Длина проводника по сопротивлению
Определить длину проводника если известно, материал, сопротивление и сечение проводника.
Общее сопротивление проводника связано с его удельным сопротивлением, длиной и сечением формулой:
R= r*l / S
отсюда длина l = RS / r,
Где:
- S – сечение проводника в мм2
- R – сопротивление проводника в Ом,
- r – удельное сопротивление (обозначается буковой “ро”)
- l – расчетная длина проводника (в метрах)
Расчет производить исходя из температуры проводника +20 °C
Поделиться в соц сетях:
Популярные сообщения из этого блога
Найти тангенс фи , если известен косинус фи
Калькулятор коэффициент мощности cos fi в tg fi Как найти тангенс фи, если известен косинус фи формула: tg φ = (√(1-cos²φ))/cos φ Калькулятор онлайн – косинус в тангенс cos φ: tg φ: Поделиться в соц сетях: Найти синус φ, если известен тангенс φ Найти косинус φ, если известен тангенс φ
Индекс Руфье калькулятор
Проба Руфье калькулятор онлайн. Первые упоминания теста относиться к 1950 году. Именно в это время мы находим первое упоминание доктора Диксона о “Использование сердечного индекса Руфье в медико-спортивном контроле”. Проба Руфье – представляет собой нагрузочный комплекс, предназначенный для оценки работоспособности сердца при физической нагрузке. Индекс Руфье для школьников и студентов. У испытуемого, находящегося в положении лежа на спине в течение 5 мин, определяют число пульсаций за 15 сек (P1); После чего в течение 45 сек испытуемый выполняет 30 приседаний. После окончания нагрузки испытуемый ложится, и у него вновь подсчитывается число пульсаций за первые 15 с (Р2); И в завершении за последние 15 сек первой минуты периода восстановления (Р3); Оценку работоспособности сердца производят по формуле: Индекс Руфье = (4(P1+P2+P3)-200)/10; Индекс Руфье для спортсменов Измеряют пульс в положении сидя (Р1); Спортсмен выполняет 30 глубоких приседаний в
Найти косинус фи (cos φ), через тангенс фи (tg φ)
tg фи=… чему равен cos фи? Как перевести тангенс в косинус формула: cos(a)=(+-)1/sqrt(1+(tg(a))^2) Косинус через тангенс, перевести tg в cos, калькулятор – онлайн tg φ: cos φ: ± Поделиться в соц сетях:
Содержание
- Электрический проводник Расчет параметров
- Расчет сопротивления электрического проводника
- Расчет длины электрического проводника
- Расчет сечения электрического проводника
- Как подобрать и правильно рассчитать сечение кабеля
- Для чего необходимо подбирать сечение кабеля
- Удельное электрическое сопротивление проводников
- Падение напряжения на проводе
- Расчет сопротивления
- Сопротивление медного провода постоянному току
- Сопротивление медного кабеля
- Сопротивление жилы медного кабеля
- Сопротивление изоляции кабелей медных
- Расчет падения напряжения на проводе для постоянного тока
- Как пользоваться таблицей выбора сечения?
Электрический проводник
Расчет параметров
Электрические свойства проводника в большой степени зависят от вещества из которого он сделан. Важнейшими являются:
- Удельное сопротивление вещества проводника [ρ], измеряется в Ом·м в международной системе единиц (СИ). Это означает, что единица измерения удельного сопротивления в системе СИ равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 м², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом.
Также довольно часто применяется внесистемная единица Ом·мм²/м.
1 Ом·мм²/м = 10 −6 Ом·м - Температурный коэффициент электрического сопротивления [α], характеризует зависимость электрического сопротивления от температуры и измеряется в Кельвин в минус первой степени K −1 . Это величина, равная относительному изменению удельного ⁄ электрического сопротивления вещества при изменении температуры на единицу. Расчет удельного сопротивления ρt при произвольной температуре t производится по классической формуле (1):
ρt — удельное сопротивление при температуре t
t — температура
ρ20 — удельное сопротивление при температуре 20°C
α — температурный коэффициент сопротивления
Формула применима в небольшом диапазоне температур: от 0 до 100 °C. Вне этого диапазона или для точных результатов применяют более сложные вычисления.
Ниже приведена таблица наиболее популярных металлов для изготовления проводников, с их удельными сопротивлениями и температурными коэффициентами электрического сопротивления. Данные таблицы взяты из различных источников. Следует обратить внимание на то, что и удельное сопротивление проводника, и его температурный коэффициент электрического сопротивления зависят от чистоты металла, а в случае сплавов (сталь) могут существенно отличаться от марки к марке.
| Таблица 1 | ||
| Металл | Удельное сопротив ление [ρ] при t = 20 °C, Ом·мм²/м |
Температурный коэффициент электрического сопротивления [α], K −1 |
| Медь | 0.0175 | 0.0043 |
| Алюминий | 0.0271 | 0.0039 |
| Сталь | 0.125 | 0.006 |
| Серебро | 0.016 | 0.0041 |
| Золото | 0.023 | 0.004 |
| Платина | 0.107 | 0.0039 |
| Магний | 0.044 | 0.0039 |
| Цинк | 0.059 | 0.0042 |
| Олово | 0.12 | 0.0044 |
| Вольфрам | 0.055 | 0.005 |
| Никель | 0.087 | 0.0065 |
| Никелин | 0.42 | 0.0001 |
| Нихром | 1.1 | 0.0001 |
| Фехраль | 1.25 | 0.0002 |
| Хромаль | 1.4 | 0.0001 |
Программа КИП и А при вычислении свойств электрического проводника оперирует со следующими входными ⁄ выходными параметрами и их единицами измерения:
- Вещество, из которого изготовлен проводник (Смотрите таблицу 1)
- Длина проводника. мм, см, м, км, дюймы, футы, ярды
- Температура проводника. °C, °F
- Диаметр проводника. мм
- Сечение проводника. мм², kcmil
kcmil — тысяча круговых мил = 0.5067 мм² - Сопротивление проводника. Ом, кОм, МОм
Ниже, на рисунках представлены скриншоты модулей программы КИП и А по расчету параметров проводника.
Расчет сопротивления электрического проводника
Сопротивление электрического проводника рассчитываем по формуле:
R = ρ * L / S
- R — сопротивление электрического проводника
- ρ — удельное сопротивление проводника
вычисляется по формуле (1): ρ = ρ20[1 + α(t — 20)]- ρ20 — удельное сопротивление проводника при температуре t = 20°C (Таблица 1)
- t — температура проводника
- α — температурный коэффициент электрического сопротивления (Таблица 1)
- L — длина электрического проводника
- S — сечение электрического проводника
Расчет длины электрического проводника
Длину электрического проводника рассчитываем по формуле:
L = R * S / ρ
- L — длина электрического проводника
- R — сопротивление электрического проводника
- S — сечение электрического проводника
- ρ — удельное сопротивление проводника
вычисляется по формуле (1): ρ = ρ20[1 + α(t — 20)]- ρ20 — удельное сопротивление проводника при температуре t = 20°C (Таблица 1)
- t — температура проводника
- α — температурный коэффициент электрического сопротивления (Таблица 1)
Расчет сечения электрического проводника
Минимальное сечение электрического проводника при допустимых потерях напряжения рассчитываем по формуле:
S = I * ρ * L / ΔU
- S — сечение электрического проводника
- I — сила тока в электрической цепи
- L — длина электрического проводника
при двухпроводной линии, длина проводника (значение L) удваивается - ΔU — допустимые потери напряжения
- ρ — удельное сопротивление проводника
вычисляется по формуле (1): ρ = ρ20[1 + α(t — 20)]- ρ20 — удельное сопротивление проводника при температуре t = 20°C (Таблица 1)
- t — температура проводника
- α — температурный коэффициент электрического сопротивления (Таблица 1)
Источник
Как подобрать и правильно рассчитать сечение кабеля
Как подобрать кабель для подключения бытовых приборов самостоятельно, обеспечив безопасность проводки, и при этом не переплатив? Чем руководствоваться при выборе и как рассчитать сечение кабеля для группы потребителей? Об этом вы сможете узнать из данной статьи.
Сечение кабеля — это площадь поперечного сечения токоведущей жилы. В большинстве случаев срез жилы кабеля круглый, и площадь его сечения можно вычислить по формуле площади круга. Но, учитывая многообразие форм кабелей, для описания его главной физической характеристики применяется не линейный размер, а именно величина площади поперечного сечения. Данная характеристика во всех странах стандартизирована. В нашей стране она регулируется ПУЭ «Правила устройства электроустановок» .
Для чего необходимо подбирать сечение кабеля
Правильный подбор сечения кабеля — это, прежде всего, ваша безопасность. В случае если кабель не выдерживает токовую нагрузку, происходит его перегрев, оплавление изоляции, и, как результат, может возникнуть короткое замыкание и пожар.
Как же подобрать кабель нужного сечения, при этом избежав случаев, когда при одновременном включении нескольких приборов появляется запах плавящейся изоляции, и не переплачивать лишние деньги, используя провода с большим запасом?
Для электроснабжения жилых помещений применяются два основных вида кабелей: медные и алюминиевые. Медь более дорогой материал, по сравнению с алюминием. Но в современной проводке предпочтение отдается именно ей. Алюминий обладает более высоким внутренним сопротивлением и является хрупким металлом, который быстро окисляется. Медь — гибкий материал, менее склонный к окислению. В последнее время алюминиевые кабели применяются исключительно для восстановления проводки в постройках советских времен.
Для предварительного подбора необходимого сечения медного кабеля принято считать, что кабель сечением 1 мм² может пропустить через себя электрический ток до 10 А. Однако далее вы убедитесь, что такое соотношение годится исключительно для подбора сечения «на глаз», и справедливо для сечений не более 6 мм² (пользуясь предложенным соотношением, ток до 60 А). Электрического кабеля такого сечения вполне достаточно для ввода фазы в стандартную трехкомнатную квартиру.
