Площадь сечения через диаметр: Как определить сечение кабеля по диаметру, формула, таблица

Содержание

Как определить поперечное сечение провода? — Общий раздел — Каталог статей по электрике

В быту каждому из нас регулярно приходится иметь дело с электропроводкой и техникой. Нас повсюду окружают всевозможные провода и кабели: в доме, в гараже, в строительных постройках, в автомобиле и так далее. Никакой ремонт не обходится без диагностики или замены электропроводки. В этой статье мы расскажем о том, как определить поперечное сечение одножильных и многожильных кабелей.

Электрики, имеющие солидный опыт работы в области электромонтажа, редко прибегают к научным методам определения поперечного сечения проводов, прикидывая его «на глаз». Чтобы избежать ошибок, площадь поперечного сечения лучше определять математическими расчетами.

Расчет площади сечения одножильного провода

Сначала разрезаем кабель и замеряем диаметр его жилы, после чего приступаем к расчетам. Так как форма сечения проводов круглая, то рассчитывать ее будем за формулой определения площади круга:

S = π • d²/4, где:

S — искомая площадь поперечного сечения, кв. мм;

d — диаметр жилы, мм;

π — 3,14.

В принципе, формулу можно сразу сократить, разделив π на 4, в итоге мы получим: S = 0,8 • d².

Давайте рассмотрим конкретный случай. Допустим, диаметр жилы составляет 2 мм, тогда S = 0,8 • 2² = 3,2 кв.мм.

Расчет площади сечения многожильного провода

После того, как мы разрежем провод, необходимо подсчитать точное количество жил в связке. Теперь измеряем диаметр одной из них и за уже знакомой формулой S = π • d²/4 определяем площадь ее сечения. Общая площадь поперечного сечения провода будет сумой площади сечения его жил.

Например, мы имеем провод, в котором 25 жил, диаметр каждой из них — 0,5 кв. мм.

s = 0,8 • d² = 0.8 • 0.5 • 0.5 = 0,2 кв. мм.

Следовательно, общая площадь провода будет: S = 25 • s = 25 • 0,2 = 5 кв. мм.

Что касается диаметра жил, то его можно измерить с помощью штангенциркуля или микрометра. Поскольку, не каждый имеет дома эти инструменты, то диаметр жилы будем определять, воспользовавшись линейкой и карандашом. Плотно наматываем жилу на карандаш (чем больше вы сделаете витков, тем точнее будет измерение), а затем линейкой измеряем длину намотки. Полученное число разделяем на количество витков и получаем нужный нам размер диаметра жилы.

— — — — —
Статью подготовил: samparam (from Advego — прим. ред.) специально для официального сайта компании «Электро911».

Сечение провода (кабеля) по диаметру: формула, таблица

Главная » Электрика » Как определить сечение кабеля (провода) по диаметру

По идее, диаметр проводников должен соответствовать заявленным параметрам. Например, если указано на маркировке, что кабель 3 x 2,5, значит сечение проводников должно быть именно 2,5 мм2. На деле получается, что отличаться реальный размер может на 20-30%, а иногда и больше. Чем это грозит? Перегревом или оплавлением изоляции со всеми вытекающими последствиями. Потому, перед покупкой, желательно узнать размер провода, чтобы определить его поперечное сечение.

Как именно считать сечение провода по диаметру и будем выяснять дальше. 

Содержание статьи

Как и чем измерить диаметр провода (проволоки)

Для измерения диаметра провода подойдет штангенциркуль или микрометр любого типа (механический или электронный). С электронными работать проще, но они есть не у всех. Измерять надо саму жилу без изоляции, потому предварительно ее отодвиньте или снимите небольшой кусок. Это можно делать, если продавец разрешит. Если нет — купите небольшой кусок для тестирования и проводите измерения на нем. На очищенном от изоляции проводнике замеряете диаметр, после чего можно определить реальное сечение провода по найденным размерам.

Измерения диаметра провода микрометром более точные, чем механическим штангенциркулем

Какой измерительный прибор в данном случае лучше? Если говорить о механических моделях, то микрометр. У него точность измерений выше. Если говорить об электронных вариантов, то для наших целей они оба дают вполне достоверные результаты.

Если нет ни штангенциркуля, ни микрометра, захватите с собой отвертку и линейку. Придется зачищать довольно приличный кусок проводника, так что без покупки тестового образца на этот раз вряд ли обойдетесь. Итак, снимаете изоляцию с куска провода 5-10 см. Наматываете проволоку на цилиндрическую часть отвертки. Витки укладываете вплотную один к другому, без зазора. Все витки должны быть полными, то есть «хвосты» провода должны торчать в одном направлении — вверх или вниз, например.

Определение диаметра провода при помощи линейки

Количество витков не важно — около 10. Можно больше или меньше, просто на 10 делить проще. Витки считаете,  затем прикладываете полученную намотку к линейке, совместив начало первого витка с нулевой отметкой (как на фото). Измеряете длину участка, занятого проводом, потом его делите на количество витков. Получаете диаметр провода. Вот так все просто.

Например, посчитаем каков размер проволоки, изображенной на фото выше. Количество витков в данном случае — 11, занимают они 7,5 мм. Делим 7,5 на 11, получаем 0,68 мм. Это и будет диаметр данного провода. Далее можно искать сечение этого проводника.

 

Ищем сечение провода по диаметру: формула

Провода в кабеле имеют в поперечном сечении форму круга. Потому при расчетах пользуемся формулой площади круга. Ее можно найти используя радиус (половину измеренного диаметра) или диаметр (смотрите формулу).

Определяем сечение провода по диаметру: формула

Например, посчитаем площадь поперечного сечения проводника (проволоки) по размеру, рассчитанному ранее: 0,68 мм. Давайте сначала используем формулу с радиусом. Сначала находим радиус: делим диаметр на два. 0,68 мм / 2 = 0,34 мм. Далее эту цифру подставляем в формулу

S = π * R2 = 3,14 * 0,342 = 0,36 мм

Считать надо так: сначала возводим в квадрат 0,34, потом умножаем полученное значение на 3,14.

Получили сечение данного провода 0,36 квадратных миллиметров. Это очень тонкий провод, который в силовых сетях не используется.

Давайте посчитаем сечение кабеля по диаметру, используя вторую часть формулы. Должно получиться точно такое же значение. Разница может быть в тысячные доли из-за разного округления.

S = π/4 * D2 = 3.14/4 * 0,682 = 0,785 * 0,4624 = 0,36 мм2

В данном случае делим число 3,14 на четыре, потом возводим диаметр в квадрат,  две полученные цифры перемножаем. Получаем аналогичное значение, как и должно быть. Теперь вы знаете, как узнать сечение кабеля по диаметру. Какая из этих формул вам удобнее, ту и используйте. Разницы нет.

Таблица соответствия диаметров проводов и их площадь сечения

Проводить расчеты в магазине или на рынке не всегда хочется или есть возможность. Чтобы не тратить время на расчеты или не ошибиться, можно воспользоваться таблицей соответствия диаметров и сечений проводов, в которой есть наиболее распространенные (нормативные) размеры. Ее можно переписать, распечатать и захватить с собой.

Диаметр проводника Сечение проводника
0,8 мм0,5 мм2
0,98 мм0,75 мм2
1,13 мм1 мм2
1,38 мм1,5 мм2
1,6 мм2,0 мм2
1,78 мм2,5 мм2
2,26 мм4,0 мм2
2,76 мм6,0 мм2
3,57 мм10,0 мм2
4,51 мм16,0 мм2
5,64 мм25,0 мм2

Как работать с этой таблицей? Как правило, на кабелях есть маркировка или бирка, на которой указаны его параметры. Там указывается маркировка кабеля, количество жил и их сечение. Например, ВВНГ 2х4. Нас интересуют параметры жилы а это цифры, которые стоят после знака «х». В данном случае заявлено, что есть два проводника, имеющих поперечное сечение 4 мм

2. Вот и будем проверять, соответствует ли эта информация действительности.

Как работать с таблицей

Чтобы проверить, проводите измерение диаметра любым из описанных методов, после сверяетесь с таблицей. В ней указано, что при таком сечении в четыре квадратных миллиметра, размер провода должен быть 2,26 мм. Если измерения у вас такие же или очень близкие (погрешность измерений существует, так как приборы неидеальные), все нормально, можно данный кабель покупать.

Заявленные размеры далеко не всегда соответствуют реальным

Но намного чаще фактический диаметр проводников значительно меньше заявленного. Тогда у вас два пути: искать провод другого производителя или взять большего сечения. За него, конечно, придется переплатить, но первый вариант потребует достаточно большого промежутка времени, да и не факт, что вам удастся найти соответствующий ГОСТу кабель.

Второй вариант потребует больше денег, так как цена существенно зависит от заявленного сечения. Хотя, не факт — хороший кабель, сделанный по всем нормам, может стоит еще дороже. Это и понятно — расходы меди, а, часто, и на изоляцию, при соблюдении технологии и стандартов — значительно больше. Потому производители и хитрят, уменьшая диаметр проводов — чтобы снизить цену. Но такая экономия может обернуться бедой. Так что обязательно проводите измерения перед покупкой. Даже и проверенных поставщиков.

И еще: осмотрите и пощупайте изоляцию. Она должна быть толстой, сплошной, иметь одинаковую толщину. Если кроме изменения диаметра еще и с изоляцией проблемы — ищите кабель другого производителя. Вообще, желательно найти продукцию, отвечающую требованиям ГОСТа, а не сделанную по ТУ. В этом случае есть надежда на то, что кабель или провод буде служить долго и без проблем. Сегодня это сделать непросто, но если вы разводите проводку в доме или подключаете электричество от столба, качество очень важно. Потому, стоит, наверное, поискать.

Как определить сечение многожильного провода

Иногда проводники используются многожильные — состоящие из множества одинаковых тонких проволочек. Как посчитать сечение провода по диаметру в этом случае? Да точно также. Проводите измерения/вычисления для одной проволоки, считаете их количество в пучке, потом умножаете на это число. Вот вы и узнаете площадь поперечного сечения многожильного провода.

Сечение многожильного провода считается аналогично

 

формула расчета, таблица нагрузки на медный кабель и видео

Электропроводка в современных квартирах предусматривает максимальный рабочий ток в сети до 25 Ампер. Под такой параметр рассчитаны и защитные автоматы, установленные в распределительном щите квартиры. Сечение провода на входе в помещение должно составлять не менее 4 мм2. При устройстве внутренней разводки допустимо применять кабели с сечением 2,5 мм2, которые рассчитаны на ток 16 Ампер.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Измерение диаметра провода

По стандарту диаметр провода должен соответствовать заявленным параметрам, которые описываются в маркировке. Но фактический размер может отличаться от заявленного на 10-15 процентов. Особенно это касается кабелей, которые изготовлены мелкими фирмами, однако проблемы могут быть и у крупных производителей. Перед покупкой электрического провода для передачи токов большого значения, рекомендуется промерять диаметр проводника. Для этого могут применяться различные способы, отличающиеся погрешностью. Перед выполнением измерения требуется очистить жилы кабеля от изоляции.

