короткое замыкание. А будущие затраты на замену или ремонт проводки кошелькам не оплачивают «экономные» пользователи. Именно поэтому так важно правильно подобрать кабели сечения проложенных проводов. Любая разводка в жилых домах инициируется только после тщательного расчета потерь в кабеле. Важно помнить, что электричество - не дает второго шанса, а потому все, что нужно сделать изначально правильно и аккуратно.

Способы снижения потерь мощности в кабеле

Потери можно уменьшить несколькими способами:

  • увеличить площадь сечения кабеля;
  • уменьшение длины материала;
  • падение нагрузки.

Часто с двумя последними точками все сложнее, и поэтому приходится делать это за счет увеличения площади поперечного сечения жилы электрического кабеля. Это поможет снизить сопротивление. У такого варианта есть несколько дорогостоящих моментов. Во-первых, стоимость использования такого материала для многокилометровых систем очень ощутима, и поэтому необходимо правильно выбирать сечение кабеля, чтобы снизить потери мощности в пороге кабеля.

Онлайн-расчет потерь напряжения позволяет сделать это за несколько секунд, со всеми дополнительными характеристиками. Для тех, кто желает перепроверить результаты вручную, существует физико-математическая формула для расчета потерь напряжения в кабеле. Безусловно, это идеальный компаньон для каждого проектировщика электросетей.

Таблица для расчета сечения силовых проводов

Сечение кабеля, мм 2

открытая проводка

Прокладка в каналах

медь

алюминий

медь

алюминий

текущий

Мощность, кВт

текущий

Мощность, кВт

текущий

Мощность, кВт

текущий

Мощность, кВт

НО

220АТ

380АТ

НО

220АТ

380АТ

НО

220АТ

380АТ

НО

220АТ

380АТ

0,5

11

2,4

0,75

15

3,3

1,0

17

3,7

6,4

14

3,0

5,3

1,5

23

5,0

8,7

15

3,3

5,7

2,0

26

5,7

9,8

21

4,6

7,9

19

4,1

7,2

14,0

3,0

5,3

2,5

30

6,6

11,0

24

5,2

9,1

21

4,6

7,9

16,0

3,5

6,0

4,0

41

9,0

15,0

32

7,0

12,0

27

5,9

10,0

21,0

4,6

7,9

6,0

50

11,0

19,0

39

8,5

14,0

34

7,4

12,0

26,0

5,7

9,8

10,0

80

17,0

30,0

60

13,0

22,0

50

11,0

19,0

38,0

8,3

14,0

16,0

100

22,0

38,0

75

16,0

28,0

80

17,0

30,0

55,0

12,0

20,0

25,0

140

30,0

53,0

105

23,0

39,0

100

22,0

38,0

65,0

14,0

24,0

35,0

170

37,0

64,0

130

28,0

49,0

135

29,0

51,0

75,0

16,0

28,0

Видео о правильном выборе калибра провода и типичных ошибках



Физика для науки и техники II

Пример из отдела академических технологий на Vimeo.

Пример - плотность тока

Хорошо, давайте сделаем пример, связанный с плотностью тока. Скажем, плотность тока через цилиндрический проводник, плотность тока через цилиндрический проводник большого радиуса R, изменяется по величине в зависимости от J, равна J0 умноженному на 1 минус маленькое r по большому R. центральная ось проволоки. Итак, в соответствии с этим, при маленьком r равно 0 на оси, другими словами, плотность тока равна J0, так как эта сумма будет равна 0.И, когда маленькое r равно большому R, здесь будет 1, 1 минус 1 будет равно 0. И, следовательно, на поверхности этого цилиндрического проводника плотность тока равна 0. Мы хотели бы вычислить ток. в терминах, скажем, площади поперечного сечения проводника.

Хорошо, теперь у нас есть цилиндрический проводник, что-то вроде этого, и ток течет по этому проводнику, и плотность тока изменяется, радиус этого проводника большой R, и плотность тока изменяется в соответствии с этой функцией .Следовательно, если мы посмотрим на ось этого проводника, вдоль оси, плотность тока будет J0, и, когда мы удаляемся от оси и приближаемся к поверхности проводника, когда маленькое r становится большим R, тогда плотность тока равна 0 . И мы хотели бы определить силу тока, протекающего по этому проводнику, в зависимости от площади поперечного сечения этого проводника. Вот в чем вопрос.