Большинство электриков применяют кабели следующих сечений для подвода электричества к внутридомовым потребителям:
- 0,5 мм² — точечные светильники;
- 1,5 мм² — основное освещение;
- 2,5 мм² — розетки.
Однако это приемлемо для бытового потребления, при условии, что каждый электроприбор запитан от своей розетки, без использования двойников, тройников и удлинителей.
Более правильным будет при подборе кабеля воспользоваться специальными таблицами, которые позволяют подобрать сечение, исходя из известной мощности электроприбора (кВт), либо по токовой нагрузке (А). Токовая нагрузка в данном случае является более важной характеристикой, поскольку нагрузка в амперах всегда указывается на одну фазу, тогда как при однофазном потреблении (220 В) нагрузка в киловаттах будет указываться по одной фазе, а при трехфазном — суммарно по всем трем фазам.
При подборе сечения кабеля необходимо учитывать тип проводки: наружная или скрытая. Это связанно с тем, что при скрытой проводке теплоотдача провода уменьшается, в следствие чего происходит более интенсивный нагрев кабеля. Потому для скрытой проводки применяются кабели с площадью поперечного сечения примерно на 30% больше, чем при открытой.
Источник
Удельное электрическое сопротивление проводников
При проектировании электрических сетей в квартирах или частных домах в обязательном порядке выполняется расчет сечения проводов и кабелей. Для проведения вычислений используются такие показатели, как значение потребляемой мощности и сила тока, которая будет проходить по сети. Сопротивление не принимается в расчет из-за малой протяженности кабельных линий. Однако этот показатель необходим при большой длине ЛЭП и перепадах напряжения на разных участках. Особое значение имеет сопротивление медного провода. Такие провода все чаще используются в современных сетях, поэтому их физические свойства должны обязательно учитываться при проектировании.
Падение напряжения на проводе
Статья будет конкретная, с теоретическими выкладками и формулами. Кому не интересно, что откуда и почему, советую перейти сразу к Таблице 2 – Выбор сечения провода в зависимости от тока и падения напряжения.
И ещё – расчет потерь напряжения на длинной мощной трехфазной кабельной линии. Пример расчета реальной линии.
Итак, если взять неизменной мощность, то при понижении напряжения ток должен возрастать, согласно формуле:
P = I U. (1)
При этом падение напряжения на проводе (потери в проводах) за счет сопротивления рассчитывается, исходя из закона Ома:
U = R I. (2)
Из этих двух формул видно, что при понижении питающего напряжения потери на проводе возрастают. Поэтому чем ниже питающее напряжение, тем большее сечение провода нужно использовать, чтобы передать ту же мощность.
Для постоянного тока, где используется низкое напряжение, приходится тщательно подходить к вопросу сечения и длины, поскольку именно от этих двух параметров зависит, сколько вольт пропадёт зря.
Расчет сопротивления
Сегодня все сделано для человека. И даже такой простой расчет можно сделать несколькими способами. Есть простые, есть сложные. Начнем с простых.
Первый вариант табличный. В чем его простота? К примеру, таблица на нижнем рисунке.
Здесь все четко показано и взаимосвязано. Зная определенные размеры медного провода, можно определить его сопротивление и силу тока, которую провод может выдержать. Или, наоборот, имея в наличие показатели сопротивления или силы (плотность) тока, которые, кстати, можно определить мультиметром, можно легко определить сечение или диаметр проводника. Данный вариант самый удобный, таблицы можно найти в свободном доступе в интернете.
Второй способ определения – с помощью калькулятора (онлайн). Таких интернетовских приспособлений великое множество, работать с ними удобно и легко. Можно в такой калькулятор вставлять физические величины медного проводника и получать размерные показатели, или, наоборот. Правда, основная масса таких калькуляторов в своей программе имеет одно стандартное значение – это удельное сопротивление меди, равное 0,0172 Ом·мм²/м.
И самый сложный вариант расчета – это провести его своими руками, используя формулу. Вот она: R=pl/S, где:
- р – это то самое удельное сопротивление меди;
- l – длина медного провода;
- S – его сечение.
Хотелось бы отметить, что медь обладает одним из самых низких удельных сопротивлений. Ниже него только серебро – 0,016.
Определить сечение проводника можно через формулу, где основным параметром является его диаметр. А вот определить диаметр можно разными способами, кстати, такая статья на нашем сайте есть, можете прочитать и получить полную и достоверную информацию.
Сопротивление медного провода постоянному току
Сопротивление провода зависит от удельного сопротивления ρ, которое измеряется в Ом·мм²/м. Величина удельного сопротивления определяет сопротивление отрезка провода длиной 1 м и сечением 1 мм².
Сопротивление того же куска медного провода длиной 1 м рассчитывается по формуле:
R = (ρ l) / S, где (3)
R – сопротивление провода, Ом,
ρ – удельное сопротивление провода, Ом·мм²/м,
l – длина провода, м,
S – площадь поперечного сечения, мм².
Сопротивление медного провода равно 0,0175 Ом·мм²/м, это значение будем дальше использовать при расчетах.
Не факт, что производители медного кабеля используют чистую медь “0,0175 пробы”, поэтому на практике всегда сечение берется с запасом, а от перегрузки провода используют защитные автоматы, тоже с запасом.
Из формулы (3) следует, что для отрезка медного провода сечением 1 мм² и длиной 1 м сопротивление будет 0,0175 Ом. Для длины 1 км – 17,5 Ом. Но это только теория, на практике всё хуже.
Ниже приведу табличку, рассчитанную по формуле (3), в которой приводится сопротивление медного провода для разных площадей сечения.
Таблица 0. Сопротивление медного провода в зависимости от площади сечения
| S, мм² | 0,5 | 0,75 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 |
| R для 1м | 0,035 | 0,023333 | 0,0175 | 0,011667 | 0,007 | 0,004375 | 0,002917 | 0,00175 |
| R для 100м | 3,5 | 2,333333 | 1,75 | 1,166667 | 0,7 | 0,4375 | 0,291667 | 0,175 |
Сопротивление медного кабеля
Несмотря на то, что медь – один из лучших проводников электричества, она обладает сопротивлением. Оно незначительно – поэтому, например, при прокладке трасс небольшой длины (например, в квартире) им можно пренебречь.
Однако при прокладке трасс большой длины сопротивление медного кабеля имеет решающее значение – поскольку никому не хочется получить на «выходе» значительно меньшее напряжение, чем на «входе».
Сопротивление жилы медного кабеля
Существует три способа узнать сопротивление жилы медного кабеля – получить его из таблицы, рассчитать или же измерить специальным прибором (омметром). Первый вариант наиболее прост, но при этом не слишком точен. Таблицы, в которых указывается номинальное электросопротивление токоведущих жил медного кабеля в расчёт на 1 км длины, приведены в ГОСТ 22483-2012.
Дело в том, что табличные величины сопротивления указываются для кабелей определённого сечения и с определённым составом проводника. На практике же выясняется, что состав медного сплава может отличаться от нормативов. Особенно если речь заходит о некачественных, бюджетных кабелях.
Второй способ получения сопротивления медного кабеля – расчёт по формуле. Потребуется указать следующие значения:
- Удельное сопротивление меди ρ, которое варьируется в зависимости от процентного содержания меди в сплаве от 0,01724 до 0,018 Ом×мм²/м;
- Длину медного кабеля в метрах;
- Сечение кабеля S в мм².
Далее используется следующая формула:
Полученное сопротивление R– это сопротивление всего проводника на произвольную длину. Так что этой формулой удобно пользоваться при расчётах как длинных, так и коротких линий.
Якорь И третий вариант – это измерить сопротивление проводника самостоятельно. Он наиболее точен, поскольку показывает фактическое значение. Тем не менее, главный минус этого способа заключается в трудоёмкости.
Измерение электросопротивления токоведущих жил производится одинарным, двойным или одинарно-двойным мостом с постоянным напряжением. Конкретная методика и принципиальные схемы описываются ГОСТ 7229-76.
Сопротивление изоляции кабелей медных
Измерение сопротивления изоляции кабелей с медными токоведущими жилами является частью испытаний кабельных линий. Эти процедуры проводятся при положительной температуре окружающего воздуха.
Дело в том, что в изоляции кабеля могут находиться микрокапли влаги. При отрицательных температурах они замерзают. Кристаллы льда, в свою очередь, являются диэлектриками, то есть ток они не проводят. И, как следствие, измерения медных кабелей при отрицательной температуре не выявят наличия вкраплений влаги в изоляции.
Для измерения сопротивления изоляции используется мегаомметр. Нормативы подразумевают, что его погрешность должна составлять не более 0,2%. Так, одним из допускаемых соответствующим госреестром устройств является SonelMIC-2500 – гигаомметр, предназначенный для измерения сопротивления изоляции, степени её увлажнённости и старения.
В общем виде процедура измерения сопротивления изоляции медных кабелей проводится следующим образом:
- С кабеля снимается напряжение. Его отсутствие проверяется специальным устройством;
- Устанавливается испытательное заземление на стороне, где проводится измерение;
- Жилы с другой стороны разводятся на значительное расстояние друг от друга;
- На каждую жилу подаётся напряжение. На кабели с изоляцией из бумаги, ПВХ, полимеров и резины подаётся постоянное напряжение, а на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена – переменное;
- В течение одной минуты замеряется сопротивление изоляции.
Измерение проходит следующим образом:
- Предположим, измеряется сопротивление изоляции жилы «А»;
- Тогда испытательное заземление подключается к жилам «В» и «С»;
- Один конец мегаомметра подключается к жиле «А», второй – к заземляющему устройству («земле»).
Стоит отметить, что конкретная методика измерения зависит от типа кабеля – низковольтный силовой, высоковольтный силовой, контрольный. Вышеприведённый алгоритм имеет общий характер.
Расчет падения напряжения на проводе для постоянного тока
Теперь по формуле (2) рассчитаем падение напряжения на проводе:
U = ((ρ l) / S) I , (4)
То есть, это то напряжение, которое упадёт на проводе заданного сечения и длины при определённом токе.