Замеры можно производить непосредственно в магазине, если продавец разрешит снять изоляцию с небольшого участка провода. В противном случае придется приобрести небольшой отрезок кабеля и произвести измерение на нем.

Микрометром

Максимальную точность можно получить с помощью микрометров, которые имеют механическую и электронную схему. На стержне инструмента имеется шкала с ценой деления 0,5 мм, а на круге барабана есть 50 рисок с ценой деления 0,01 мм. Характеристики одинаковы у всех моделей микрометров.

При работе с механическим прибором следует соблюдать последовательность действий:

  1. Вращением барабана устанавливают зазор между винтом и пяткой близкий к измеряемому размеру.
  2. Подвести винт трещоткой плотнее к поверхности измеряемой детали. Подводку выполняют вращением рукой без усилий до момента срабатывания трещотки.
  3. Высчитать поперечный диаметр детали по показаниям на шкалах, размещенных на стебле и барабане. Диаметр изделия равен сумме значения на стержне и барабане.

Измерение механическим микрометром

Работа с электронным микрометром не требует вращения узлов, он выводит значение диаметра на жидкокристаллический экран. Перед использованием прибора рекомендуется проверить настройки, поскольку электронные устройства производят замер в миллиметрах и дюймах.

Штангенциркулем

Прибор имеет уменьшенную по сравнению с микрометром точность, которой вполне хватает для измерения проводника. Штангенциркули оснащаются плоской шкалой (нониусом), круговым циферблатом или цифровой индикацией на жидкокристаллическом дисплее.

Чтобы измерять поперечный диаметр, необходимо:

  1. Зажать измеряемый проводник между губками штангенциркуля.
  2. Высчитать значение по шкале или посмотреть его на дисплее.

Пример вычисления размера на нониусе

Линейкой

Измерение линейкой дает грубый результат. Для выполнения замера рекомендуется применение инструментальных линеек, которые имеют большую точность. Использование деревянных и пластиковых школьных изделий даст весьма приблизительное значение диаметра.

Для замера линейкой необходимо:

  1. Очистить от изоляции кусок провода с длиной до 100 мм.
  2. Плотно намотать полученный отрезок на цилиндрический предмет. Витки должны быть полными, то есть начало и конец провода в намотке направлены в одну сторону.
  3. Измерить длину получившейся намотки и разделить на количество витков.

Измерение диаметра линейкой по числу витков

В приведенном выше примере имеется 11 витков провода, которые составляют в длину около 7,5 мм. Разделив длину на количество витков, можно определить приблизительное значение диаметра, которое в данном случае равно 0,68 мм.

На сайтах магазинов, продающих электрические провода, имеются онлайн-калькуляторы, которые позволяют выполнить расчет сечения по количеству витков и длине полученной спирали.

Определение сечения по диаметру

После определения диаметра провода можно приступить к вычислению площади сечения в квадратах (мм2). Для кабелей типа ВВГ, состоящих из трех одножильных проводников, применяются методы вычисления по формуле или по готовой таблице соответствия диаметров и площадей. Методики применимы и для продукции с другой маркировкой.

По формуле

Основным способом является вычисление по формуле вида — S=(п/4)*D2, где π=3,14, а D — измеренный диаметр. Например, чтобы рассчитать площадь при диаметре 1 мм, потребуется вычислить значение: S=(3.14/4)*1²=0,785 мм2.

В сети доступны онлайн-калькуляторы, которые позволяют производить расчет площадей окружности по диаметру. Перед покупкой кабеля рекомендуется заранее просчитать значения, свести в таблицу и пользоваться ей в магазине.

В видеоролике от пользователя Александр Кваша демонстрируется проверка сечения жил провода.

По таблице с часто встречаемыми диаметрами

Для упрощения расчета удобно воспользоваться готовой таблицей.

Порядок пользования числами из таблицы:

  1. Выбрать тип провода, который предполагается приобретать, например, ВВГ 3*4.
  2. Определить диаметр по таблице — сечению 4 мм2 соответствует диаметр 2,26 мм.
  3. Проверить реальное значение диаметра провода. В случае совпадения продукцию можно приобретать.

Ниже приведена таблица соотношения сечений основных типов медной проводки к диаметрам и току (при напряжении 220 В).

Диаметр жилы провода, ммСечение жилы, мм2Допустимый ток, А
1,12114
1,381,515
1,592,019
1,782,521
2,264,027
2,766,034
3,5710,050
4,5116,080
5,6425,0100
6,6835,0135

Дополнительным критерием соответствия сечения диаметру является вес провода. Способ определения диаметра по весу применяется при проверке тонкой проволоки для намотки трансформаторов. Толщина продукции начинается от 0,1 мм, и ее проблематично измерить при помощи микрометра.

Краткая таблица соответствия диаметров жилки по весу приведена ниже. Развернутые данные имеются в магазинах, специализирующихся на продаже электронных компонентов.

Диаметр, ммСечение, мм2Вес, гр/км
0,10,007970
0,150,0177158
0,20,0314281
0,250,0491438
0,30,0707631
0,350,0962859
0,40,12571,122

При расчете диаметра провода для предохранителей следует учитывать материал проводника. Краткая таблица соответствия диаметров кабеля из распространенных типов материала и силы тока приведена ниже.

Ток разрыва, АМедьАлюминийНикелинЖелезоОловоСвинец
0,50,030,040,050,060,110,13
10,050,070,080,120,180,21
50,160,190,250,350,530,60
100,250,310,390,550,850,95
150,320,400,520,721,121,25
250,460,560,731,001,561,75
500,730,891,151,602,452,78
1001,151,421,822,553,904,40
2001,842,252,894,056,207,00
3002,402,953,785,308,209,20

Для многожильного кабеля

Диаметр многожильного кабеля определяется размером сечения одного проводника, умноженным на их количество. Основной проблемой является измерение диаметра тонкого провода.

Примером является кабель, состоящий из 25 жил с диаметром 0,2 мм. По приведенной выше формуле сечение равно: S=(3.14/4)*0.2²=0,0314 мм2. При 25 жилах оно составит: S­=0,0314*25=0.8 мм2. Затем по таблицам соответствия определяют — пригоден он для передачи тока требуемой силы или нет.

Еще одним способом приблизительного расчета силы тока является методика умножения диаметра многожильного кабеля на корректировочный показатель 0,91. Коэффициент предусматривает немонолитную структуру провода и воздушные зазоры между витками. Замер наружного диаметра ведется с небольшим усилием, поскольку поверхность легко деформируется и сечение становится овальным.

При расчете сегментной части кабеля применяются формулы или табличные значения. В таблице приведены стандартные величины ширины и высоты сегмента.

Площадь сечения, мм235507095120160185240
Высота/ширина для трехжильного монолитного кабеля, мм5,5/9,26,4/10,57,6/12,59/1510,1/16,611,3/18,412,5/20,714,4/23,8
Высота/ширина для трехжильного кабеля из тонких жил, мм6/107/129/1410/1611/1812/2013,2/2215,2/25
Высота/ширина для четырехжильного монолитного кабеля, ммнет7/108,2/129,6/14,110,8/1612/1813,2/18нет
Фотогалерея
Сегментный кабель (крайний справа)
Сегмент кабеля

Таблица потребляемой мощности электроприборов

Распространенным способом определения необходимого сечения провода является методика расчета по пиковой мощности. Для того чтобы узнать нагрузку, можно воспользоваться стандартной таблицей, в которой сведены параметры мощности и пикового значения потребляемого тока для бытовых приборов.

Тип устройстваМощность, кВтПиковый ток, АРежим потребления
Стандартная лампа накаливания0,251,2Постоянный
Чайник с электрическим нагревателем2,09,0Кратковременный до 5 минут
Электрическая плита с 2-4 конфорками6,060,0Зависит от интенсивности эксплуатации
СВЧ-печь2,210,0Периодический
Мясорубка с электрическим приводомАналогичноАналогичноЗависит от интенсивности эксплуатации
Тостер1,57,0Постоянный
Электрическая кофемолка1,58,0Зависит от интенсивности эксплуатации
Гриль2,09,0Постоянный
Кофеварка1,58,0Постоянный
Отдельная электрическая духовка2,09,0Зависит от интенсивности эксплуатации
Машина для мытья посуды2,09,0Периодический (на период работы нагревателя)
Стиральная машина2,09,0Аналогично
Сушильная машина3,013,0Постоянный
Утюг2,09,0Периодический (на период работы спирали нагрева)
ПылесосАналогичноАналогичноЗависит от интенсивности эксплуатации
Обогреватель масляный3,013,0Аналогично
Фен1,58,0Аналогично
Кондиционер воздуха3,013,0Аналогично
Системный блок компьютера0,83,0Аналогично
Инструменты с приводом от электрического двигателя2,513,0Аналогично

Ток будут потреблять холодильник, электроприборы в дежурном состоянии (телевизоры, радиотелефоны), зарядные устройства. Суммарное значение потребления мощности устройствами считается в пределах 0,1 кВт.

При подключении всех имеющихся бытовых приборов ток может достигать 100-120 А. Такой вариант подсоединения маловероятен, поэтому при расчетах нагрузки учитывают распространенные комбинации подключения.

Например, в утреннее время могут использоваться:

  • электрический чайник — 9,0 А;
  • печь СВЧ — 10,0 А;
  • тостер — 7 А;
  • кофемолка или кофеварка — 8 А;
  • прочая бытовая техника и освещение — 3 А.

Итоговое потребление приборов может достигать: 9+10+7+8+3=37 А. Также имеются калькуляторы, которые позволяют рассчитывать ток по потребляемой мощности и напряжению.

Выбор кабеля по таблицам максимального тока в сети

Для вычисления применяются два вида данных из приведенной выше таблицы:

  • по суммарной мощности;
  • по величине потребляемого приборами тока.

Существуют таблицы стандартных значений, позволяющие определить необходимый диаметр и сечение, которые затем проверяются на покупаемом проводе. Найденный показатель округляется в большую сторону до совпадения с реально существующим диаметром кабеля.

В жилых помещениях нельзя использовать провода с излишним сечением, поскольку они имеют большое сопротивление, которое приводит к падению напряжения.

Для медного кабеля

Для расчета медного проводника применяется таблица, составленная для напряжения 230 В.

Мощность, кВтТок, АПлощадь (при наружной проводке), мм2Диаметр (при наружной проводке), ммПлощадь (при скрытой проводке), мм2Диаметр (при скрытой проводке), мм
0,10,430,090,330,110,37
0,52,170,430,740,540,83
1,04,350,871,051,091,18
2,08,701,741,492,171,66
3,013,042,611,823,262,04
4,017,393,482,104,352,35
5,021,744,352,355,432,63
8,034,786,963,169,783,53
10,043,488,73,3310,873,72

Для алюминиевого кабеля

Для расчета провода из алюминия может использоваться приведенная ниже таблица (данные взяты для напряжения 230 В).