Теперь давайте посмотрим на это сверху. И я нарисую поперечное сечение на более крупной диаграмме, вот так.Итак, вот вид сверху, радиус равен R, а маленький r представляет собой расстояние от этого центра, от оси. Теперь, поскольку плотность тока меняется, и, как вы помните, плотность тока определялась как ток на единицу площади, и, следовательно, если бы плотность тока была постоянной, мы могли бы легко вычислить ток, взяв скалярное произведение этих двух векторов. Но поскольку J изменяется в радиальном направлении, мы применим ту же процедуру, которую мы применили ранее для случаев переменной плотности заряда.

Здесь, поскольку изменение происходит в радиальном направлении, мы собираемся выбрать инкрементное кольцо. Другими словами, кольцо, концентрическое по отношению к этой окружности, имеет очень и очень тонкую толщину. Итак, радиус этого кольца небольшой r, а толщина равна DR. И это кольцо настолько тонкое, что, пройдя по толщине этого кольца, мы можем предположить, что плотность тока остается постоянной.

Итак, поскольку J равно величине плотности тока, это J0 умноженное на 1 минус небольшое r над большим R.DR настолько мал, что R плюс DR, то есть изменение, которое будет испытывать плотность тока, будет настолько маленьким, и пренебречь этим изменением и предположить, что оно остается постоянным по всей толщине этого кольца, этого возрастающего кольца. И, следовательно, мы можем вычислить ток, проходящий через толщину этого инкрементного тока. Мы можем сказать, что ток через толщину инкрементного кольца, и назовем его DI, будет равен плотности тока J, обозначенной точками площади этого кольца, где DA - это площадь кольца или поверхности. вектор площади.Это мы и говорим, что вектор площади поверхности кольца. И мы знаем, что вектор площади поверхности перпендикулярен поверхности. Если мы предполагаем, что ток идет в плоскость, например, и это направление I, и, как и DI, конечно, вектор площади поверхности DA будет также попадать в плоскость, потому что он будет перпендикулярен поверхности. Тогда угол между этими двумя векторами будет равен 0 градусов, поэтому DI будет равен J величине DA, умноженной на косинус 0.А косинус 0 равен 1.

Хорошо, теперь мы запишем эти величины в явной форме, мы знаем, что J задается как J0, время 1 минус небольшое r по большому R, и это постоянное значение по всей толщине этого кольца. И DA можно получить как, разрезав это кольцо, как мы видели ранее в другом примере. У нас получится прямоугольная полоса, длина которой будет равна окружности этого кольца, которая равна 2 Pi R. И толщина этой полосы будет толщиной этого кольца, а это DR.Следовательно, DA будет равно 2 Pi R, умноженному на DR. Итак, DI будет равно для J, у нас будет J0, умноженное на 1, минус маленькое r над большим R, умноженное на DA, и это будет 2 Pi, умноженное на маленькое r, умноженное на DR. Это будет инкрементный ток, проходящий через эту инкрементную кольцевую поверхность.

Теперь мы можем применить ту же процедуру, чтобы получить инкрементный ток, проходящий через следующее инкрементное кольцо. И затем следующее инкрементное кольцо, которое концентрично этому кольцу, а затем следующее, и так далее, и так далее.И мы делаем это по всей поверхности поперечного сечения этого проводника. Итак, мы вычисляем все эти маленькие DI через эти возрастающие кольца, а затем складываем их. Процесс сложения - это интегрирование, поэтому, если вы возьмете интеграл с обеих сторон, то мы получим полный ток, проходящий через площадь поперечного сечения этого цилиндрического проводника.

Границы интегрирования будут такими: мы начнем с самого внутреннего кольца, которое будет иметь радиус 0, и перейдем к самому внешнему кольцу, которое будет иметь радиус большого R.Хорошо, давайте продолжим и возьмем этот интеграл, первый член даст нам интеграл от 0 до R от J0, умноженного на 2 Pi R DR. И тогда второй член даст нам минус интеграл от 0 до большого R, равный J0, умноженному на 2 Pi, R, умноженному на R, является квадратом R, деленным на большое R, умноженное на DR. Мы можем легко взять эти интегралы здесь, J0 и 2 Pi, постоянными, мы можем вынести их за пределы интеграла, а также здесь, J0, 2 Pi и big R. Они постоянны, мы можем взять их за пределы интеграл. И тогда у нас будет J0, умноженный на 2 Pi R, квадрат на 2 из первого интеграла, который будет оценен как 0, и большой R минус J0, умноженный на 2 Pi, на большой R, умноженный на интеграл R, квадрат R куб над 3 оценен как 0 и большой Р.