Вот такие табличные данные будут для длины 1 м и тока 1А:
Таблица 1. Падение напряжения на медном проводе 1 м разного сечения и токе 1А:
| S, мм² | 0,5 | 0,75 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| U, B | 0,0350 | 0,0233 | 0,0175 | 0,0117 | 0,0070 | 0,0044 | 0,0029 | 0,0022 | 0,0018 |
Эта таблица не очень информативна, удобнее знать падение напряжения для разных токов и сечений. Напоминаю, что расчеты по выбору сечения провода для постоянного тока проводятся по формуле (4).
Таблица 2. Падение напряжения при разном сечении провода (верхняя строка) и токе (левый столбец). Длина = 1 метр
| S,мм² I,A |
1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 |
| 1 | 0,0175 | 0,0117 | 0,0070 | 0,0044 | 0,0029 | 0,0018 | 0,0011 | 0,0007 |
| 2 | 0,0350 | 0,0233 | 0,0140 | 0,0088 | 0,0058 | 0,0035 | 0,0022 | 0,0014 |
| 3 | 0,0525 | 0,0350 | 0,0210 | 0,0131 | 0,0088 | 0,0053 | 0,0033 | 0,0021 |
| 4 | 0,0700 | 0,0467 | 0,0280 | 0,0175 | 0,0117 | 0,0070 | 0,0044 | 0,0028 |
| 5 | 0,0875 | 0,0583 | 0,0350 | 0,0219 | 0,0146 | 0,0088 | 0,0055 | 0,0035 |
| 6 | 0,1050 | 0,0700 | 0,0420 | 0,0263 | 0,0175 | 0,0105 | 0,0066 | 0,0042 |
| 7 | 0,1225 | 0,0817 | 0,0490 | 0,0306 | 0,0204 | 0,0123 | 0,0077 | 0,0049 |
| 8 | 0,1400 | 0,0933 | 0,0560 | 0,0350 | 0,0233 | 0,0140 | 0,0088 | 0,0056 |
| 9 | 0,1575 | 0,1050 | 0,0630 | 0,0394 | 0,0263 | 0,0158 | 0,0098 | 0,0063 |
| 10 | 0,1750 | 0,1167 | 0,0700 | 0,0438 | 0,0292 | 0,0175 | 0,0109 | 0,0070 |
| 15 | 0,2625 | 0,1750 | 0,1050 | 0,0656 | 0,0438 | 0,0263 | 0,0164 | 0,0105 |
| 20 | 0,3500 | 0,2333 | 0,1400 | 0,0875 | 0,0583 | 0,0350 | 0,0219 | 0,0140 |
| 25 | 0,4375 | 0,2917 | 0,1750 | 0,1094 | 0,0729 | 0,0438 | 0,0273 | 0,0175 |
| 30 | 0,5250 | 0,3500 | 0,2100 | 0,1313 | 0,0875 | 0,0525 | 0,0328 | 0,0210 |
| 35 | 0,6125 | 0,4083 | 0,2450 | 0,1531 | 0,1021 | 0,0613 | 0,0383 | 0,0245 |
| 50 | 0,8750 | 0,5833 | 0,3500 | 0,2188 | 0,1458 | 0,0875 | 0,0547 | 0,0350 |
| 100 | 1,7500 | 1,1667 | 0,7000 | 0,4375 | 0,2917 | 0,1750 | 0,1094 | 0,0700 |
Какие пояснения можно сделать для этой таблицы?
1. Красным цветом я отметил те случаи, когда провод будет перегреваться, то есть ток будет выше максимально допустимого для данного сечения. Пользовался таблицей, приведенной у меня на СамЭлектрике: Выбор площади сечения провода.
2. Синий цвет – когда применение слишком толстого провода экономически и технически нецелесообразно и дорого. За порог взял падение менее 1 В на длине 100 м.
Как пользоваться таблицей выбора сечения?
Пользоваться таблицей 2 очень просто. Например, нужно запитать некое устройство током 10А и постоянным напряжением 12В. Длина линии – 5 м. На выходе блока питания можем установить напряжение 12,5 В, следовательно, максимальное падение – 0,5В.
В наличии – провод сечением 1,5 квадрата. Что видим из таблицы? На 5 метрах при токе 10 А потеряем 0,1167 В х 5м = 0,58 В. Вроде бы подходит, учитывая, что большинство потребителей терпит отклонение +-10%.
Но. ПрОвода ведь у нас фактически два, плюс и минус, эти два провода образуют кабель, на котором и падает напряжение питания нагрузки. И так как общая длина – 10 метров, то падение будет на самом деле 0,58+0,58=1,16 В.
Иначе говоря, при таком раскладе на выходе БП 12,5 Вольт, а на входе устройства – 11,34. Этот пример актуален для питания светодиодной ленты.
И это – не учитывая переходное сопротивление контактов и неидеальность провода (“проба” меди не та, примеси, и т.п.)
Поэтому такой кусок кабеля скорее всего не подойдет, нужен провод сечением 2,5 квадрата. Он даст падение 0,7 В на линии 10 м, что приемлемо.
А если другого провода нет? Есть два пути, чтобы снизить потерю напряжения в проводах.
1. Надо размещать источник питания 12,5 В как можно ближе к нагрузке. Если брать пример выше, 5 метров нас устроит. Так всегда и делают, чтобы сэкономить на проводе.
2. Повышать выходное напряжение источника питания. Это черевато тем, что с уменьшением тока нагрузки напряжение на нагрузке может подняться до недопустимых пределов.
Например, в частном секторе на выходе трансформатора (подстанции) устанавливают 250-260 Вольт, в домах около подстанции лампочки горят как свечи. В смысле, недолго. А жители на окраине района жалуются, что напряжение нестабильное, и опускается до 150-160 Вольт. Потеря 100 Вольт! Умножив на ток, можно вычислить мощность, которая отапливает улицу, и кто за это платит? Мы, графа в квитанции “потери”.
Источник
Удельное сопротивление ρ зависит от температуры.
Как найти формулу для длины проводника
Проверка непрерывности тока и падения напряжения
Подробнее.
Определить длину проводника очень просто – достаточно измерить ее. Однако, если проводника нет или он очень длинный, измерить его напрямую может быть очень сложно.
– Строительная рулетка;
– амперметр (тестер);
– тормозной суппорт;
– График электропроводности металлов.
Чтобы определить длину проводника, измерьте длину каждого участка рулеткой и сложите их. Этот метод подходит для открытой проводки и измерительных проводов во временных кабельных соединениях.
Если проводка скрытая, используйте подходящую схему проводки, чтобы определить точную длину проводов. Если это невозможно, попытайтесь восстановить расположение проводов косвенным образом, основываясь на расположении розеток, выключателей, распределительных коробок и т.д.
Важным правилом для электриков является то, что все провода должны быть проложены либо горизонтально, либо вертикально. Кроме того, горизонтальные участки проводов обычно проходят вдоль верхнего края стены (под потолком). Однако определить фактическое положение проводов может только специальный прибор или опытный электрик.
Если нет возможности проследить скрытую проводку, необходимо измерить электрическое сопротивление отдельных участков кабеля. Сечение провода и материал, из которого он изготовлен, также должны быть включены в расчет. Обычно это медь или алюминий. Поскольку формула для расчета сопротивления – R = ? * L * s, длина проводника может быть рассчитана по формуле:
Где:
L – длина проводника,
R – сопротивление проводника,
? – удельное сопротивление материала, из которого изготовлен проводник,
s – площадь поперечного сечения проводника.
При расчете длины проводника необходимо учитывать следующие параметры и коэффициенты.
Удельное сопротивление медного проводника составляет 0,0154 – 0,0174 Ω, а алюминиевого – 0,0174 Ω: 0,0262 – 0,0278 Ω.
(Если проводник имеет длину 1 метр и поперечное сечение 1 мм)?
Площадь поперечного сечения проводника равна:
Где:
? – pi составляет приблизительно 3,14,
D – диаметр проволоки (который можно легко измерить штангенциркулем).
Если проволока намотана, определите длину одного витка и умножьте на количество витков.
Если катушка имеет круглое сечение, измерьте диаметр катушки (средний диаметр катушки, если это многослойная катушка). Затем умножьте диаметр на число “пи” и количество витков:
d – диаметр катушки,
n – число витков провода.
Специфическое сопротивление является свойством материала, из которого изготовлен проводник.
Электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально произведению удельное сопротивление материала проводника по его длине и обратно пропорциональна площади его поперечного сечения.
| электрическое сопротивление проводника, | ом |
| удельное сопротивление материала проводника, | ом-м |
| длина проводника, | счетчик |
| поперечное сечение проводника | метр2 |
Единица удельного сопротивления в СИ
Удельное сопротивление ρ зависит от температуры.