Мощность, кВтТок, АПлощадь (при наружной проводке), мм2Диаметр (при наружной проводке), ммПлощадь (при скрытой проводке), мм2Диаметр (при скрытой проводке), мм
0,10,430,120,400,140,43
0,52,170,620,890,720,96
1,04,351,241,261,451,36
2,08,702,481,782,901,92
3,013,043,732,184,352,35
4,017,394,972,525,802,72
5,021,746,212,817,253,04
8,034,789,943,5611,593,84
10,043,4812,423,9814,494,30

Выбор кабеля по таблицам ПУЭ и ГОСТ

При покупке провода рекомендуется посмотреть стандарт ГОСТ или условия ТУ, по которым изготовлено изделие. Требования ГОСТ выше аналогичных параметров технических условий, поэтому следует предпочитать продукцию, выполненную по стандарту.

Таблицы из правил устройства электроустановок (ПУЭ) представляют собой зависимость силы передаваемого по проводнику тока от сечения жилы и способа укладки в магистральной трубе. Допустимая сила тока уменьшается по мере увеличения отдельных жил или применения многожильного кабеля в изоляции. Явление связано с отдельным пунктом в ПУЭ, который оговаривает параметры максимально допустимого нагрева проводов. Под магистральной трубой понимается короб, в том числе пластиковый или при укладке проводки пучком на кабельном лотке.

 Загрузка …

Параметры в таблицах указаны с учетом рабочей температуры жилы 65°С и только фазовых проводов (нулевые шины не учитываются). Если в трубе помещения уложен стандартный трехжильный кабель под подачу однофазного тока, то его параметры учитываются по столбцу данных для одного двухжильного провода. Ниже приведена информация для кабелей, изготовленных из разных материалов. Следует учитывать, что таблицы применяются для выбора проводов. В случае определения типа кабелей используются другие данные, которые также имеются в ПУЭ.

Таблица из ПУЭ для подбора медной проводки
Таблица из ПУЭ для подбора алюминиевой проводки

Вторым способом выбора кабеля являются таблицы стандарта ГОСТ 16442-80, которые существуют в двух вариантах — для медных и алюминиевых проводов. В данной информации выбор осуществляется в зависимости от типа прокладки и количества жил в кабелях.

Таблица ГОСТ для медного провода
Таблица ГОСТ для алюминиевого провода

Видео «Определение сечения провода»

Видеоролик, предоставленный каналом «Электричество, электротехника, энергетика», демонстрирует способы определения сечения провода.

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

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

Поперечное сечение проводника как важнейший критерий выбора провода

Классификация любых электрических проводов включает в себя основные параметры, представленные проводимостью, площадью поперечного сечения или диаметром, материалами, из которых изготовлен проводник, типовыми особенностями изоляционной защиты, уровнем гибкости, а также показателями тепловой стойкости.

Площадь или поперечное сечение проводника — один из наиболее важных критериев выбора провода.

Особенности электрических проводов

Наиболее широкое применение находят марки проводов ПУHП и ПУГHП, а также ВПП, ПHCB и PKГM, которые обладают следующими, очень важными для получения безопасного подключения основными техническими характеристиками:

  • ПУНП — плоское проводное изделие установочного или так называемого монтажного типа, с однопроволочными жилами из меди в ПВХ-изоляции. Такая разновидность отличается количеством жил, а также номинальным напряжением в пределах 250 В с частотой 50 Гц и температурным эксплуатационным режимом от минус 15 °C до плюс 50 °C;
  • ПУГНП — гибкая разновидность с многопроволочными жилами. Основные показатели, которые представлены номинальным уровнем напряжения, частотой и температурным эксплуатационным режимом, не отличаются от аналогичных данных ПУHП;
  • AПB — алюминиевая одножильная разновидность, круглый провод, имеющий защитную ПВХ-изоляцию и однопроволочную или многопроволочную жилу. Отличием данного вида является устойчивость к повреждениям механического типа, вибрациям и химическим соединениям. Температурный эксплуатационный режим составляет от минус 50 °C до плюс 70 °C;
  • ПBC — многожильная медная разновидность с ПBX-изоляцией, придающей проводу высокие показатели плотности и традиционную округлую форму. Термоустойчивая жила рассчитана для номинального уровня 380 В при частоте 50 Гц;
  • PKГM — силовая монтажная разновидность, представленная одножильным медным проводом с кремнийорганической резиновой или стекловолоконной изоляцией, пропитанной термостойким составом. Температурный эксплуатационный режим составляет от минус 60 °C до плюс 180 °C;
  • ПHCB — нагревательная одножильная разновидность в виде однопроволочного провода на основе оцинкованной или вороненой стали. Температурный эксплуатационный режим составляет от минус 50 °C до плюс 80 °C;
  • ВПП — одножильная медная разновидность с многопроволочной жилой и изоляцией на основе ПBX или полиэтилена. Температурный эксплуатационный режим составляет от минус 40 °C до плюс 80 °C.

В условиях невысокой мощности применяется медный провод ШBBП с защитной внешней ПBX-изоляцией. Многопроволочного типа жила обладает прекрасными показателями гибкости, а само проводное изделие рассчитано максимум на 380 В, при частоте в пределах 50 Гц.

Проводные изделия самых распространенных типов реализуются в бухтах, и чаще всего имеют белое окрашивание изоляции.

Площадь поперечного сечения проводника

В последние годы отмечается заметное понижение качественных характеристик изготавливаемой кабельной продукции, в результате чего страдают показатели сопротивления — сечение проводов. Диаметр любого проводника в обязательном порядке должен обладать соответствием всем заявленным производителем параметрам.

Любое отклонение, составляющее даже 15-20 %, может стать причиной значительного перегрева электрической проводки или оплавления изоляционного материала, поэтому выбору площади или толщины проводника нужно уделять повышенное внимание не только на практике, но и с точки зрения теории.

Поперечное сечение проводников

Параметры, наиболее важные для правильного выбора сечения проводника, отражены в следующих рекомендациях:

  • толщина проводника — достаточная для беспрепятственного прохождения электротока, при максимально возможном нагреве провода в пределах 60 °C;
  • сечение проводника — достаточное для резкого понижения напряжения, не превышающего допустимые показатели, что особенно важно для очень длинной электропроводки и значительных токов.

Особое внимание требуется уделять максимальным показателям рабочего температурного режима, при превышении которого проводник и защитная изоляция приходят в негодность.

Сечением используемого проводника и его защитной изоляцией должна в обязательном порядке обеспечиваться полноценная механическая прочность и надежность электрической проводки.

Формула поперечного сечения проводника

Как правило, провода обладают круглым сечением, но допустимые токовые показатели должны рассчитываться согласно площади поперечного сечения. С целью самостоятельного определения площади сечения в одножильном или многожильном проводе осторожно вскрывается оболочка, представляющая собой изоляцию, после чего в одножильном проводнике замеряется диаметр.

Площадь определяется в соответствии с хорошо известной даже школьникам физической формулой:

S = π х D²/4 или S = 0,8 х D², где:

  • S является площадью сечения в мм2;
  • π — число π, стандартная величина, равная 3,14;
  • D является диаметром в мм.

Проводник

Замеры многожильного провода потребуют его предварительного распушения, а также последующего подсчета количества всех жилок внутри пучка. Затем измеряется диаметр одного составляющего элемента и вычисляется площадь сечения в соответствии со стандартной формулой, указанной выше. На заключительном этапе замеров суммируются площади жилок с целью определения показателей их общего сечения.

С целью определения диаметра проводной жилы используется микрометр или штангенциркуль, но при необходимости можно воспользоваться стандартной ученической линейкой или сантиметром. Замеряемую жилку провода нужно максимально плотно намотать на палочку двумя десятками витков. При помощи линейки или сантиметра требуется замерить расстояние намотки в мм, после чего показатели используются в формуле:

D = l/n,

Где:

  • l представлено расстоянием намотки жилки в мм;
  • n является числом витков.

Следует отметить, что большее сечение провода позволяет обеспечивать запас по показателям тока, в результате чего уровень нагрузки на электропроводку можно незначительно превышать.

Чтобы самостоятельно определить проводное сечение монолитной жилы, требуется посредством обычного штангенциркуля или микрометра выполнить замеры диаметра внутренней части кабеля без защитной изоляции.

Таблица соответствия диаметров проводов и площади их сечения

Определение кабельного или проводного сечения по стандартной физической формуле относится к числу достаточно трудоемких и сложных процессов, не гарантирующих получение максимально точной результативности, поэтому целесообразно использовать с этой целью специальные, уже готовые табличные данные.

Диаметр кабельной жилы Показатели сечения Проводники с жилой медного типа
Мощность в условиях сети 220 В Ток Мощность в условиях сети 380 В
1,12 мм 1,0 мм2 3,0 кВт 14 А 5,3 кВт
1,38 мм 1,5 мм2 3,3 кВт 15 А 5,7 кВт
1,59 мм 2,0 мм2 4,1 кВт 19 А 7,2 кВт
1,78 мм 2,5 мм2 4,6 кВт 21 А 7,9 кВт
2,26 мм 4,0 мм2 5,9 кВт 27 А 10,0 кВт
2,76 мм 6,0 мм2 7,7 кВт 34 А 12,0 кВт
3,57 мм 10,0 мм2 11,0 кВт 50 А 19,0 кВт
4,51 мм 16,0 мм2 17,0 кВт 80 А 30,0 кВт
5,64 мм 25,0 мм2 22,0 кВт 100 А 38,0 кВт
6,68 мм 35,0 мм2 29,0 кВт 135 А 51,0 кВт

Как определить сечение многожильного провода?

Многожильные провода также известны под названием многопроволочных или гибких кабелей, которые представляют собой плотно свитые в один пучок проволочники одножильного типа.

Чтобы самостоятельно грамотно произвести вычисление сечения или площади многожильных проводов, необходимо изначально рассчитать сечение каждой проволочки в пучке, после чего полученный результат умножить на их общее количество.

Заключение

Сечение проводов или кабелей по токовым показателям и уровню мощности является одним из наиважнейших параметров электрической проводки. Самостоятельное определение диаметра выполняется несколькими доступными способами. Сечение проводника может быть рассчитано в соответствии с несложной формулой или выбрано по стандартным табличным данным.

Видео на тему

Электрический провод, перевод диаметра в площадь сечения — мм в мм2, таблица.





Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva. ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Оборудование / / Электрические разъемы и провода (кабели)  / / Электрический провод, перевод диаметра в площадь сечения — мм в мм2, таблица.