Двигаясь дальше, эти 2 будут отменены, и если мы заменим границы, мы заменим маленькое r большим R, первое даст нам G0, умноженное на Pi, умноженное на большой квадрат R, а 0 даст нам только 0 минус, вот сейчас заменим большой R на куб R. Следовательно, у нас будет J0, время 2 Pi над большим кубом R, умноженным на R, над 3. Опять же, если мы заменим 0 на маленькое r, мы получим 0. Здесь мы можем отменить это R с помощью куба R. , оставляя R в числителе в квадрате. И, следовательно, у нас будет, поскольку A, общая площадь поперечного сечения цилиндрического проводника равна Pi, умноженному на квадрат радиуса, и тогда эта величина будет не чем иным, как A, и, как и здесь, у нас будет Pi R квадрат, и это тоже равно A.Следовательно, первый член будет J0 умножить на A минус второй член даст нам 2 больше 3 J0 умноженных на A.

Итак, наконец, у меня будет общий знаменатель: 3 J0 A минус 2 J0 A, деленное на 3, даст нам 1, в 3 раза умноженное на J0 A. Что представляет собой ток, протекающий через этот цилиндрический проводник в терминах его площадь поперечного сечения и плотность тока J0.

Калькулятор сопротивления проводов

Этот калькулятор сопротивления проводов может быстро вычислить электрические свойства конкретного провода - его сопротивление и проводимость.Сопротивление описывает, насколько сильно данный кабель препятствует прохождению электрического тока, а проводимость измеряет способность провода проводить его. С ними также связаны две физические величины - удельное электрическое сопротивление и электропроводность. Прочитав приведенный ниже текст, вы, например, узнаете, как можно оценить сопротивление провода, используя формулу сопротивления (так называемый закон Пуйе).

В настоящее время одним из наиболее часто используемых проводников является медь, которую можно найти почти в каждом электрическом устройстве.Читайте дальше, если вы хотите узнать, каковы проводимость меди и удельное сопротивление меди, а также какие единицы удельного сопротивления и единицы проводимости использовать. Вы также можете рассчитать падение напряжения на конкретном проводе - в этом случае попробуйте наш калькулятор падения напряжения!

Единицы удельного сопротивления и электропроводности

Удельное сопротивление ρ , в отличие от сопротивления, является внутренним свойством материала. Это значит, что неважно, толстая или тонкая проволока, длинная или короткая.Удельное сопротивление всегда будет одинаковым для конкретного материала, а единицы удельного сопротивления - «омметр» ( Ом * м ). Чем выше удельное сопротивление, тем труднее протекать току через провод. Вы можете проверить наш калькулятор скорости дрейфа, чтобы узнать, насколько быстро проходит электричество.

С другой стороны, у нас есть проводимость σ , которая строго связана с удельным сопротивлением. В частности, он определяется как обратное: σ = 1 / ρ . Как и удельное сопротивление, это внутреннее свойство материала, но единицы проводимости - «сименс на метр» ( См / м ).Электрический ток может плавно течь через провод, если проводимость высокая.

В некоторых материалах при очень низких температурах мы можем наблюдать явление, называемое сверхпроводимостью. Сопротивление в сверхпроводнике резко падает до нуля, и, таким образом, проводимость приближается к бесконечности. Можно сказать, что это идеальный дирижер. Сверхпроводимость также связана с левитацией, которую мы описали в нашем калькуляторе магнитной проницаемости.

Формула проводимости и формула сопротивления

И проводимость, и сопротивление зависят от геометрических размеров провода.В нашем калькуляторе сопротивления проводов используется следующая формула сопротивления:

R = ρ * L / A

где

  • R - сопротивление в Ом,
  • ρ - удельное сопротивление материала в Ом * м,
  • L - длина провода,
  • A - площадь поперечного сечения провода.

Вы также можете использовать этот калькулятор сопротивления проводов для оценки проводимости, так как:

G = σ * A / L

где

  • G - проводимость в сименсах (S),
  • σ - проводимость в См / м,
  • L и A сохраняют то же значение.