Можно предположить, что FA = Ftj. FA = BIlsinα, где sin α = 1; длина F = mg
Таблица весов кабелей
Ниже приведена таблица сечений ВВГ.
| Сечение кабеля ВВГ | Расчетный вес продукта на 1 км цепи, 660 В (кг) | Вес продукта на 1 км цепи, 1000 В (кг) |
| 1×1,5 | 39 | 44 |
| 1×2,5 | 50 | 55 |
| 1×4 | 70 | 78 |
| 1×6 | 91 | 99 |
| 1×10 | 140 | 143 |
| 1×16 | 224 | 229 |
| 1×25 | 321 | 327 |
| 1×35 | 418 | 423 |
| 1×50 | 550 | 556 |
| 1×70 | 765 | |
| 1×95 | 1028 | |
| 1×120 | 1279 | |
| 1×150 | 1595 | |
| 1×185 | 1993 | |
| 1×240 | 2573 | |
| 1×300 | 3218 | |
| 2×1,5 | 72 | 81 |
| 2×2,5 | 94 | 117 |
| 2×4 | 147 | 165 |
| 2×6 | 191 | 210 |
| 2×10 | 293 | 300 |
| 2×16 | 442 | 449 |
| 2×25 | 657 | 667 |
| 2×35 | 854 | 865 |
| 2×50 | 1146 | 1160 |
| 2×70 | 1587 | |
| 2×95 | 2127 | |
| 2×120 | 2638 | |
| 2×150 | 3288 | |
| 2×2,5+1×1,5 | 128 | 141 |
| 3×1,5 | 93 | 117 |
| 3×2,5 | 137 | 151 |
| 3×4 | 194 | 218 |
| 3×6 | 257 | 282 |
| 3×10 | 403 | 413 |
| 3×16 | 619 | 628 |
| 3×25 | 926 | 941 |
| 3×35 | 1203 | 1232 |
| 3×50 | 1635 | 1653 |
| 3×1,5+1×1 | 123 | 138 |
| 3×2,5+1×1,5 | 161 | 178 |
| 3×4+1×2,5 | 229 | 253 |
| 3×6+1×4 | 308 | 339 |
| 3×10+1×6 | 471 | 490 |
| 3×16+1×10 | 749 | 761 |
| 3×25+1×16 | 1112 | 1130 |
| 3×35+1×16 | 1418 | 1438 |
| 3×50+1×25 | 1985 | |
| 3×70+1×35 | 2687 | |
| 3×95+1×50 | 3638 | |
| 3×120+1×70 | 4568 | |
| 3×150+1×70 | 5426 | |
| 3×185+1×95 | 6789 | |
| 3×240+1×120 | 8740 | |
| 4×1,5 | 128 | 143 |
| 4×2,5 | 170 | 187 |
| 4×4 | 244 | 274 |
| 4×6 | 326 | 358 |
| 4×10 | 518 | 530 |
| 4×16 | 818 | 835 |
| 4×25 | 1203 | 1222 |
| 4×35 | 1607 | 1629 |
| 4×50 | 2133 | 2157 |
| 4×70 | 3035 | |
| 4×95 | 4114 | |
| 4×120 | 5077 | |
| 4×150 | 6214 | |
| 4×185 | 7667 | |
| 4×240 | 9952 | |
| 5×1,5 | 156 | 175 |
| 5×2,5 | 208 | 229 |
| 5×4 | 302 | 340 |
| 5×6 | 406 | 445 |
| 5×10 | 646 | 661 |
| 5×16 | 1024 | 1041 |
| 5×25 | 1535 | 1559 |
| 5×35 | 2019 | 2045 |
| 5×50 | 2692 | 2722 |
| 5×70 | 3812 | |
| 5×95 | 5154 | |
| 5×120 | 6389 | |
| 5×150 | 8056 |
Для определения направления магнитной силы Ампера используется правило левой руки: если левая рука расположена так, что линии магнитного поля входят в ладонь, а четыре вытянутых пальца направлены в сторону тока в проводнике, то большой палец, согнутый под углом 90°, укажет направление силы Ампера.
Свойства электрических кабелей
При всем разнообразии кабельной продукции и огромном выборе проводов для электроустановок существуют правила выбора. Вам не нужно заучивать наизусть все марки кабелей и проводов, вам нужно уметь читать и расшифровывать их маркировку. Для начала полезно знать разницу между проводом и кабелем.
Провод – это проводник, используемый для соединения двух участков цепи. Он может иметь один или несколько токопроводящих проводников. Проводники могут быть:
Оголенные линии используются там, где невозможно установить контакт с проводами под напряжением. В большинстве случаев они используются на воздушных линиях.
Изоляционное покрытие наносится в один или два слоя. Провода с двумя или тремя жилами в двойной изоляции ошибочно принимают за кабель. Путаница возникает из-за того, что изоляция покрывает каждый проводник, а снаружи имеется общее полимерное или иное покрытие. Такие провода нашли применение внутри электроприборов, распределительных щитов или шкафов. Дома их прячут в стены или прокладывают в специальных каналах.
Изолированные изделия используются повсеместно. В зависимости от электробезопасности помещения и места установки выбирается класс изоляции.
Многопроводниковые кабели используются там, где требуются небольшие изгибы в сложных трассах, где не могут пройти однопроводниковые аналоги. Этот тип кабеля подходит для прокладки в кабельных каналах. Одножильные кабели труднее сгибать в таких условиях, требуется усилие и существует опасность повреждения жилы.
Для информации. Маркировка АППВ 3*2,5 обозначает кабель с алюминиевыми жилами, с изоляцией из ПВХ, плоский, с разделительным основанием. Расшифровка знаков указана в справочниках.
Конструктивно кабель представляет собой несколько индивидуально изолированных жил, заключенных во внешний защитный слой из диэлектрического материала. Пространство между жилами и оболочкой заполняется бумажными или пластиковыми лентами или кабельными нитями для предотвращения залипания. Кроме того, изделие может быть усилено бронированной лентой или стальной оплеткой для защиты от механических повреждений.
Существуют сложные формулы, которые рассчитывают тепловой баланс, используя температуру плавления и коэффициент термического сопротивления проводника для определения площади поперечного сечения проводника.
Расчет электрического проводника
Электрические свойства проводника во многом зависят от вещества, из которого он изготовлен. Наиболее важными из них являются:
- Удельное сопротивление проводящего вещества [ρ].измеряется в Ом-м в Международной системе единиц (СИ). Это означает, что единица СИ удельного сопротивления равна удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом. Также довольно часто используется внесистемное устройство Ом-м²/м. 1 Ом-м²/м = 10 -6 Ом-м
- Температурный коэффициент электрического сопротивления [α]указывает на температурную зависимость электрического сопротивления и измеряется в градусах Кельвина минус один градус K -1 . Она равна относительному изменению удельного сопротивления ⁄ электрического сопротивления вещества при изменении температуры на единицу. Расчет удельного сопротивления ρt при любой температуре t рассчитывается по классической формуле (1):
ρt – удельное сопротивление при температуре t t – температура ρ20 – удельное сопротивление при 20°C α – Температурный коэффициент сопротивления Формула применима в небольшом диапазоне температур от 0 до 100 °C. За пределами этого температурного диапазона или для получения более точных результатов можно использовать более сложные расчеты.
Ниже приведена таблица наиболее распространенных металлов для проводников, а также их удельное сопротивление и температурные коэффициенты электрического сопротивления. Эти таблицы взяты из различных источников. Следует отметить, что как удельное сопротивление проводника, так и его температурный коэффициент электрического сопротивления зависят от чистоты металла, а в случае сплавов (сталей) могут значительно отличаться от одной марки к другой.
| Таблица 1 | ||
| Металл | Значение сопротивления [ρ] при t = 20 °C, Ом-м²/м | Температурный коэффициент электрического сопротивления [α], K -1 |
| Медь | 0.0175 | 0.0043 |
| Алюминий | 0.0271 | 0.0039 |
| Сталь | 0.125 | 0.006 |
| Серебро | 0.016 | 0.0041 |
| Золото | 0.023 | 0.004 |
| Платина | 0.107 | 0.0039 |
| Магний | 0.044 | 0.0039 |
| Цинк | 0.059 | 0.0042 |
| Олово | 0.12 | 0.0044 |
| Вольфрам | 0.055 | 0.005 |
| Никель | 0.087 | 0.0065 |
| Никель | 0.42 | 0.0001 |
| Нихром | 1.1 | 0.0001 |
| Фехраль | 1.25 | 0.0002 |
| Хромала | 1.4 | 0.0001 |
Программное обеспечение I&C Программа использует следующие входные и выходные параметры и их единицы измерения для расчета свойств электрического проводника:
- Вещество, из которого изготовлен проводник (см. таблицу 1)
- Длина проводника. мм, см, м, км, дюймы, футы, ярды
- Температура проводника. °C, °F
- Диаметр проводника. мм
- Площадь поперечного сечения проводника. мм², кКмлkcmil – одна тысяча окружных миль = 0,5067 мм².
- Сопротивление проводника. Ом, кОм, МОм.
На следующих рисунках показаны снимки экрана модулей Программные модули I&C программные модули для расчета параметров проводника.
Рисунок 1 Рисунок 2 Рисунок 3
Ответ: два параллельных проводника с токами, текущими в одном направлении, фактически притягиваются друг к другу.
Как найти длину проводника
Автор Ольга Громышева задал вопрос в категории Естественные науки Какая формула для нахождения длины проводника? и получил лучший ответ
Ответ от Crabochka и формула – R=p*L /S. Отсюда мы вычисляем L
Детально проверьте непрерывность тока и падения напряжения.
Найти длину проводника очень просто – достаточно измерить ее. Однако, если проводник недоступен или очень длинный, измерить его напрямую может быть очень сложно.
– строительная рулетка; – амперметр (тестер); – штангенциркуль; – таблица проводимости металла.
Чтобы определить длину проводника, измерьте длину каждой секции с помощью измерительной ленты и сложите их. Этот метод подходит для открытой проводки и для измерения проводников во временных кабельных соединениях.
Если проводка скрыта, используйте подходящую схему проводки, чтобы найти точную длину проводов. Если схема проводки отсутствует, попытайтесь косвенно восстановить расположение проводки по расположению розеток, выключателей, распределительных коробок и т.д.
Важным правилом для электриков является то, что все провода должны быть проложены горизонтально или вертикально. Однако горизонтальные участки проводки обычно проходят вдоль верхнего края стены (под потолком).
Однако определить фактическое положение проводов может только специальный прибор или опытный электрик.
Если невозможно проследить трассу скрытого электрического кабеля, необходимо измерить электрическое сопротивление отдельных участков кабеля. Сечение провода и материал, из которого он изготовлен, также должны быть включены в расчет. Обычно это медь или алюминий. Поскольку формула для расчета сопротивления – R = ? * L * s, длина проводника может быть рассчитана по формуле:
Где: L – длина проводника, R – сопротивление проводника, ? – удельное сопротивление материала проводника, s – площадь поперечного сечения проводника.
При расчете длины проводника необходимо учитывать следующие параметры и коэффициенты.