Поделиться:   

Электрический провод, перевод диаметра в площадь сечения — мм

2 в мм, таблица.
Площадь сечения, мм2 Диаметр, мм
0.75 1.0
1 1.1
1.5 1.4
2 1.5
2.5 1.8
4 2.3
6 2.8
10 3.6
16 4. 5
25 5.6
35 6.7
50 8.0
70 9.5
95 11.0
120 12.4
150 13.8
185 15.4
240 17.5
300 19.5
400 22.6
500 25.2
630 28.3
800 31.9
1000 35.7
1200 39.1
2000 50.5
Площадь сечения, мм2 Диаметр, мм
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Площадь сечения проводов и кабелей в зависимости от силы тока, расчет необходимого сечения кабеля

Грамотный подбор кабеля для восстановления или прокладки электропроводки гарантирует безупречную работу системы. Приборы будут получать питание в полноценном объеме.

Не случится перегрева изоляции с последующими разрушительными последствиями. Разумный расчет сечения провода по мощности избавит и от угроз воспламенения, и от лишних затрат на покупку недешевого провода.

Давайте разберемся в алгоритме расчетов.

Упрощенно кабель можно сравнить с трубопроводом, транспортирующим газ или воду. Точно так же по его жиле перемещается поток, параметры которого ограничены размером данного токоведущего канала. Следствием неверного подбора его сечения являются два распространенных ошибочных варианта:

  • Слишком узкий токоведущий канал, из-за которого в разы возрастает плотность тока. Рост плотности тока влечет за собой перегрев изоляции, затем ее оплавление. В результате оплавления по минимуму появятся «слабые» места для регулярных утечек, по максимуму пожар.
  • Излишне широкая жила, что, в сущности, совсем неплохо. Причем, наличие простора для транспортировки электро-потока весьма положительно отражается на функционале и эксплуатационных сроках проводки. Однако карман владельца облегчится на сумму, примерно вдвое превышающую по факту требующиеся деньги.

Первый из ошибочных вариантов представляет собой откровенную опасность, в лучшем случае повлечет увеличение оплаты за электроэнергию. Второй вариант не опасен, но крайне нежелателен.

«Протоптанные» пути вычислений

Все существующие расчетные способы опираются на выведенный Омом закон, согласно которому сила тока, помноженная на напряжение, равняется мощности. Бытовое напряжение – величина постоянная, равная в однофазной сети стандартным 220 В.

Значит, в легендарной формуле остаются лишь две переменные: это ток с мощностью. «Плясать» в расчетах можно и нужно от одной из них. Через расчетные значения тока и предполагаемой нагрузки в таблицах ПУЭ найдем требующийся размер сечения.

Обратите внимание, что сечение кабеля рассчитывают для силовых линий, т.е. для проводов к розеткам. Линии освещения априори прокладывают кабелем с традиционной величиной площади сечения 1,5 мм².

Если в обустраиваемом помещении нет мощного диско-прожектора или люстры, требующей питания в 3,3кВт и больше, то увеличивать площадь сечения жилы осветительного кабеля не имеет смысла. А вот розеточный вопрос – дело сугубо индивидуальное, т.к. подключать к одной линии могут такие неравнозначные тандемы, как фен с водонагревателем или электрочайник с микроволновкой.

Тем, кто планирует нагрузить силовую линию электрической варочной поверхностью, бойлером, стиральной машиной и подобной «прожорливой» техникой, желательно распределить всю нагрузку на несколько розеточных групп.

Если технической возможности разбить нагрузку на группы нет, бывалые электрики рекомендуют без затей прокладывать кабель с медной жилой сечением 4-6 мм².

Почему с медной токоведущей сердцевиной? Потому что строгим кодексом ПУЭ прокладка кабеля с алюминиевой «начинкой» в жилье и в активно используемых бытовых помещениях запрещена.

Сопротивление у электротехнической меди гораздо меньше, тока она пропускает больше и не греется при этом, как алюминий. Алюминиевые провода используются при устройстве наружных воздушных сетей, кое-где они еще остались в старых домах.

Обратите внимание! Площадь сечения и диаметр жилы кабеля – вещи разные. Первая обозначается в квадратных мм, второй просто в мм. Главное не перепутать!

Для поиска табличных значений мощности и допустимой силы тока можно пользоваться обоими показателями. Если в таблице указан размер площади сечения в мм², а нам известен только диаметр в мм, площадь нужно найти по следующей формуле:

Расчет размера сечения по нагрузке

Простейший способ подбора кабеля с нужным размером — расчет сечения провода по суммарной мощности всех подключаемых к линии агрегатов.

Алгоритм расчетных действий следующий:

  • для начала определимся с агрегатами, которые предположительно могут использоваться нами одновременно. Например, в период работы бойлера нам вдруг захочется включить кофемолку, фен и стиралку;
  • затем согласно данным техпаспортов или согласно приблизительным сведениям из приведенной ниже таблицы банально суммируем мощность одновременно работающих по нашим планам бытовых агрегатов;
  • предположим, что в сумме у нас вышло 9,2 кВт, но конкретно этого значения в таблицах ПУЭ нет. Значит, придется округлить в безопасную большую сторону – т.е. взять ближайшее значение с некоторым превышением мощности. Это будет 10,1 кВт и соответствующее ему значение сечения 6 мм².

Все округления «направляем» в сторону увеличения. В принципе суммировать можно и силу тока, указанную в техпаспортах. Расчеты и округления по току производятся аналогичным образом.

Как рассчитать сечение по току?

Табличные значения не могут учесть индивидуальных особенностей устройства и эксплуатации сети. Специфика у таблиц среднестатистическая.

Не приведены в них параметры максимально допустимых для конкретного кабеля токов, а ведь они отличаются у продукции с разными марками. Весьма поверхностно затронут в таблицах тип прокладки.

Дотошным мастерам, отвергающим легкий путь поиска по таблицам, лучше воспользоваться способом расчетаразмера сечения провода по току. Точнее по его плотности.

Начнем с освоения азов: запомним на практике выведенный интервал 6 — 10. Это значения, полученные электриками многолетним «опытным путем». В указанных пределах варьирует сила тока, протекающего по 1 мм² медной жилы. Т.е.

кабель с медной сердцевиной сечением 1 мм² без перегрева и оплавления изоляции предоставляет возможность току от 6 до 10 А спокойно достигать ожидающего его агрегата-потребителя.

Разберемся, откуда взялась и что означает обозначенная интервальная вилка.

Согласно кодексу электрических законов ПУЭ 40% отводится кабелю на неопасный для его оболочки перегрев, значит:

  • 6 А, распределенные на 1 мм² токоведущей сердцевины, являются нормальной рабочей плотностью тока. В данных условиях проводник работать может бесконечно долго без каких-либо ограничений по времени;
  • 10 А, распределенные на 1 мм² медной жилы, протекать по проводнику могут краткосрочно. Например, при включении прибора.

Потоку энергии 12 А в медном миллиметровом канале будет изначально «тесно». От тесноты и толкучки электронов увеличится плотность тока. Следом повысится температура медной составляющей, что неизменно отразиться на состоянии изоляционной оболочки.

Обратите внимание, что для кабеля с алюминиевой токоведущей жилой плотность тока отображает интервал 4 – 6 Ампер, приходящийся на 1 мм² проводника.

Выяснили, что предельная величина плотности тока для проводника из электротехнической меди 10 А на площадь сечения 1 мм², а нормальные 6 А. Следовательно:

  • кабель с жилой сечением 2,5 мм² сможет транспортировать ток в 25 А всего лишь несколько десятых секунды во время включения техники;
  • он же бесконечно долго сможет передавать ток в 15А.

Приведенные выше значения плотности тока действительны для открытой проводки.

Если кабель прокладывается в стене, в металлической гильзе или в пластиковом кабель канале, указанную величину плотности тока нужно помножить на поправочный коэффициент 0,8.

Запомните и еще одну тонкость в организации открытого типа проводки. Из соображений механической прочности кабель с сечением меньше 4 мм² в открытых схемах не используют.

Изучение схемы расчета

Суперсложных вычислений снова не будет, расчет провода по предстоящей нагрузке предельно прост.

  • Сначала найдем предельно допустимую нагрузку. Для этого суммируем мощность приборов, которые предполагаем одновременно подключать к линии. Сложим, например, мощность стиральной машины 2000 Вт, фена 1000 Вт и произвольно какого-либо обогревателя 1500 Вт. Получили мы 4500 Вт или 4,5 кВт.
  • Затем делим наш результат на стандартную величину напряжения бытовой сети 220 В. Мы получили 20,45…А, округляем до целого числа, как положено, в большую сторону.
  • Далее вводим поправочный коэффициент, если в нем есть необходимость. Значение с коэффициентом будет равно 16,8, округленно 17 А, без коэффициента 21 А.
  • Вспоминаем о том, что рассчитывали рабочие параметры мощности, а нужно еще учесть предельно допустимое значение. Для этого вычисленную нами силу тока умножаем на 1,4, ведь поправка на тепловое воздействие 40%. Получили: 23,8 А и 29,4 А соответственно.
  • Значит, в нашем примере для безопасной работы открытой проводки потребуется кабель с сечением более 3 мм², а для скрытого варианта 2,5 мм².

Не забудем о том, что в силу разнообразных обстоятельств порой включаем одновременно больше агрегатов, чем рассчитывали. Что есть еще лампочки и прочие приборы, незначительно потребляющие энергию. Запасемся некоторым резервом сечения на случай увеличения парка бытовой техники и с расчетами отправимся за важной покупкой.

Видео-руководство для точных расчетов

Следуя жестким рекомендациям ПУЭ, покупать для обустройства личной собственности будем кабельную продукцию с «литерными группами» NYM и ВВГ в маркировке. Именно они не вызывают нареканий и придирок со стороны электриков и пожарников. Вариант NYM – аналог отечественных изделий ВВГ.

Лучше всего, если отечественный кабель будет сопровождать индекс НГ, это означает, что проводка будет пожароустойчивой. Если предполагается прокладывать линию за перегородкой, между лагами или над подвесным потолком, купите изделия с низким дымовыделением. У них будет индекс LS.

Вот таким нехитрым способом рассчитывается сечение токопроводящей жилы кабеля. Сведения о принципах вычислений помогут рационально подобрать данный важный элемент электросети. Необходимый и достаточный размер токоведущей сердцевины обеспечит питанием домашнюю технику и не станет причиной возгорания проводки.

Таблица соответствия сечения кабеля току и мощности

Большое значение в электротехнике имеет такая величина, как поперечное сечение провода и нагрузка. Без этого параметра невозможно проведение каких-либо расчетов, особенно, связанных с прокладкой кабельных линий.

Ускорить необходимые вычисления помогает таблица зависимости мощности от сечения провода, применяемая при проектировании электротехнического оборудования.

Правильные расчеты обеспечивают нормальную работу приборов и установок, способствуют надежной и долговременной эксплуатации проводов и кабелей.

Правила расчетов площади сечения

На практике расчеты сечения любого провода не представляют какой-либо сложности. Достаточно всего лишь вычислить сечение кабеля по диаметру с помощью штангенциркуля, а затем полученное значение использовать в формуле: S = π (D/2)2, в которой S является площадью сечения, число π составляет 3,14, а D представляет собой измеренный диаметр жилы.