В расширенном режиме можно напрямую изменять значения удельного сопротивления ρ и проводимости σ . Комбинируя два приведенных выше уравнения с соотношением ρ = 1 / σ , мы получаем аналогичную связь между сопротивлением и проводимостью:

R = 1 / G

Вы уже рассчитали сопротивление вашего провода? Попробуйте наш калькулятор последовательных резисторов и параллельный калькулятор резисторов, чтобы узнать, как можно рассчитать эквивалентное сопротивление различных электрических цепей.Вы также можете воспользоваться нашим калькулятором моста Уитстона, чтобы узнать, как измерить неизвестное сопротивление.

Электропроводность меди и удельное сопротивление меди

Такие материалы, как медь и алюминий, имеют низкий уровень удельного сопротивления, что делает эти материалы идеальными для производства электрических проводов и кабелей. Вы должны помнить, что сопротивление (и, следовательно, проводимость) зависит от температуры. В нашем калькуляторе сопротивления проводов мы перечислили некоторые материалы, которые вы можете выбрать, чтобы узнать их удельное сопротивление и проводимость при 20 ° C.(-8) Ом * м .

Взаимосвязь между массой меди, шириной следа и текущей пропускной способностью

Теоретически допустимая нагрузка на печатную плату (PCB) определяется площадью поперечного сечения следа и повышением температуры. Кроме того, площадь поперечного сечения дорожки прямо пропорциональна ширине дорожки и толщине меди. Итак, возникает вопрос: применимо ли это правило также к соотношению между допустимой нагрузкой по току и площадью поперечного сечения дорожки, то есть прямо пропорциональна ли пропускная способность дорожки ее площади поперечного сечения? При таком же повышении температуры, которое составляет 10 ° C, 10-миллиметровый след с медной массой в 1 унцию способен выдерживать ток не более 1 ампер, и мы можем быть уверены, что 50-миллиметровый след способен выдерживать ток, превышающий 1 ампер.Тогда каков будет максимальный ток, который он может удерживать, 5 ампер на основе простого множественного расчета? На самом деле это намного сложнее. Согласно MIL-STD-275, нам говорят, что максимальный ток, который может выдержать 50-миллиметровый след, составляет 2,6 ампера.


Повышение температуры 10 ° C 20 ° C 30 ° С
Медь 0,5 унции 1.0 унция 2,0 унции 0,5 унции 1.0 унций 2,0 унции 0,5 унции 1.0 унция 2,0 унции
Ширина следа (дюйм) Максимум. текущие усилители
0,01 0,5 1.0 1.4 0,6 1.2 1.6 0,7 1.5 2.2
0,015 0,7 1.2 1.6 0.8 1.3 2,4 1.0 1.6 3.0
0,02 0,7 1.3 2.1 1.0 1,7 3.0 1.2 2,4 3,6
0,025 0,9 1,7 2,5 1.2 2.2 3.3 1.5 2.8 4.0
0,03 1.1 1.9 3.0 1.4 2,5 4.0 1,7 3,2 5.0
0,05 1.5 2,6 4.0 2.0 3,6 6.0 2,6 4.4 7.3
0,075 2.0 3.5 5,7 2,8 4.5 7,8 3.5 6.0 10.0
0,1 2,6 4.2 6.9 3.5 6.0 9.9 4.3 7,5 12,5
0,2 4.2 7.0 11,5 6.0 10.0 11.0 7,5 13.0 20,5
0,25 5.0 8,3 12,3 7.2 12,3 20,0 9.0 15.0 24,0

Тем не менее, приведенная выше таблица была постепенно заменена Общим стандартом проектирования печатных плат IPC-2221 в качестве справочного материала, на основе которого точно спроектирована печатная плата.

Единица измерения толщины меди

Перед тем, как приступить к настоящему обсуждению, необходимо ввести единицу измерения толщины меди в унциях (oz). Это общепринятая единица измерения веса, но в конструкции печатной платы она использовалась для измерения толщины меди. Когда дело доходит до преобразования толщины меди в унцию, следует помнить о некоторых правилах. Поскольку характеристики меди измеряются по весу меди на квадратный фут, 1 унция, которая обычно упоминается, на самом деле относится к тому факту, что каждый квадратный фут этой меди равен 1 унции с точки зрения веса.В таких случаях, чем толще медь, тем больше она весит, поскольку вес меди прямо пропорционален ее толщине. В результате толщину меди можно представить в единицах веса - унциях. Кроме того, унция также может быть переведена в миллиметры или милы. Некоторые обычные преобразования перечислены ниже:
0,5 унции = 0,0007 дюйма = 0,7 мил = 0,018 мм
1,0 унции = 0,0014 дюйма = 1,4 мил = 0,035 мм
2,0 унции = 0,0034 дюйма = 2,8 мил = 0,070 мм