Удельное сопротивление медного провода составляет 0,0154 – 0,0174 Ом, алюминиевого провода – 0,0174 Ом: 0,0262 – 0,0278 Ом. (Если длина проволоки 1 метр, а поперечное сечение 1 мм)?
Площадь поперечного сечения проводника равна:
Где: ? – pi приблизительно равен 3,14, а D – диаметр проволоки (который легко измерить штангенциркулем).
Если проволока намотана, определите длину одного витка и умножьте на количество витков.
Если катушка имеет круглое сечение, измерьте диаметр катушки (средний диаметр катушки, если это многослойная катушка). Затем умножьте диаметр на число “пи” и на количество витков:
d – диаметр катушки, n – число витков провода.
Удельное сопротивление – это свойство материала, из которого изготовлен проводник.
Электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально произведению сопротивления материала проводника и его длины и обратно пропорционально площади его поперечного сечения.
| электрическое сопротивление проводника, | ом |
| удельное сопротивление материала проводника, | ом-м |
| длина проводника, | счетчик |
| поперечное сечение проводника | метр2 |
Единица удельного сопротивления в СИ
Удельное сопротивление ρ зависит от температуры.
Расчет площади поперечного сечения кабельной продукции в зависимости от токовой нагрузки необходим для дальнейшей защиты от перегрева. Когда через кабели проходит слишком большой электрический ток по отношению к их площади поперечного сечения, изоляционный слой может быть поврежден и расплавиться.
Приводные устройства
Преобразование ватт в амперы и наоборот является относительным, поскольку это разные единицы измерения. Амперы – это физическая мера электрического тока, т.е. скорость, с которой ток течет по кабелю. Ватты – это мера электрической мощности, т.е. скорости потребления электроэнергии. Однако этот перевод необходим для расчета соответствия значения тока значению его силы.
Отношение к другим единицам СИ
Что такое амперы с точки зрения соотношения между электрическими единицами, можно увидеть на примерах:
- При силе тока в 1 ампер (A) через поперечное сечение проводника за одну секунду проходит заряд в 1 кулон (Cl);
- Если к пластинам конденсатора с емкостью 1 Ф приложить ток силой 1 ампер, напряжение на пластинах увеличится на 1 В в секунду;
- Мощность гальванических источников и батарей измеряется в ампер-часах (А*ч, или A*h), 1 А*ч = 3660 К, это количество электричества, которое проходит через проводник за 1 час;
- Максимальная кажущаяся мощность (в ваттах) выпрямителей или источников питания, вторая по важности характеристика этих источников, обозначается B*A;
- Количество электричества в ударе молнии составляет около 500 килоампер (1 кА = 10³ A);
- Лампочка мощностью 0,1 киловатт (кВт) потребляет ток 0,5 А.
Число ампер обозначено на корпусах автоматических выключателей и предохранителей.
Преобразование ампер в ватты и киловатты
Знание того, как рассчитать соотношение ампер и ватт, необходимо для того, чтобы определить, какой прибор способен выдержать мощность подключаемых потребителей. К таким устройствам относятся защитные устройства или распределительные устройства.
Перед выбором автоматического выключателя или устройства защитного отключения (УЗО) необходимо рассчитать потребляемую мощность всех подключаемых электроприборов (утюг, лампа, стиральная машина, компьютер и т.д.). Кроме того, зная, о каком предохранителе или автоматическом выключателе идет речь, можно определить, какие устройства могут справиться с нагрузкой, а какие нет.
Чтобы перевести амперы в киловатты и наоборот, существует формула: I=P/U, где I – амперы, P – ватты и U – вольты. Вольт – это напряжение в сети. В бытовых помещениях используется однофазное сетевое напряжение 220 вольт. На заводе для подключения промышленного оборудования используется трехфазное сетевое напряжение 380 вольт. Исходя из этой формулы, зная амперы, можно рассчитать их соответствие ваттам и наоборот – перевести ватты в амперы.
Ситуация: имеется автоматический выключатель. Технические параметры: номинальный ток 25 A, 1-полюсный. Необходимо рассчитать мощность устройств, которые может обслуживать автоматический выключатель.
Самый простой способ – ввести технические данные в калькулятор и рассчитать мощность. Можно также использовать формулу I=P/U, получим: 25A=xW/220V.
Для перевода из ватт в киловатты необходимы следующие показатели мощности в ваттах:
- 1000 Вт = 1 кВт,
- 1 000 000 ватт = 1 000 кВт = 1 000 мегаватт,
- 1000 000 000 ватт = 1000 МВт = 1000000 кВт и т.д.
Таким образом, 5500 Вт = 5,5 кВт. Ответ: Автоматический выключатель, рассчитанный на 25 А, может выдержать нагрузку всех электроприборов общей мощностью 5,5 кВт, не более.
На основе формулы с данными напряжения и тока выберите тип кабеля в соответствии с мощностью и током. В таблице показана зависимость тока от сечения кабеля:
Медные провода и кабелиСечение жил, мм²Медные провода, кабели
| Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |||
| Ток, A | Мощность, кВт | Ток, A | Мощность, кВт | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 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 | 260 | 171,6 |
Преобразование из ватт в амперы
Преобразование ватт-ампер необходимо, если нужно установить защитное устройство и выбрать, на какой ток оно должно быть настроено. В инструкции по эксплуатации указано, сколько ватт потребляет бытовой прибор, подключенный к однофазной сети.
Задача – рассчитать, сколько ампер в ваттах или какая электрическая розетка подходит для подключения, если микроволновая печь потребляет 1,5 кВт. Для упрощения расчетов лучше перевести киловатты в ватты: 1,5 кВт = 1500 Вт. Подставьте значения в формулу и получите: 1500 ВТ / 220 В = 6,81 А. Округлив значения в большую сторону, получаем 1500 Вт в пересчете на амперы – ток потребления УВЧ составляет не менее 7 А.
Если к одному защитному устройству одновременно подключено несколько устройств, сложите все значения потребляемого тока, чтобы подсчитать, сколько ампер в ваттах. Например, в комнате имеется освещение с 10 светодиодными лампами по 6 Вт каждая, утюг мощностью 2 кВт и телевизор мощностью 30 Вт. Во-первых, все значения нужно перевести в ватты, получится:
- 6*10= 60 ватт,
- утюг мощностью 2 кВт = 2000 Вт,
- телевизор 30 Вт.
Теперь мы можем преобразовать амперы в ватты, для этого подставим значения в формулу 2090/220 В = 9,5 А
10 A. Ответ: Потребляемый ток составляет около 10 А.
Вы должны знать, как перевести амперы в ватты без калькулятора. В таблице показано количество потребляемой электроэнергии для однофазной и трехфазной сети.
- Расчет электрической печи: важные моменты проектирования. Методика расчета печи с формулами и допусками.
- Конструкция и оболочка кабеля из сшитого полиэтилена. Секторные или круглые проводники, в зависимости от того, что лучше.
- Электричество. Сила электричества.
- Температурная зависимость сопротивления проводника – Основы электроники.
- Электрическое сопротивление в зависимости от сечения, длины и материала проводника – Основы электроники.
- Намотка индукторов.
- Сечение кабеля – как выбрать в зависимости от силы тока или мощности.
Робототехника – прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных систем. Это комплексная наука, состоящая из электроники, электрики, электротехники, механики, кибернетики, телемеханики, мехатроники, информатики, радиотехники, и возможно чего-то ещё. В рамках моих уроков мы разобьём робототехнику на программирование и электронику. Программирование и работу с Arduino (и микроконтроллерами ATmega/ATtiny) мы уже изучили, осталось подтянуть электронную часть. В этом блоке уроков я буду совмещать программную часть и железо для большей наглядности.
Введение в электронику
Электричество “на пальцах”
Ниже вы найдете видеоролик с подробным объяснением, что есть напряжение, а что есть ток, здесь расскажу вкратце и “на пальцах”. Также очень рекомендую изучить онлайн-учебник по электронике на сайте madelectronics. Напряжение измеряется в Вольтах (В, V), а ток – в Амперах (A), по фамилиям учёных, открывших соответствующие величины. Напряжение и ток связаны через сопротивление, открытое Омом (Ом, Ohm). Подробнее об этом ниже. Электрический ток по своей сути это поток заряженных частиц, которые движутся от одного полюса к другому (принято от плюса к минусу). У полюсов есть так называемый потенциал, который можно сравнить с высотой уровня воды, т.е. её потенциальной энергией: например у нас есть два сосуда с водой, расположенных на разной высоте. Между сосудами проложена труба (пока что считаем трубу закрытой). Так вот, напряжение – это разность потенциалов, то есть насколько потенциально быстро вода может течь по трубе: если сосуды расположены на одном уровне – разность потенциалов будет 0, то есть вода не потечёт (напряжение 0 Вольт). Если один сосуд расположен на 0, а второй на высоте 5 – между ними будет напряжение, т.е. разность потенциалов 5-0, или 5 Вольт. Напряжение обозначается буквой V. Напряжение – статическая величина, потенциал, показывает потенциальную “скорость” воды в трубе, ведь чем больше перепад, тем больше скорость. А вот теперь мы открываем трубу и вода начинает течь. Электрический ток – это сам процесс движения электронов (частиц воды), и физически он определяется как количество электронов за единицу времени, то есть в нашей аналогии это объем воды, протекающий через трубу за единицу времени. Ток, он же сила тока, обозначается буквой I. И вот тут в дело вступает сама труба. Труба в нашей аналогии является проводником, то есть проводом между плюсом и минусом. Чем больше диаметр трубы, тем больше воды за единицу времени через неё сможет течь, верно? Вот и с проводом такая же история. Всего у нас есть три характеристики:
- Диаметр, или площадь поперечного сечения трубы: чем он больше – тем легче воде будет течь. Сечение обозначается буквой S.
- Чем больше длина трубы, тем труднее будет воде через неё течь: попробуйте прокачать воду через метровый шланг, и через 100 метровый. Длина проводника обозначается l.