В настоящее время используются преимущественно медные провода. По сравнению с алюминиевыми, они более удобны в монтаже, долговечны, имеют значительно меньшую толщину, при одинаковой силе тока.

Однако, при увеличении площади сечения стоимость медных проводов начинает возрастать, и все преимущества постепенно теряются. Поэтому при значении силы тока более 50-ти ампер практикуется применение кабелей с алюминиевыми жилами. Для измерения сечения проводов используются квадратные миллиметры.

Наиболее распространенными показателями, применяемыми на практике, являются площади 0,75; 1,5; 2,5; 4,0 мм2.

Таблица сечения кабеля по диаметру жилы

Основным принципом расчетов служит достаточность площади сечения, для нормального протекания через него электрического тока. То есть, допустимый ток не должен нагревать проводник до температуры свыше 60 градусов.

Падение напряжения не должно превышать допустимого значения. Этот принцип особенно актуален для ЛЭП большой протяженности и высокой силы тока.

Обеспечение механической прочности и надежности провода осуществляется за счет оптимальной толщины провода и защитной изоляции.

Сечение провода по току и мощности

Прежде чем рассматривать соотношение сечения и мощности, следует остановиться на показателе, известном, как максимальная рабочая температура. Данный параметр обязательно учитывается при выборе толщины кабеля.

Если этот показатель превышает свое допустимое значение, то из-за сильного нагрева металл жилы и изоляция расплавятся и разрушатся. Таким образом, происходит ограничение рабочего тока для конкретного провода его максимальной рабочей температурой.

Важным фактором является время, в течение которого кабель сможет функционировать в подобных условиях.

Основное влияние на устойчивую и долговечную работу провода оказывает потребляемая мощность и сила тока.

Для быстроты и удобства расчетов были разработаны специальные таблицы, позволяющие подобрать необходимое сечение в соответствии с предполагаемыми условиями эксплуатации.

Например, при мощности 5 кВт и силе тока в 27,3 А, площадь сечения проводника составит 4.0 мм2. Точно так же подбирается сечение кабелей и проводов при наличии других показателей.

Необходимо учитывать и влияние окружающей среды. При температуре воздуха, на 20 градусов превышающей нормативную, рекомендуется выбор большего сечения, следующего по порядку.

То же самое касается наличия нескольких кабелей, содержащихся в одном жгуте или значения рабочего тока, приближающегося к максимальному.

В конечном итоге, таблица зависимости мощности от сечения провода позволит выбрать подходящие параметры на случай возможного увеличения нагрузки в перспективе, а также при наличии больших пусковых токов и существенных перепадов температур.

Читать также:  Внешнее освещение загородного дома

Формулы для расчета сечения кабеля

Качество проведения электромонтажных работ оказывает воздействие на безопасность целого здания. Определяющим фактором при проведении таких работ является показатель сечения кабеля. Для осуществления расчета нужно выяснить характеристики всех подключенных потребителей электричества. Необходимо провести расчет сечения кабеля по мощности. Таблица нужна, чтобы посмотреть требуемые показатели.

Качественный и подходящий кабель обеспечивает безопасную и долговечную работу любой сети

Расчет сечения кабеля по мощности: таблица с важными характеристиками

Оптимальная площадь сечения кабеля позволяет протекать максимальному количеству тока и при этом не нагревается.

Выполняя проект электропроводки, важно найти правильное значение для диаметра провода, который бы подходил под определенные условия потребляемой мощности.

Чтобы выполнить вычисления, требуется определить показатель общего тока. При этом нужно выяснить мощность всего оборудования, которое подключено к кабелю.

Такая таблица поможет подобрать оптимальные параметры

Перед работой вычисляется сечение провода и нагрузка. Таблица поможет найти эти значения. Для стандартной сети 220 вольт, примерное значение тока рассчитывается так, I(ток)=(Р1+Р2+….+Рn)/220, Pn – мощность. Например, оптимальный ток для алюминиевого провода – 8 А/мм, а для медного – 10 А/мм.

Расчет по нагрузке

Даже определив нужное значение, можно произвести определенные поправки по нагрузке. Ведь нечасто все приборы работают одновременно в сети. Чтобы данные были более точными, необходимо значение сечения умножить на Кс (поправочный коэффициент). В случае, если будет включаться всё оборудование в одно и то же время, то данный коэф-т не применяется.

Чтобы выполнить вычисления правильно применяют таблицу расчетов сечения кабеля по мощности. Нужно учитывать, что существует два типа данного параметра: реактивная и активная.

Так проводится расчет с учетом нагрузки

В электрических сетях протекает ток переменного типа, показатель которого может меняться. Активная мощность нужна, чтобы рассчитать среднее показатели. Активную мощность имеют электрические нагреватели и лампы накаливания.

Если в сети присутствуют электромоторы и трансформаторы, то могут возникать некоторые отклонения. При этом и формируется реактивная мощность. При расчетах показатель реактивной нагрузки отражается в виде коэффициента (cosф).

Особенности потребления тока

Полезная информация! В быту среднее значение cosф равняется 0,8. А у компьютера такой показатель равен 0,6-0,7.

Расчет по длине

Вычисления параметров по длине необходимы при возведении производственных линий, когда кабель подвергается мощным нагрузкам. Для расчетов применяют таблицу сечения кабеля по мощности и току. При перемещении тока по магистралям проявляются потери мощности, которые зависят от сопротивления, появляющегося в цепи.

По техническим параметрам, самое большое значение падения напряжения не должно быть больше пяти процентов.

Применение таблицы помогает узнать значение сечения кабеля по длине

Использование таблицы сечения проводов по мощности

На практике для проведения подсчетов применяется таблица. Расчет сечения кабеля по мощности осуществляется с учетом показанной зависимости параметров тока и мощности от сечения. Существуют специальные стандарты возведения электроустановок, где можно посмотреть информацию по нужным измерениям. В таблице представлены распространенные значения.

Узнать точный показатель можно, используя различные параметры

Чтобы подобрать кабель под определенную нагрузку, необходимо провести некоторые расчеты:

  • рассчитать показатель силы тока;
  • округлить до наибольшего показателя, используя таблицу;
  • подобрать ближайший стандартный параметр.

Читать также:  Нормы браковки канатных и цепных стропов

Статья по теме:

Как повесить люстру на натяжной потолок. Видео пошагового монтажа позволит всю работу произвести самостоятельно без обращения к специалистам. Что нужно подготовить для работы и как избежать ошибок мы и расскажем в статье.

Формула расчетов мощности по току и напряжению

Если уже имеются какие-то кабели в наличии, то чтобы узнать нужное значение, следует применить штангенциркуль. При этом измеряется сечение и рассчитывается площадь. Так как кабель имеет округлую форму, то расчет производится для площади окружности и выглядит так: S(площадь)= π(3,14)R(радиус)2. Можно правильно определить, используя таблицу, сечение медного провода по мощности.

Стандартные формулы для определения силы тока

Важная информация! Большинство производителей уменьшают размер сечения для экономии материала.

Поэтому, совершая покупку, воспользуйтесь штангенциркулем и самостоятельно промеряйте провод, а затем рассчитайте площадь. Это позволит избежать проблем с превышением нагрузки.

Если провод состоит из нескольких скрученных элементов, то нужно промерить сечение одного элемента и перемножить на их количество.

Варианты кабеля для разных назначений

Какие есть примеры?

Определенная схема позволит вам сделать правильный выбор сечения кабеля для своей квартиры. Прежде всего, спланируйте места, в которых будут размещаться источники света и розетки.

Также следует выяснить, какая техника будет подключаться к каждой группе. Это позволит составить план подсоединения всех элементов, а также рассчитать длину проводки.

Не забывайте прибавлять по 2 см на стыки проводов.

Определение сечения провода с учетом разных видов нагрузки

Применяя полученные значения, по формулам вычисляется значение силы тока и по таблице определяется сечение. Например, требуется узнать сечение провода для бытового прибора, мощность которого 2400 Вт. Считаем: I = 2400/220 = 10,91 А. После округления остается 11 А.

Схемы прокладки кабелей

Чтобы определить точный показатель площади сечения применяются разные коэффициенты. Особенно данные значения актуальны для сети 380 В. Для увеличения запаса прочности к полученному показателю стоит прибавить еще 5 А.

Схема трехжильной проводки

Стоит учитывать, что для квартир применяются трехжильные провода. Воспользовавшись таблицами, можно подобрать самое близкое значение тока и соответствующее сечение провода. Можно посмотреть какое нужно сечение провода для 3 кВт, а также для других значений.

У проводов разного типа предусмотрены свои тонкости расчетов. Трехфазный ток применяется там, где нужно оборудование значительной мощности. Например, такое используется в производственных целях.

Для выявления нужных параметров на производствах важно точно рассчитать все коэффициенты, а также учесть потери мощности при колебаниях в напряжении. Выполняя электромонтажные работы дома, не нужно проводить сложные расчеты.

Следует знать о различиях алюминиевого и медного провода. Медный вариант отличается более высокой ценой, но при этом превосходит аналог по техническим характеристикам. Алюминиевые изделия могут крошиться на сгибах, а также окисляются и имеют более низкий показатель теплопроводности. По технике безопасности в жилых зданиях используется только продукция из меди.

Основные материалы для кабелей

Так как переменный ток передвигается по трем каналам, то для монтажных работ используется трехжильный кабель. При установке акустических приборов применяются кабели, имеющие минимальное значение сопротивления. Это поможет улучшить качество сигнала и устранить возможные помехи. Для подключения подобных конструкций применяются провода, размер которых 2*15 или 2*25.

Подобрать оптимальный показатель сечения для применения в быту помогут некоторые средние значения. Для розеток стоит приобрести кабель 2,5 мм2, а для оформления освещения – 1,5 мм2. Оборудование с более высокой мощностью требует сечения размером 4-6 мм2.

Варианты соединения проводов

Специальная таблица окажет помощь, если возникают сомнения при расчетах. Для определения точных показателей нужно учитывать все факторы, которые оказывают влияние на ток в цепи.

Это длина отдельных участков, метод укладки, тип изоляции и допустимое значение перегрева.

Все данные помогают увеличить производительность в производственных масштабах и более эффективно применять электрическую энергию.

Расчет сечения кабеля и провода по мощности и току, для подключения частного дома (видео)

Привет. Тема сегодняшней статьи «Сечение кабеля по мощности«. Эта информация пригодиться как в быту, так и на производстве. Речь пойдет о том, как произвести расчет сечения кабеля по мощности и сделать выбор по удобной таблице.

Для чего вообще нужно правильно подобрать сечение кабеля ?

Если говорить простым языком, это нужно для нормальной работы всего, что связано с электрическим током. Будь-то фен, стиральная машина, двигатель или трансформатор. Сегодня инновации не дошли еще до безпроводной передачи электроэнергии (думаю еще не скоро дойдут), соответственно основным средством для передачи и распределения электрического тока, являются кабели и провода.