Взаимосвязь между площадью поперечного сечения медной фольги печатной платы и максимальной пропускной способностью по току и повышением температуры

На основании объяснения Раздела 6.2 в IPC-2221, то есть требования к проводящим материалам, допустимую нагрузку по току можно разделить на два типа: внутренние проводники и внешние проводники. Максимальная допустимая токовая нагрузка внутренних проводников определяется как половина от максимальной допустимой нагрузки по току внешних проводников. Таблица 6-4 в IPC-2221 демонстрирует взаимосвязь между площадью поперечного сечения медной фольги, повышением температуры и максимальной допустимой нагрузкой по току между внешними проводниками и внутренними проводниками.

Более того, упрощенная формула была резюмирована на основе приведенных выше таблиц: I = KΔT0.44A0,75

В этой формуле K - поправочный коэффициент. Это эквивалентно 0,024 для внутренних проводников и 0,048 для внешних проводников. ΔT - Макс. разность температур, показывающая разницу температур между нагревательной медью и температурой окружающей среды с единицей измерения в градусах Цельсия (° C). A относится к площади поперечного сечения медной дорожки с единицей измерения квадратный мил (мил ²). I относится к допустимой нагрузке по току в амперах (Ампер).

В связи с развитием электронных технологий, некоторые онлайн-калькуляторы ширины следа стали доступны разработчикам печатных плат.Это настолько удобный инструмент, что как только требуемый ток и масса меди будут заполнены, будет обеспечена соответствующая ширина дорожек внутренних и внешних проводников. Калькулятор ширины следа печатной платы и калькулятор ширины следа печатной платы ANSI IPC-2221A относятся к инструментам, представленным только что.

Элементы, определяющие максимальную пропускную способность по току

Хотя простую формулу можно напрямую использовать для расчета максимальной допустимой нагрузки по току, практические случаи не так просты и понятны.Это связано с тем, что, помимо площади поперечного сечения и повышения температуры, пропускная способность по току трассы также зависит от других элементов, таких как количество компонентов, контактных площадок и переходных отверстий.

Для дорожек с множеством распределенных контактных площадок дорожка лужения будет работать с гораздо большей емкостью, чем обычные дорожки. Это не редкость, в которой инженеры встречаются на печатных платах, на которых какой-то след между контактными площадками выгорает из-за протекания большого тока. Причина такой трагедии заключается в том, что слишком много паяльной пасты на компонентах или штырях приводит к увеличению площади поперечного сечения, в то время как никаких изменений между контактными площадками не происходит.В результате, как только начинается подача питания или выполняется изменение порядка на трассе, возможно вызвать сверхбольшой импульсный скачок или даже выгорание трассы между контактными площадками.

Одно из решений этой проблемы - увеличение ширины следа. Когда следу не разрешается расширяться, паяльная маска может быть нанесена на следы, которые имеют тенденцию к выгоранию, а паяльная паста должна быть напечатана в соответствии с процедурой SMT (технология поверхностного монтажа). После пайки оплавлением ширина дорожки увеличится, так что пропускная способность по току также возрастет.

Одним словом, хотя допустимая нагрузка на дорожку печатной платы по току может быть получена по таблице, предоставленной IPC, или по формуле, они применяются только для расчета прямой трассы. Однако при изготовлении или сборке реальной печатной схемы необходимо тщательно учитывать пыль или загрязняющие вещества, поскольку загрязнение может привести к частичному разрушению следов. Таким образом, когда мы проектируем максимальную пропускную способность по току в любом случае, необходимо добавить фактор безопасности, чтобы предотвратить возникновение проблемы перегрузки.

Кроме того, особое внимание следует уделить следам поворота. Если на трассе имеет место острый угол, возможно, возникнет негладкий переход, что, возможно, приведет к незначительному влиянию на небольшой ток или дорожку с большой шириной. Но когда дело доходит до низкой пропускной способности по току, могут возникнуть проблемы.