- Труба имеет шершавость, так называемое удельное сопротивление. Чем оно выше, тем труднее воде будет течь, то есть тем больше скорости она потеряет. Удельное сопротивление обозначается буквой r.
Все три характеристики дают трубе сопротивление, которое обозначается буквой R и считается по формуле R = r * l / S. Сопротивление измеряется в Омах и связывает напряжение и ток: зная напряжение (высоту сосуда) и сопротивление проводника (характеристики трубы) мы можем прикинуть ток, который будет в ней течь. Эта связь называется законом Ома и описывается очень простой формулой: I = V / R. О применении формулы к электронике мы поговорим чуть ниже. Поток воды и электронов можно охарактеризовать такой величиной, как мощность. Мощность мы будем измерять в Ваттах (Вт, W), обозначать буквой P (Power) и считать по формуле P = V * I. Подставляя сюда закон Ома можно перейти от одной величины к другой и получить целый набор формул: 
Измерения при помощи мультиметра
Мультиметр – прибор для измерения “всего” – основных параметров электрических цепей и компонентов. У меня кстати есть подробный видос на эту тему:
Питание
Всем модулям, датчикам, дисплеям и вообще любым подключаемым железкам, помимо логики (управляющих сигналов), нужно питание. Питание всегда идёт по двум проводам, называют их плюс и минус, но в электронике обычно используется однополярное питание и провода называются общий (“земля”, GND, 0 Вольт) и питание (“плюс”, VCC, величина может быть разной). Именно разность потенциалов даёт напряжение. Земля GND является не только нулём для питания: в паре с землёй также работают все логические провода. Сигнал не ходит по одному проводу, для подключения всегда нужно минимум два, одним из которых является GND! Именно поэтому земля у всех подключенных устройств обычно одна, все провода соединяются в один общий GND, который отвечает и за питание, и за работу остальных проводов. Вот пример проекта с метеостанцией, где куча модулей, но земля и питание у всех соединяются в одну точку: 
Цвет провода
Цвет проводов питания играет важную роль, а именно – показывает, какой это провод, плюс или минус, gnd или vcc. Если вы берете блок питания и отрезаете у него штекер, то скорее всего увидите перечисленные ниже пары цветов. В любом случае, рекомендуется взять мультиметр и убедиться в расположении проводов перед тем, как подключать их к плате или другому устройству:
- Белый и черный – черный GND
- Красный и черный – черный GND
- Красный и белый – белый GND
Закон Ома
Закон Ома является одним из самых важных законов, на его базе в мире электричества завязано очень многое. Этот закон относится к тем, которые нужно именно понять: запомнить формулу – не проблема, её знают все, а вот понять и применять – к сожалению умею немногие. I=V/R Сила тока равна напряжению, деленному на сопротивление. Следовательно чем выше сопротивление, тем меньше ток. Когда и где это играет роль?
Сечение провода
Ни для кого не секрет, что провода бывают разной толщины, т.е. площади поперечного сечения. Чем больше сечение провода, тем больший ток он может через себя пропустить без потерь (т.н. просадок) напряжения, это вытекает из формулы расчета сопротивления проводника: R=r*l/S, где r – удельное сопротивление материала, l – его длина, S – площадь сечения. Чем больше площадь S, тем меньше будет сопротивление, и тем больший ток сможет пройти через проводник.
Длина провода
Также из формулы видно, что на сопротивление проводника влияет ещё материал и длина проводника. Откуда берутся потери? Чем больше сопротивление провода, тем большее напряжение на нём упадет при большом токе. Простой пример: подключаем 12 вольтовую светодиодную ленту. Заранее известно, что лента потребляет 4 ампера при 12 вольтах, и в расчетах можно грубо заменить ленту сопротивлением 12/4=3 ома. Если подать на ленту 12 вольт, она скушает 4 Ампера, но это идеальный случай. Подключать мы будем проводами, провода тоже имеют сопротивление (внутреннее сопротивление источника питания не учитываем). Допустим мы взяли длинные тонкие провода, общее сопротивление которых равно 0.5 Ом. Общее сопротивление цепи составит 3.5 Ома, в цепи потечёт ток 12/3.5=3.4 Ампера. На обоих потребителях “упадет” напряжение, пропорциональное их сопротивлению: на проводе 1.72 вольт, а на ленте – 10.28. что это значит? Лента светит не в полную яркость, потому что питается не 12 вольтами. Если мы укоротим провода подключения ленты, или заменим их на более толстые провода, общее сопротивление которых будет допустим 0.05 Ом, ленте достанется напряжение уже 11.8 вольт, что уже близко к 12. Мораль этого мысленного эксперимента очень проста: чем больший ток нужен нагрузке, тем толще нужно брать провод. Как прикинуть сечение? Можно пользоваться таблицами и калькуляторами, которых полно в интернете, а также в контрольных целях измерять напряжение, которое пришло на нагрузку. Если оно сильно меньше нужного, то нужно менять провод, проверять подключение или источник питания, об этом поговорим далее. Что касается электроники, то всякие датчики, модули и прочие железки обычно потребляют очень малые токи, и для их соединения можно использовать очень тонкие монтажные провода. Исключением являются GPS/GPRS антенны и прочие модули связи, светодиодные матрицы, сервоприводы. Моторы, светодиодные сборки (ленты, матрицы), нагревательные элементы и прочие мощные нагрузки нужно подключать толстыми проводами, но опять же по месту: ток потребления той или иной железки всегда написан в спецификации. Что будет, если подключить мощную нагрузку тонким длинным проводом? Такой провод будет иметь большое сопротивление, при протекании большого тока на этом проводе упадёт напряжение, которое автоматически преобразуется в тепло. Результат: провод нагреется, а нагрузка получит меньшее напряжение, чем выходит с источника питания, т.е. напряжение “потеряется” в длинном тонком проводе. Также у меня есть отличный ролик, в котором наглядно показана работа закона Ома и другие основы:
Точка подключения
На сопротивление цепи влияет не только длина, материал и сечение провода, гораздо большее влияние могут оказывать места соединения проводников: они тоже имеют сопротивление, называемое “сопротивление контакта”. Чем выше сопротивление контакта, тем большее на нём упадет напряжение, и тем меньше напряжения достанется потребителю. Упавшее на проводе или контакте напряжение приводит к течению тока, и этот ток превращается в тепло. Другими словами, если подключить мощную нагрузку тонкими проводами, то помимо работы нагрузки в неполную силу вы получите нагревшиеся провода. Если подключить толстыми проводами, но плохо соединить проводники – нагреваться будет место контакта. Именно поэтому у мощных потребителей предусмотрены массивные клеммы, винтовые терминалы и зажимы. Также для большинства разъемов есть нормы по току, который они могут пропустить без вреда для себя и без сильного падения напряжения. Выбирайте разъемы согласно току, который они должны пропускать. Для логики подойдут обычные дюпоны (джамперы), для нагрузок меньше Ампера – разъемы jst (такие как на сервоприводах), для больших токов – винтовые клеммы, разъемы типа banana, xt60 или другие мощные.
Источник питания
Самый частый вопрос возникает с источниками питания, звучит этот вопрос примерно так: “не сгорит ли Ардуина от блока питания на 5V 5A? Ведь ей нужно 20 мА”. Уважаемый, usb 2.0, которым Ардуина подключается к компьютеру, может выдавать ток до 500 мА, никто ведь ещё не сгорел от этого! Суть в том, что нагрузка возьмёт столько тока, сколько ей нужно, и у источника питания останется запас по току. Это значит, что если взять блок питания на 5V и 50А и подключить к нему Ардуино – она возьмёт свои 20 мА и оставит 49.98А для других потребителей! Если же попытаться взять с источника питания больший ток, чем он может отдать, то может произойти следующее:
- Напряжение сильно просядет
- Источник питания нагреется
- Источник питания уйдет “в защиту”
- Источник питания выйдет из строя
- В случае с аккумулятором, выход из строя может сопровождаться светошумовыми эффектами =)
Эти варианты могут проявляться в разных сочетаниях, могут даже все вместе. Просадка напряжения является расчетной величиной и зависит от внутреннего сопротивления источника питания (читай закон Ома для полной цепи). На практике нужно прикидывать, сколько ампер будет потреблять схема, и подбирать источник питания с запасом по току, но никак не меньше расчетного! Запомните, нагрузка возьмёт столько ампер, сколько ей нужно в зависимости от её “эквивалентного сопротивления” и напряжения питания. Многие спрашивают в стиле “что будет, если я подам 20 ампер на Ардуино”. Используя источник напряжения, нельзя подать амперы, можно подать только вольты, нагрузка сама возьмёт себе свои амперы. А те амперы, которые указаны на источнике питания, являются максимальным током, который может дать источник питания без вреда для себя. Если речь идёт об источнике тока (светодиодный драйвер), то логика здесь такая: драйвер сам выставляет такое напряжение, при котором в цепи установится указанный на нем ток. Если подключить Ардуино к источнику тока и поставить выше 25 мА, то источник тока повысит напряжение выше 5.5 Вольт и просто выжгет плату, всё верно. Но вряд-ли вам под руку попадется источник тока, которым вы захотите питать свою электронику, ведь все “обычные” блоки питания являются источниками напряжения. Источниками тока в быту являются зарядные устройства для аккумуляторов и светодиодные драйверы.
Полезные страницы
- Набор GyverKIT – большой стартовый набор Arduino моей разработки, продаётся в России
- Каталог ссылок на дешёвые Ардуины, датчики, модули и прочие железки с AliExpress у проверенных продавцов
- Подборка библиотек для Arduino, самых интересных и полезных, официальных и не очень
- Полная документация по языку Ардуино, все встроенные функции и макросы, все доступные типы данных
- Сборник полезных алгоритмов для написания скетчей: структура кода, таймеры, фильтры, парсинг данных
- Видео уроки по программированию Arduino с канала “Заметки Ардуинщика” – одни из самых подробных в рунете
- Поддержать автора за работу над уроками
- Обратная связь – сообщить об ошибке в уроке или предложить дополнение по тексту ([email protected])
Как найти длину проводника
Автор Ольга Громышева задал вопрос в разделе Естественные науки
Какая формула нахождения длины проводника? и получил лучший ответ
Ответ от Крабочка[гуру] а формула R=p*L /S. Вот и вычисляй отсюда L
Проверка на длительно допустимый ток и потерю напряжения подробнее.