При маленьком сечении кабеля и большой мощности оборудования, кабель может нагреваться, что приводит к потере его свойств и разрушению изоляции. Это не есть хорошо, так что правильный расчет необходим.

  • Итак, выбор сечения кабеля по мощности. Для подбора будем использовать удобную таблицу:
  • Таблица простая, описывать ее думаю не стоит.

Теперь нам нужно рассчитать общую потребляемую мощность оборудования и приборов, используемых в квартире, доме, цехе или в любом другом месте куда мы ведем кабель. Произведем расчет мощности.

Допустим у нас дом, выполняем монтаж закрытой электропроводки кабелем ВВГ. Берем лист бумаги и переписываем перечень используемого оборудования. Сделали? Хорошо.

Как узнать мощность? Мощность вы сможете найти на самом оборудовании, обычно имеется бирка, где записаны основные характеристики:

Мощность измеряется в Ваттах ( Вт, W ), или Киловаттах ( кВт, KW ). Нашли? Записываем данные, затем складываем.

Допустим, у вас получилось 20 000 Вт, это 20 кВт. Цифра говорит нам о том, сколько энергии потребляют все электроприемники вместе. Теперь нужно подумать сколько вы будете использовать приборов одновременно в течении длительного времени? Допустим 80 %. Коэффициент одновременности в таком случае равен 0,8 . Делаем расчет сечения кабеля по мощности:

Считаем:

20 х 0,8 = 16 (кВт)

Чтобы сделать выбор сечения кабеля по мощности, смотрим на наши таблицы:

Для трехфазной цепи 380 Вольт это будет выглядеть вот так:

Как видите, не сложно. Хочу также добавить, советую выбирать кабель или провод наибольшего сечения жил, на случай если вы захотите подключить что-нибудь еще.

Выбор сечения медного и алюминиевого провода кабеля для электропроводки по нагрузке

Стандартная квартирная электропроводка рассчитывается на максимальный ток потребления при длительной нагрузке 25 ампер (на такую силу тока выбирается и автоматический выключатель, который устанавливается на вводе проводов в квартиру) выполняется медным проводом сечением 4,0 мм2, что соответствует диаметру провода 2,26 мм и мощности нагрузки до 6 кВт.

Согласно требований п 7.1.35 ПУЭ сечение медной жилы для квартирной электропроводки должно быть не менее 2,5 мм2, что соответствует диаметру проводника 1,8 мм и силе тока нагрузки 16 А. К такой электропроводке можно подключать электроприборы суммарной мощностью до 3,5 кВт.

Что такое сечение провода и как его определить

Чтобы увидеть сечение провода достаточно его перерезать поперек и посмотреть на срез с торца. Площадь среза и есть сечение провода. Чем оно больше, тем большую силу тока может передать провод.

Как видно из формулы, сечение провода легко вычислить по его диаметру. Достаточно величину диаметра жилы провода умножить саму на себя и на 0,785. Для вычисления сечения многожильного провода нужно вычислить сечение одной жилы и умножить на их количество.

Диаметр проводника можно определить с помощью штангенциркуля с точностью до 0,1 мм или микрометра с точностью до 0,01 мм. Если нет под рукой приборов, то в таком случае выручит обыкновенная линейка.

Выбор сечения медного провода электропроводки по силе тока

Величина электрического тока обозначается буквой «А» и измеряется в Амперах. При выборе действует простое правило, чем сечение провода больше, тем лучше, по этому округляют результат в большую сторону.

Приведенные мною данные в таблице основаны на личном опыте и гарантируют надежную работу электропроводки при самых неблагоприятных условиях ее прокладки и эксплуатации. При выборе сечения провода по величине тока не имеет значение, переменный это ток или постоянный.

Не имеют значения также величина и частота напряжения в электропроводке, это может быть бортовая сеть автомобиля постоянного тока на 12 В или 24 В, летательного аппарата на 115 В частотой 400 Гц, электропроводка 220 В или 380 В частотой 50 Гц, высоковольтная линия электропередачи на 10000 В.

Если неизвестен ток потребления электроприбором, но известны напряжение питания и мощность, то рассчитать ток можно с помощью приведенного ниже онлайн калькулятора.

Следует отметить, что на частотах более 100 Гц в проводах при протекании электрического тока начинает проявляться скин-эффект, заключающийся в том, что с увеличением частоты ток начинает «прижиматься» к внешней поверхности провода и фактическое сечение провода уменьшается. Поэтому выбор сечения провода для высокочастотных цепей выполняется по другим законам.

Определение нагрузочной способности электропроводки 220 В выполненной из алюминиевого провода

В давно построенных домах электропроводка, как правило, выполнена из алюминиевых проводов.

Если соединения в распределительных коробках выполнены правильно, срок службы алюминиевой проводки может составлять и сто лет.

Ведь алюминий практически не окисляется, и срок службы электропроводки будет определяться только сроком службы пластмассовой изоляции и надежностью контактов в местах присоединения.

В случае подключения дополнительных энергоемких электроприборов в квартире с алюминиевой электропроводкой необходимо определить по сечению или диаметру жил проводов способность ее выдержать дополнительную мощность. По приведенной ниже таблице это легко сделать.

Если у Вас проводка в квартире выполнена из алюминиевых проводов и возникла необходимость подключить вновь установленную розетку в распределительной коробке медными проводами, то такое соединение выполняется в соответствии с рекомендациями статьи Соединение алюминиевых проводов.

Для выбора сечения жил провода кабеля при прокладке электропроводки в квартире или доме нужно проанализировать парк имеющихся электробытовых приборов с точки зрения одновременного их использования.

В таблице представлен перечень популярных бытовых электроприборов с указанием потребляемого тока в зависимости от мощности.

Вы можете узнать потребляемую мощность своих моделей самостоятельно из этикеток на самих изделиях или паспортам, часто параметры указывают на упаковке.

В случае если сила потребляемого тока электроприбором неизвестна, то ее можно измерять с помощью амперметра.

Таблица потребляемой мощности и силы тока бытовыми электроприборами при напряжении питания 220 В

Обычно мощность потребления электроприборов указывается на корпусе в ваттах (Вт или VA) или киловаттах (кВт или кVA). 1 кВт=1000 Вт.

Ток потребляют еще холодильник, осветительные приборы, радиотелефон, зарядные устройства, телевизор в дежурном состоянии. Но в сумме эта мощность составляет не более 100 Вт и при расчетах ее можно не учитывать.

Если Вы включите все имеющиеся в доме электроприборы одновременно, то необходимо будет выбрать сечение провода, способное пропустить ток 160 А. Провод понадобится толщиной в палец! Но такой случай маловероятен. Трудно представить, что кто-то способен одновременно молоть мясо, гладить утюгом, пылесосить и сушить волосы.

Пример расчета. Вы встали утром, включили электрочайник, микроволновую печь, тостер и кофеварку. Потребляемый ток соответственно составит 7 А + 8 А + 3 А + 4 А = 22 А. С учетом включенного освещения, холодильника и в дополнение, например, телевизора, потребляемый ток может достигнуть 25 А.

Выбрать сечение провода можно не только по силе тока но и по величине потребляемой мощности. Для этого нужно составить перечень всех планируемых для подключения к данному участку электропроводки электроприборов, определить, какую мощность потребляет каждый из них по отдельности. Далее сложить полученные данные и воспользоваться нижеприведенной таблицей.

Если имеется несколько электроприборов и для некоторых известен ток потребления, а для других мощность, то нужно определить из таблиц сечение провода для каждого из них, а затем полученные результаты сложить.

Выбор сечения медного провода по мощности для с бортовой сети автомобиля 12 В

Если при подключении к бортовой сети автомобиля дополнительного оборудования известна только его мощность потребления, то определить сечение дополнительной электропроводки можно с помощью ниже приведенной таблицы.

Выбор сечения провода для подключения электроприборовк трехфазной сети 380 В

При работе электроприборов, например, электродвигателя, подключенных к трехфазной сети, потребляемый ток протекает уже не по двум проводам, а по трем и, следовательно, величина протекающего тока в каждом отдельном проводе несколько меньше. Это позволяет использовать для подключения электроприборов к трехфазной сети провод меньшего сечения.

Для подключения электроприборов к трехфазной сети напряжением 380 В, например электродвигателя, сечение провода для каждой фазы берется в 1,75 раза меньше, чем для подключения к однофазной сети 220 В.

Внимание, при выборе сечения провода для подключения электродвигателя по мощности следует учесть, что на шильдике электродвигателя указывается максимальная механическая мощность, которую двигатель может создать на валу, а не потребляемая электрическая мощность. Потребляемая электрическая мощность электродвигателем с, учетом КПД и сos φ приблизительно в два раза больше, чем создаваемая на валу, что необходимо учитывать при выборе сечения провода исходя из мощности двигателя, указанной в табличке.

Например, нужно подключить электродвигатель потребляющий мощность от сети 2,0 кВт. Суммарный ток потребления электродвигателем такой мощности по трем фазам составляет 5,2 А.

По таблице получается, что нужен провод сечением 1,0 мм2, с учетом вышеизложенного 1,0 / 1,75 = 0,5 мм2.

Следовательно, для подключения электродвигателя мощностью 2,0 кВт к трехфазной сети 380 В понадобится медный трехжильный кабель с сечением каждой жилы 0,5 мм2.

Гораздо проще выбрать сечение провода для подключения трехфазного двигателя, исходя из величины тока его потребления, который всегда указывается на шильдике.

Например, в шильдике приведенном на фотографии, ток потребления двигателя мощностью 0,25 кВт по каждой фазе при напряжении питания 220 В (обмотки двигателя подключены по схеме «треугольник») составляет 1,2 А, а при напряжении 380 В (обмотки двигателя подключены по схеме «звезда») всего 0,7 А.

Взяв силу тока, указанную на шильдике, по таблице для выбора сечения провода для квартирной электропроводки выбираем провод сечением 0,35 мм2 при подключении обмоток электродвигателя по схеме «треугольник» или 0,15 мм2 при подключении по схеме «звезда».

О выборе марки кабеля для домашней электропроводки

Делать квартирную электропроводку из алюминиевых проводов на первый взгляд кажется дешевле, но эксплуатационные расходы из-за низкой надежности контактов со временем многократно превысят затраты на электропроводку из меди.

Рекомендую делать проводку исключительно из медных проводов! Алюминиевые провода незаменимы при прокладке воздушной электропроводки, так как они легкие и дешевые и при правильном соединении служат надежно продолжительное время.

А какой провод лучше использовать при монтаже электропроводки, одножильный или многожильный? С точки зрения способности проводить ток на единицу сечения и монтажа, одножильный лучше. Так что для домашней электропроводки нужно использовать только одножильный провод.

Многожильный допускает многократные изгибы, и чем тоньше в нем проводники, тем он более гибкий и долговечнее.

Поэтому многожильный провод применяют для подключения к электросети нестационарных электроприборов, таких как электрофен, электробритва, электроутюг и все остальных.

После принятия решения по сечению провода встает вопрос о марке кабеля для электропроводки. Тут выбор не велик и представлен всего несколькими марками кабелей: ПУНП, ВВГнг и NYM.

Кабель ПУНП с 1990 года, в соответствии с решением Главгосэнергонадзора «О запрете применения проводов типа АПВН, ППБН, ПЕН, ПУНП и др., выпускаемых по ТУ 16-505. 610-74 вместо проводов АПВ, АППВ, ПВ и ППВ по ГОСТ 6323-79*» к применению запрещен.

Кабель ВВГ и ВВГнг – медные провода в двойной поливинилхлоридной изоляции, плоской формы. Предназначен для работы при температуре окружающей среды от −50°С до +50°С, для выполнения проводки внутри зданий, на открытом воздухе, в земле при прокладке в тубах.

Срок службы до 30 лет. Буквы «нг» в обозначении марки говорят о негорючести изоляции провода. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 35,0 мм2. Если в обозначении кабеля перед ВВГ стоит буква А (АВВГ), то жилы в проводе алюминиевые.

Кабель NYM (его российский аналог – кабель ВВГ), с медными жилами, круглой формы, с негорючей изоляцией, соответствует немецкому стандарту VDE 0250. Технические характеристики и область применения, практически одинаковые с кабелем ВВГ. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 4,0 мм2.

Как видите, выбор для прокладки электропроводки не велик и определяется в зависимости от того, какой формы кабель более подходит для монтажа, круглой или плоской.

Кабель круглой формы удобнее прокладывается через стены, особенно если делается ввод с улицы в помещение. Понадобится просверлить отверстие чуть больше диаметра кабеля, а при большей толщине стены это становится актуальным.

Для внутренней проводки удобнее применять плоский кабель ВВГ.

При прокладке квартирной электропроводки, как правило, возникает вопрос и о выборе автоматического выключателя, или, как его часто называют, автомата. Этот вопрос и о выборе счетчика, УЗО, дифференциального автомата подробно освещен в статье сайта «Об электрическом счетчике, УЗО и автоматах защиты».

Параллельное соединение проводов электропроводки

Бывают безвыходные ситуации, когда срочно нужно проложить проводку, а провода требуемого сечения в наличии нет. В таком случае, если есть провод меньшего, чем необходимо, сечения, то можно проводку сделать из двух и более проводов, соединив их параллельно. Главное, чтобы сумма сечений каждого из них была не меньше расчетной.

Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5 мм2, а нужен по расчетам 10 мм2. Соединяете их все параллельно, и проводка будет выдерживать ток до 50 ампер. Да Вы и сами многократно видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов.

Например, для сварки используется ток до 150 А и для того, чтобы сварщик мог управлять электродом, нужен гибкий провод. Его и делают из сотен параллельно соединенных тонких медных проволочек. В автомобиле аккумулятор к бортовой сети тоже подключают с помощью такого же гибкого многожильного провода, так как во время пуска двигателя стартер потребляет от аккумулятора ток до 100 А.

А при установке и снятии аккумулятора необходимо провода отводить в сторону, то есть провод должен быть достаточно гибким.

Способ увеличения сечения электропровода путем параллельного соединения нескольких проводов разного диаметра можно использовать только в крайнем случае. При прокладке домашней электропроводки допустимо соединять параллельно только провода одинакового сечения, взятые из одной бухты.

Онлайн калькуляторы для вычисления сечения и диаметра провода

С помощью онлайн калькулятора, представленного ниже можно решить обратную задачу – определить по сечению диаметр проводника.

Как вычислить сечение многожильного провода

Многожильный провод, или как его называют еще многопроволочный или гибкий, представляет собой свитые вместе одножильные проволочки. Для вычисления сечения многожильного провода нужно сначала вычислить сечение одной проволочки, а затем полученный результат умножить на их число.

Рассмотрим пример. Есть многожильный гибкий провод, в котором 15 жил диаметром 0,5 мм. Сечение одной жилы равно 0,5 мм×0,5 мм×0,785 = 0,19625 мм2, после округления получим 0,2 мм2. Так как у нас в проводе 15 проволочек , то для определения сечения кабеля нужно перемножить эти числа. 0,2 мм2×15=3 мм2. Осталось по таблице определить, что такой многожильный провод выдержит ток 20 А.

Можно оценить нагрузочную способность многожильного провода без замера диаметра отдельного проводника, измеряв общий диаметр всех свитых проволочек.

Но так как проволочки круглые, то между ними находятся воздушные зазоры. Для исключения площади зазоров нужно полученный по формуле результат сечения провода умножить на коэффициент 0,91.

При замере диаметра надо проследить, чтобы многожильный провод не сплющился.

Рассмотрим на примере. В результате измерений многожильный провод имеет диаметр 2,0 мм. Рассчитаем его сечение: 2,0 мм×2,0 мм×0,785×0,91 = 2,9 мм2. По таблице (смотри ниже) определяем, что данный многожильный провод выдержит ток величиной до 20 А.

Рассчитать сечение многожильного провода удобно с помощью онлайн калькулятора, достаточно ввести диаметр одной проволочки и количество жил в многожильном проводе.

Расчёт сечения провода по мощности и току

Вы планируете заняться модернизацией электросети 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.

Расчет сечения по мощности потребителей

Основное назначение проводников – доставка электрической энергии к потребителям в необходимом количестве. Поскольку в обычных условиях эксплуатации сверхпроводники не доступны, приходится принимать в расчет сопротивление материала проводника.

Расчет необходимого сечения проводников и кабелей в зависимости от общей мощности потребителей основан на продолжительном опыте эксплуатации.

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.

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.

  1. Для нахождения полной мощности применяют формулу:
  2. P = Q / cosφ,
  3. Где Q – реактивная мощность в ВАрах.
  4. Обычно в паспортных данных на устройство указана реактивная мощность и cosφ.
  5. Пример: в паспорте на перфоратор указана реактивная мощность 1200 ВАр и cosφ = 0,7. Следовательно, общая потребляемая мощность будет равна:
  6. P = 1200/0,7 = 1714 Вт
  7. Если cosφ найти не удалось, для подавляющего большинства электроприборов бытового назначения cosφ можно принять равным 0,7.

Этап #2 — поиск коэффициентов одновременности и запаса

K – безразмерный коэффициент одновременности, показывает сколько потребителей одновременно может быть включено в сеть. Редко случается, чтобы все устройства одновременно потребляли электроэнергию.

Маловероятна одновременная работа телевизора и музыкального центра. Из устоявшейся практики K можно принять равным 0,8. Если Вы планируете использовать все потребители одновременно, K следует принять равным 1.

J – безразмерный коэффициент запаса. Характеризует создание запаса по мощности для будущих потребителей.

Прогресс не стоит на месте, с каждым годом изобретаются все новые удивительные и полезные электрические приборы. Ожидается, что к 2050 году рост потребления электроэнергии составит 84%. Обычно J принимается равным от 1,5 до 2,0.

Этап #3 — выполнение расчета геометрическим методом

Во всех электротехнических расчетах принимается площадь поперечного сечения проводника – сечение жилы. Измеряется в мм2.

  • Часто бывает необходимо узнать, как грамотно рассчитать сечение провода по диаметру проволоки проводника.
  • В этом случае есть простая геометрическая формула для монолитного провода круглого сечения:
  • S = π*R2 = π*D2/4, или наоборот
  • D = √(4*S / π)
  • Для проводников прямоугольного сечения:
  • S = h * m
  • Где:
  • S – площадь жилы в мм2;
  • R – радиус жилы в мм;
  • D – диаметр жилы в мм;
  • h, m – ширина и высота соответственно в мм;
  • π – число пи, равное 3,14.
  1. Если Вы приобретаете многожильный провод, у которого один проводник состоит из множества свитых проволочек круглого сечения, то расчет ведут по формуле:
  2. S = N*D2/1,27,
  3. 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.

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.

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;
  •  — 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.
  1. Далее суммируем все потребляемые токи по формуле:
  2. I = (I1+I2+…IN)*K*J,
  3. 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.

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.
  • 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 деревянном доме особое внимание уделяют его огнестойкости.

Этап #3 — расчет сечения проводника по току на примере

Задача: рассчитать необходимое сечение 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

  1. Решение.
  2. Шаг # 1. Рассчитываем линейное напряжение трехфазного подключения:
  3. Uл = 220 * √3 = 380 В
  4. Шаг # 2.  Бытовая техника, станок и сварочный аппарат имеют реактивную мощность, поэтому мощность техники и оборудования составит:
  5. Pтех = 25000 / 0,7 = 35700 Вт
  6. Pобор = 10000 / 0,7 = 14300 Вт
  7. Шаг # 3. Ток, необходимый для подключения бытовой техники:
  8. Iтех = 35700 / 220 = 162 А
  9. Шаг # 4. Ток, необходимый для подключения оборудования:
  10. 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.

Как рассчитать площадь поперечного сечения

Обновлено 7 февраля 2020 г.

Кевин Бек

Проверено: Lana Bandoim, B.S.

Вы можете столкнуться с ситуациями, когда у вас есть трехмерное твердое тело, и вам нужно определить площадь воображаемой плоскости, вставленной через фигуру и имеющей границы, определяемые границами твердого тела.

Например, если под вашим домом проходит цилиндрическая труба длиной 20 метров (м) и 0.15 м в диаметре, вы можете узнать площадь поперечного сечения трубы.

Поперечные сечения могут быть перпендикулярны ориентации осей твердого тела, если таковые существуют. В случае сферы любая плоскость, пересекающая сферу, независимо от ориентации, приведет к получению диска определенного размера.

Площадь поперечного сечения зависит от формы твердого тела, определяющего границы поперечного сечения, и угла между осью симметрии твердого тела (если есть) и плоскостью, которая создает поперечное сечение.

Площадь поперечного сечения прямоугольного твердого тела

Объем любого прямоугольного твердого тела, включая куб, равен площади его основания (длина, умноженная на ширину), умноженной на его высоту: V = l × w × h.

Следовательно, если поперечное сечение параллельно верху или низу твердого тела, площадь поперечного сечения равна l × w. Если плоскость сечения параллельна одной из двух сторон, площадь поперечного сечения задается как l × h или w × h.

Если поперечное сечение не перпендикулярно какой-либо оси симметрии, создаваемая форма может быть треугольником (если поместить его в угол твердого тела) или даже шестиугольником.

Пример: Вычислить площадь поперечного сечения плоскости, перпендикулярной основанию куба объемом 27 м. 3 .

  • Так как l = w = h для куба, любое одно ребро куба должно быть 3 м в длину (поскольку 3

    × 3

    × 3 = 27). Таким образом, поперечное сечение описанного типа представляет собой квадрат со стороной 3 м, что дает площадь 9 м 2 .

Площадь поперечного сечения цилиндра

Цилиндр — это твердое тело, образованное протяжением круга через пространство, перпендикулярное его диаметру.Площадь круга определяется формулой πr 2 , где r — радиус. Следовательно, имеет смысл, что объем цилиндра будет площадью одной из окружностей, образующих его основание.