Найти длину проводника очень просто – достаточно его измерить. Однако, если проводник недоступен или имеет очень большую длину, то его непосредственное измерение может оказаться весьма затруднительным.
— строительная рулетка; — амперметр (тестер); — штангенциркуль; — таблица электропроводности металлов.
Чтобы найти длину проводника, измерьте рулеткой длины его отдельных участков и сложите их. Этот метод подходит для открытой электропроводки и замеров провода во временных кабельных соединениях.
Если электропроводка скрытая, то для нахождения точной длины проводника воспользуйтесь соответствующей электромонтажной схемой. Если таковой схемы нет, то попробуйте косвенно восстановить размещение проводов по положению розеток, выключателей, распределительных коробок и т.п. признакам.
Учтите важное правило электромонтажников: все провода должны прокладываться строго горизонтально или вертикально. Причем, горизонтальные участки провода, как правило, проходят вдоль верхнего края стены (под потолком). Однако, действительное расположение проводов сможет определить только специальный прибор или опытный электрик.
Если восстановить траекторию скрытой электропроводки невозможно, то измерьте электрическое сопротивление отдельных участков проводника. Для расчетов уточните также сечение проволоки и материал, из которого она состоит. Как правило, это – медь или алюминий. Так как формула для расчета сопротивления: R = ? * L * s, то длину проводника можно рассчитать по формуле:
где: L – длина проводника, R – сопротивление проводника, ? – удельное сопротивление материала из которого сделан проводник, s – площадь поперечного сечения проводника.
При расчете длины проводника учтите следующие параметры и соотношения.
Удельное сопротивление медного провода составляет 0,0154 — 0,0174 ом, алюминиевого: 0,0262 — 0,0278 ом. (Если длина проводника равна 1 метру, а сечение – 1 мм?).
Сечение проводника равняется:
где: ? — число «пи», приблизительно равное 3,14, D – диаметр проволоки (который легко замерить штангенциркулем).
Если провод смотан в катушку, то определите длину одного витка и умножьте на количество витков.
Если катушка имеет круглое сечение, то измерьте диаметр катушки (средний диаметр обмотки, если она многослойная). Затем умножьте диаметр на число «пи» и на количество витков:
d –диаметр катушки, n – количество витков провода.
Удельное сопротивление есть характеристика материала, вещества из которого сделан проводник.
Электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально произведению удельного сопротивления материала из которого сделан проводник на его длинну, и обратно пропорционально его сечению.
| электрическое сопротивление проводника, | Ом |
| удельное сопротивление материала проводника, | Ом·м |
| длина проводника, | Метр |
| сечение проводника, | Метр2 |
Единица СИ удельного сопротивления
Удельное сопротивление ρ зависит от температуры.
Что такое напряжение в сети электричества.
Напряжение – это физическая величина, которая характеризует электрическое поле. Иными словами, оно показывает, какую работу оно совершает при перемещении одного положительного заряда на определённое расстояние.
За единицу напряжения в международной системе принимается такой показатель на концах проводника, при котором заряд в 1 Кл совершает работу в 1 Дж для перемещения его по этому проводнику. Общепринятой единицей измерения напряжения считается 1 В – Вольт.
Важно! Работа измеряется в Джоулях, заряды в Кулонах, а напряжение в Вольтах, следовательно, 1 Вольт равняется 1 Джоулю, деленному на 1 Кулон.
Расчет и выбор сечения провода различными способами
Понимание всех параметров и процессов происходящих с электричеством, является залогом правильного выбора кабеля . Данная статья поэтапно объясняет взаимосвязи физических величин, влияющих на надёжную работу энергосети, её безопасную эксплуатацию.
Известно, что все металлы имеют свободные электроны, которые двигаются при наличии приложенного электрического напряжения, создавая электрический ток. Ударяясь об атомы, они теряют энергию, которая переходит в тепловую. Чем больше ток, — тем гуще поток частиц, и чем меньше поперечный разрез проводника, через который они проходят, тем им «тесней», — столкновения чаще, теряется полезная энергия, увеличивается выделение бесполезного, а зачастую опасного тепла.
Лавина тепла
Важно! При росте температуры, растёт удельное сопротивление, увеличивается выделение тепла, что приводит к лавинообразному процессу быстрого разогрева с катастрофическими последствиями.
Существуют сложные формулы, рассчитывающие тепловой баланс, использующие коэффициент плавления и термический коэффициент сопротивления проводника, для определения площади сечения токопроводящей жилы .
Но, в быту применяются уже готовые таблицы, в которых учтена возможность перегрева кабеля в скрытой проводке — в этом случае для одинаковых значений по току и мощности, сечение предписывается большим для кабеля в плохо вентилируемых и термоизолированных местах, чтобы нагрев не был больше допустимого.
Решение на практике
Осуществляется использованием специальных таблиц, стандартов ПУЭ, по которым происходит выбор сечения кабеля. Значение поперечного сечения проводника выбирают несколькими способами:
- Расчет сечения провода по мощности;
- Выбор провода по току;
- Если провод уже есть, но неизвестного сечения.
Выбор по мощности
На каждом электроприборе указывается его номинальная мощность. Суммируя мощности электроприборов, которые планируется подключать к проектируемой электросети одновременно — получить некоторое число, и по таблице подобрать соответствующее сечение медного или алюминиевого кабеля, выбирая подходящее значение мощности.
Прежде всего необходимо учитывать какая предполагается нагрузка на электропроводку, которую мы собираемся прокладывать. В случае когда на одном участке электросети будет находиться несколько электроприборов, то для подсчета предполагаемой нагрузки мы складываем все их мощности. После подсчета этого показателя мы анализируем способ, каким будем прокладывать электросети (открытый или закрытый), а также воздействие какого температурного режима будет оказываться на провода.
Также рассчитать правильную величину сечения кабеля очень важно по той причине, что ошибки в подсчетах приведут к потерям мощности в проводах. Если для бытовых приборов это не столь существенно, то в промышленных масштабах это может привести к достаточно серьезным растратам.
Итак , берем листок и ручку выписываем все электроприборы находящиеся у Вас в квартире и складываем их мощности :
где P1- это мощность, например, чайника в 1,5 кВт, P2-мощность пылесоса в 1,6 кВт и т.д.
После того как все мощности сложили необходимо суммарную мощность умножить на коэффициент одновременности K=0.8 . Этот коэффициент показывает что в определенный период времени все электроприборы в квартире будут работать , но не продолжительное время , а короткий промежуток времени , это нужно обязательно учитывать , т.к. если вы будете выбирать сечение провода только по мощности вы выберете сечение провода больше , а это может оказаться существенно дороже .
Итак , у нас получается :
После подсчета общей мощности выбираем сечение провода (медный или алюминиевый) в таблице 1 :
Таблица 1 — Выбор сечения провода по мощности
Важно ! Если в будущем вы собираетесь увеличивать нагрузку , то необходимо заранее увеличить сечение провода это замечание применяется для всех способов определения сечения провода.
Выбор по току
В таблице 2 можно найти соответствия сечений к номинальному току. Подбор по этому параметру считается более точным. Необходимо посмотреть в паспорта и на бирки электроприборов, обычно указывается номинальная мощность, и далее проделать те же процедуры что и в выше описанном способе.
Далее по формуле мы определяем ток , который максимально действует в линии и на основании этого выбираем сечение провода (формула применима для однофазной сети 220 В):
где Pобщ. — общая мощность электроприборов (Вт).
Есть возможность измерить амперметром ток для каждого потребителя в отдельности своими руками и далее просто просуммировать ток .
Для этого тестер подключают в разрыв цепи — на практике можно взять кусок сетевого провода с вилкой, подключить одну жилу к клемме розетки, другую подать на измерительный прибор. Другой щуп амперметра подсоединить к свободной клемме розетки, и в неё поочерёдно включать имеющуюся бытовую технику, в разных режимах работы, сверяясь с параметрами, заявленными производителями.
Если у Вас трехфазная сеть , необходимо ток найти по этой формуле :
После того как просуммировали токи электроприборов, выбираем по таблице сечение проводника:
Таблица 2 Соотношение силы тока и сечения проводника
Еще один момент , если в вашей трехфазной сети присутствуют электрические двигатели , то ток этого двигателя определяется по формуле:
где — P это мощность двигателя , n- КПД двигателя (есть на бирке двигателя), COS f- коэффициент мощности (также смотрим на бирку) .
И последнее , в трехфазной сети суммируем рассчитанные токи двигателей и рассчитанные токи электроприборов и выбираем из таблицы 2 сечение проводника.
Нужно учитывать еще один момент — это прокладка кабеля. Она может быть открытого типа или закрытого , соответственно и токовые нагрузки будут различаться, поэтому при выборе сечения провода обратите на это внимание. В таблице 2 вы можете проанализировать этот момент
Провод уже есть
В обратной ситуации, когда имеется кабель, но не видно маркировки, необходимо узнать его номинальный ток и мощность, для этого измеряем диаметр провода штангенциркулем, или микрометром. Можно обойтись линейкой, если жила достаточно гибкая, намотать её на тонкий прут, измерить длину получившейся спирали, разделить на количество витков — результат будет соответствовать диаметру.
По формуле вычисляем площадь поперечного сечения проводника:
где π- 3,14 , D — диаметр проводника, можно взять штангенциркуль и померить диаметр (мм)
Методом подбора по сечению из таблицы 1 , можно узнать, для какой мощности сгодится имеющийся кабель.
Выбирать сечение кабеля лучше с запасом. Запрещается эксплуатация кабеля, смотанного в бухту(катушку), ввиду её индуктивного сопротивления.
Монтаж алюминиевого кабеля проводить с особой осторожностью — частое сгибание и разгибание продуцирует невидимые трещины, которые уменьшают сечение, в этом месте растёт сопротивление и происходит точечный перегрев.
Проверка по длине
Фактор длины проводника l также увеличивает сопротивление в сети . Им можно пренебречь на небольшом расстоянии, но по мере его увеличения, падение напряжения на нагрузке будет всё ощутимым, и оно может стать ниже номинального значения — 5 %.
Разберем подробнее , во избежание этого, рассчитывают площадь поперечного сечения всего кабеля, допуская некоторое его значение и используя его в формуле определения сопротивления:
где l — длина провода (м), ϱ — удельное сопротивление проводника (Ом*мм²/м) (см. в таблице 2 ), S — площадь поперечного сечения проводника, определяется из вышеописанного способа (мм²)
Таблица 3- удельное сопротивления металлов:
Далее , по закону Ома находим падение напряжения:
где I — это суммарная сила тока в вашей сети (А), R — рассчитанное сопротивление (Ом).
И последнее , определяем потери в сети . Рассчитанное падение напряжения делим на напряжение в сети и умножаем на 100 %.
Если полученное значение превышает 5% от напряжения сети — сечение кабеля необходимо увеличить по в таблице 1.
Удельное сопротивление
Удельное сопротивление – это табличная величина, для каждого металла она своя. Она нужна для расчета и зависит от кристаллической решетки металла и структуры атомов.
Из таблицы видно, что самое меньшее сопротивление у серебра, для медного кабеля оно равняется 0,017 Ом*мм2/м. Такая размерность говорит нам, сколько приходится Ом при сечении в 1 миллиметр квадратный и длине в 1 метр.
Кстати, серебряное покрытие используется в контактах коммутационных аппаратов, автоматических выключателей, реле и прочего. Это снижает переходное контактное сопротивление, повышает срок службы и уменьшает нагрев контактов. При этом в контактах измерительной и точной аппаратуры используют позолоченные контакты из-за того, что они слабо окисляются или вообще не окисляются.
У алюминия, который часто использовался в электропроводке раньше, сопротивление в 1,8 раза больше чем у меди, равняется 2,82*10-8 Ом*мм2/м. Чем больше сопротивление проводника, тем сильнее он греется. Поэтому при одинаковом сечении алюминиевый кабель может передать меньший ток, чем медный, это и стало основной причиной почему все современные электрики используют медную электропроводку. У нихрома, который используется в нагревательных приборах оно в 100 раз больше чем у меди 1,1*10-6 Ом*мм2/м.
Как провести расчет кабеля по мощности и по его длине
Расчет производственных электрических сетей проводится на основе нескольких технических показателей. Но когда дело доходит до бытовых линий, то обычно берется за основу один параметр – это мощность бытовых приборов и освещения.
Поэтому расчет кабеля по мощности – единственно правильный метод грамотно собрать электрическую разводку дома. Конечно, придется учитывать и длину каждого шлейфа, ведь современные частные дома – это иногда целые дворцы, где проложено километры кабеля.
Но в основе расчета все равно лежит мощность.
Начнем с того, что мощностные характеристики бытовых приборов можно обнаружить на самих приборах или в сопроводительной документации к ним (паспорт, инструкция и так далее). Обратите внимание, что на некоторых приборах указываются две величины: среднее значение мощности и максимальное. Для расчета необходимо именно второе.
Необходимо отметить, что некоторые бытовые приборы работают в разных режимах. К примеру, стиральная машина может потреблять всего лишь несколько десятков ватт в режиме полоскания, или сотни ватт в режиме стирки, ну и несколько киловатт в режиме нагрева воды и кипячения.
То есть, в определенный момент машинка потребляет разную мощность.
Определить, в какой точно момент будет производиться стирка с кипячением, никто не может, поэтому для того, чтобы произвести правильный подбор кабеля, необходимо взять за основу именно максимальный показатель мощности.
Кстати, точно также придется рассчитывать и электрическую проводку для кондиционера. Ведь этот прибор будет при режиме простой вентиляции потреблять всего лишь 50-60 ватт, а при кондиционировании 1,0-1,0 кВт.
Параметры для проведения расчета
Запомните один момент – электрическая сеть дома разбивается на участки (шлейфы), в которых необходимо провести расчет по отдельности. Плюс рассчитать сечение провода общего, подводящего к дому.
Все дело в том, что количество бытовых приборов и источников света в разных комнатах будет отличаться. К примеру, на кухне их будет больше, в прихожей кроме освещения вообще ничего нет.
К тому же современный подход к электроразводке требует разделения участков в комнатах на две группы: освещение и розетки. То есть, к каждой группе будет вести свой отдельный провод.
Давайте рассмотрим, как правильно провести расчет сечения кабеля по мощности в одной комнате, где используется несколько бытовых приборов. Итак, вводные данные.
- Максимальная суммарная нагрузка всех потребителей. Как уже было сказано выше, эти показатели можно найти в паспорте изделия или на бирках самого прибора. Если ни того, ни другого не осталось, то единственная вам дорога – это Интернет. Сегодня в сети много сайтов, предлагающих таблицы с параметрами мощности каждого бытового прибора. Так что это сегодня не проблема.
- Напряжение сети. Это или 220 вольт, или 380 вольт.
- Материал, из которого изготовлен электрический провод. В принципе, разнообразие здесь небольшое, всего лишь две позиции: медь или алюминий. Не будем вдаваться в подробности, таблица соотношения сечения кабеля и материала в Интернете тоже есть. Единственное отметим, что при одинаковой мощности потребления можно устанавливать медный кабель меньшего сечения по сравнению с алюминиевым.
Расчет сечения
Итак, в первую очередь необходимо просуммировать мощности всех бытовых приборов. Это совсем просто, можно сделать даже в уме. К примеру, результат будет равен 7,5 кВт. Кстати говоря, это средняя величина нагрузки в большинстве городских квартир. Буквально лет так двадцать тому назад этот показатель не превышал 5 кВт. Все дело в росте количества используемых нами бытовых приборов.
Теперь переходим к реализации выбора материала электрического провода. Сравнивая по таблице, можно сделать вывод, что в случае с медным кабелем значение сечения будет равно 4 мм², с алюминиевым – 6 мм². При этом медный сечением 4 мм² может выдержать нагрузку до 8,3 кВт, алюминиевый до 7,9 кВт.
То есть, уже заложен определенный запас прочности, что повышает надежность эксплуатации электрической разводки.
Внимание! В независимости от того, что запас по мощности уже определен, рекомендуется сечение кабеля брать чуть больше (до следующего показателя). Это делается на будущее, ведь есть большая вероятность, что в доме появятся новые бытовые приборы, который увеличат суммарную нагрузку на сеть.
Теперь, что касается трехфазной сети. Во многих частных домах подводится именно три фазы, да и в некоторых городских квартирах они также присутствуют. В принципе, что такое трехфазная сеть? Это три фазы и ноль. То есть, получается так, что в дом заходит срезу три однофазные сети.
Все расчеты, связанные с мощностью и сечением провода, проводятся точно так же, как с однофазной сетью. Правда, есть одно жесткое требование – распределить общую нагрузку нужно равномерно по фазам. Все тот же пример, где потребляемая мощность дома составляет 7,5 кВт.
Так вот данный показатель на каждой фазе должна быть по 2,5 кВт.
О чем это говорит? Вспоминайте наш пример, где было рассчитано сечение кабеля на однофазную сеть при нагрузке 7,5 кВт. Было определено, что оптимальный вариант для этого – медный провод сечением 4 мм². Так как общая нагрузка сети разбита на три фазы, то соответственно на каждую из них необходим провод, сечение которого соответствует мощности 2,5 кВт. А это – 1,5 мм².
Зависимость площади электрического провода от его длины
Обычно сечение провода рассчитывается по мощности и длине. То есть, чем длиннее проводка, тем больше потерь по мощности в виду того, что металлический провод имеет сопротивление. И оно возрастает по мере увеличения длины кабеля.
Так как в частных домах шлейфы электрической проводки не столь длинные, то этим расчетом можно пренебречь. В промышленности все по-другому, зависимость длины кабеля и сечение через потери мощности явные. Поэтому для информации рассмотрим такой расчет для однофазной сети.
Чему равно напряжение.
Напряжение напрямую связано с работой тока, зарядом и сопротивлением. Чтобы измерить напряжение непосредственно в электрической цепи, к ней нужно подключить вольтметр. Он присоединяется к цепи параллельно, в отличие от амперметра, который подключается последовательно. Зажимы измерительного прибора крепятся к тем точкам, между которыми нужно вычислить напряжение. Чтобы он правильно показал значение, нужно включить цепь. На схемах вольтметр обозначается буквой V, обведенной в кружок.
Изображение вольтметра и электрической цепи
Напряжение обозначается латинской [U], а измеряется в [В]. Оно равно работе, которое совершает поле при перемещении единичного заряда. Формула напряжения тока – это U = A/q, где A – работа тока, q – заряд, а U – само напряжение.
Вам это будет интересно Чет отличается RJ-11 от RJ-12
Обратите внимание! В отличие от магнитного поля, где заряды неподвижны, в электрическом поле они находятся в постоянном движении.
Электрическое поле
Какие бывают виды электрического тока в быту
Форма сигнала токов зависит от работы источника напряжения и сопротивления среды, через которую проходит сигнал. Чаще всего на практике домашнему мастеру приходится сталкиваться со следующим видами:
- постоянный сигнал, вырабатываемый от аккумуляторов или гальванических элементов;
- синусоидальный, создаваемый промышленными генераторами частоты 50 герц;
- пульсирующий, образуемый за счет преобразований различных блоков питания;
- импульсный, проникающий в бытовую сеть за счет разряда молний в воздушные линии электропередач;
- произвольный.
Чаще всего встречается синусоидальный или переменный ток: им питаются все наши приборы.