Если поперечное сечение параллельно оси симметрии, то площадь поперечного сечения представляет собой просто окружность площадью πr 2 . Если секущая плоскость вставлена ​​под другим углом, образуется эллипс. Для определения площади используется соответствующая формула: πab (где a — самое большое расстояние от центра эллипса до края, а b — самое короткое).

Пример: Какова площадь поперечного сечения трубы под вашим домом, описанной во введении?

Площадь поперечного сечения сферы

Любая теоретическая плоскость, проведенная через сферу, приведет к образованию круга (подумайте об этом на несколько минут). Если вам известен диаметр или длина окружности, образующей поперечное сечение, вы можете использовать соотношения C = 2πr и A = πr 2 для получения решения.

Пример : Плоскость грубо проталкивается через Землю очень близко к Северному полюсу, удаляя часть планеты в 10 м вокруг. Какова площадь поперечного сечения этого холодного кусочка Земли?

  • Поскольку C = 2πr = 10 м, r = 10 / 2π = 1,59 м; A = πr 2 = π (1,59) 2 = 7,96 м 2 .

Расчет диаметра провода и площади поперечного сечения

В этом блоге мы рассмотрим концепцию сопротивления, удельного сопротивления и шаги для расчета минимальной площади поперечного сечения и диаметра любого желаемого проводника.

Что такое сопротивление?

Свойство устройства или цепи, которое препятствует прохождению тока через нее.Сопротивление измеряется в Ом (Ом). Прочность любого материала с равномерной площадью поперечного сечения определяется следующими четырьмя факторами:

  1. Вид материала
  2. Длина
  3. Площадь поперечного сечения
  4. Температура

Что такое удельное сопротивление?

Удельное сопротивление — это мера того, насколько данный размер определенного материала сопротивляется току. Хотя материалы сопротивляются прохождению электрического тока, некоторые из них проводят его лучше, чем другие.Удельное сопротивление используется для сравнения характеристик внутреннего сопротивления различных материалов. Материалы, которые легко проводят ток, называются проводниками. Проводники имеют низкое удельное сопротивление. В то время как материалы, которые плохо проводят ток, называются изоляторами. Изоляторы обладают высоким сопротивлением. Удельное сопротивление материала играет важную роль при выборе материалов, используемых для электрического провода.

Теперь, когда мы ясно понимаем концепции сопротивления и удельного сопротивления, давайте рассмотрим общую взаимосвязь между сопротивлением основного проводника, которая предполагает, что сопротивление данного проводника равно удельному сопротивлению материала, умноженному на отношение его длины к площади поперечного сечения. .Это может помочь нам рассчитать минимальную площадь поперечного сечения и диаметр любого желаемого проводника.

Давайте рассмотрим пример, чтобы понять, как вычислить минимальную площадь поперечного сечения и диаметр любого желаемого проводника.

Пример: Каковы минимальные площадь поперечного сечения и диаметр жилы для медного провода длиной 750 метров с максимальным сопротивлением 0,2 Ом?

Минимальная площадь поперечного сечения:

Чтобы решить эту проблему, мы будем использовать общее соотношение для расчета сопротивления проводника по следующей формуле:

Сопротивление = Удельное сопротивление * (Длина / Площадь)

R =

R = Сопротивление материала, Ом

Ρ = Удельное сопротивление материала, Ом на метр

L = Длина проводника, в метрах

A = Площадь поперечного сечения, в квадратных метрах

Чтобы использовать это общее соотношение для решения нашей примерной проблемы, нам требуется удельное сопротивление или удельное сопротивление меди.Обратите внимание, что мы получаем удельное сопротивление материалов проводников из таблицы удельных сопротивлений проводников, и теперь мы знаем, что удельное сопротивление меди составляет 1,72 x 10e-8 Ом на метр.

При вычислении сопротивления проводника не забудьте выразить сопротивление в омах, удельное сопротивление материала в омах на метр, длину проводника в метрах и площадь поперечного сечения в квадратных метрах, чтобы это соотношение было действительным. Затем мы можем перейти к вычислению площади поперечного сечения провода, подставив известные величины в примере.

A = Ур. (1)

Диаметр жилы:

Площадь круга можно представить с помощью формулы ниже. Чтобы найти диаметр, нам придется изменить формулу.

А =

4 * А =

=

г =

Теперь мы можем заменить наше полученное значение площади поперечного сечения из уравнения. (1) в это соотношение и вычислим диаметр медного провода, чтобы получить диаметр 0.2 и диаметром не менее 9,062 мм.

Размер проводника

| Физика проводников и изоляторов

Это должно быть здравым смыслом, что жидкость течет по трубам большого диаметра легче, чем по трубам малого диаметра (если вам нужна практическая иллюстрация, попробуйте пить жидкость через соломинку разного диаметра). Тот же общий принцип действует для потока электронов через проводники: чем шире площадь поперечного сечения (толщина) проводника, тем больше места для движения электронов и, следовательно, тем легче возникает поток (меньшее сопротивление). .

Два основных вида электрического провода: одножильный и многожильный

Электрический провод обычно имеет круглое поперечное сечение (хотя есть некоторые уникальные исключения из этого правила) и бывает двух основных разновидностей: одножильный и многожильный . Сплошной медный провод — это так, как звучит: одна сплошная медная жила по всей длине провода. Многожильный провод состоит из более мелких жил сплошного медного провода, скрученных вместе, чтобы образовать один провод большего размера.Самым большим преимуществом многожильного провода является его механическая гибкость, способность выдерживать многократные изгибы и скручивания намного лучше, чем сплошная медь (которая со временем склонна к усталости и ломается).

Размер провода можно измерить несколькими способами. Мы могли бы говорить о диаметре провода, но поскольку на самом деле наибольшее значение для потока электронов имеет поперечное сечение , площадь , нам лучше определять размер провода в терминах площади.

Изображение сечения провода, показанное выше, конечно, не в масштабе.Диаметр показан как 0,1019 дюйма. Рассчитывая площадь поперечного сечения по формуле Area = πr 2 , получаем площадь 0,008155 квадратных дюймов:

Это довольно маленькие числа для работы, поэтому размеры проводов часто выражаются в тысячных долях дюйма, или мил . Для проиллюстрированного примера мы бы сказали, что диаметр проволоки составляет 101,9 мил (0,1019 дюйма на 1000). Мы также могли бы, если бы захотели, выразить площадь провода в квадратных милях, вычислив это значение по той же формуле круга и площади: Площадь = πr 2 :

Расчет круговой миловой площади провода

Однако электрики и другие лица, часто озабоченные размером провода, используют другую единицу измерения площади, специально разработанную для круглого сечения провода. Эта специальная единица называется круговой мил (иногда сокращенно см ). Единственная цель наличия этой специальной единицы измерения состоит в том, чтобы исключить необходимость использования коэффициента π (3,1415927 …) в формуле для вычисления площади, а также необходимости рассчитать радиус провода , когда вам дан диаметр . Формула для расчета площади в миле круглого провода очень проста:

Поскольку это единица измерения площади , математическая степень 2 все еще действует (удвоение ширины круга всегда увеличивает его площадь в четыре раза, независимо от того, какие единицы используются, или если ширина этого круга выражается через радиус или диаметр).Чтобы проиллюстрировать разницу между измерениями в квадратных милях и измерениями в круглых милах, я сравню круг с квадратом, показывая площадь каждой формы в обеих единицах измерения:

А для провода другого размера:

Очевидно, круг заданного диаметра имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем квадрат ширины и высоты, равный диаметру круга: обе единицы измерения площади отражают это. Однако должно быть ясно, что единица «квадратный мил» действительно предназначена для удобного определения площади квадрата, в то время как «круговой мил» предназначена для удобного определения площади круга: соответствующую формулу для каждого проще работать с.Следует понимать, что обе единицы действительны для измерения площади формы, независимо от ее формы. Преобразование между круглыми милами и квадратными милами представляет собой простое соотношение: на каждые 4 круглых мила приходится π (3,1415927 …) квадратных милов.

Измерение площади поперечного сечения провода с помощью калибра

Еще одним средством измерения площади поперечного сечения провода является калибр калибра . Шкала датчика основана на целых числах, а не на дробных или десятичных дюймах. Чем больше номер калибра, тем тоньше провод; чем меньше номер калибра, тем толще проволока.Для тех, кто знаком с ружьем, эта обратно пропорциональная шкала измерения должна показаться знакомой.

Таблица в конце этого раздела приравнивает калибр к диаметру в дюймах, круглые милы и квадратные дюймы для сплошной проволоки. Провода большего диаметра достигают конца общей шкалы (которая, естественно, достигает значения 1) и представлены серией нулей. «3/0» — это еще один способ представления «000», который произносится как «тройной дол». Опять же, тем, кто знаком с ружьями, следует признать терминологию, как бы странно это ни звучало.Что еще больше запутывает ситуацию, в мире существует более одного «стандарта» калибра. Для определения размеров электрических проводов предпочтительной системой измерения является калибр American Wire Gauge (AWG), также известный как калибр Brown и Sharpe (B&S). В Канаде и Великобритании британский стандартный калибр проводов (SWG) является официальной системой измерения электрических проводников. В мире существуют и другие системы калибровки проволоки для классификации диаметра проволоки, такие как калибр для стальной проволоки Stubs и калибр для стальной музыкальной проволоки (MWG), но эти системы измерения применимы к неэлектрическим проводам.

Система измерения American Wire Gauge (AWG), несмотря на ее странности, была разработана с целью: на каждые три шага на шкале калибра площадь провода (и вес на единицу длины) примерно удваивается. Это удобное правило, которое следует помнить при приблизительной оценке размера проволоки!

Для очень проволоки большого диаметра (толще 4/0) обычно отказываются от системы калибровки проволоки для измерения площади поперечного сечения в тысячах круговых милов (MCM), заимствуя старую римскую цифру «M» для обозначения кратного от «тысячи» перед «CM» для «круговых мил.В следующей таблице размеров проводов не указаны размеры, превышающие калибр 4/0, потому что сплошной медный провод становится непрактичным для обращения с такими размерами. Вместо этого отдается предпочтение многопроволочной конструкции.

Таблица проводов для сплошных круглых медных проводников
Размер Диаметр Площадь поперечного сечения Вес
AWG дюймов cir. мил кв. Дюймов фунтов / 1000 футов
4/0 0.4600 211 600 0,1662 640,5
3/0 0,4096 167 800 0,1318 507,9
2/0 0,3648 133,100 0,1045 402,8
1/0 0,3249 105 500 0,08289 319,5
1 0,2893 83 690 0.06573 253,5
2 0,2576 66 370 0,05213 200,9
3 0,2294 52 630 0,04134 159,3
4 0,2043 41740 0,03278 126,4
5 0,1819 33 100 0,02600 100,2
6 0. 1620 26 250 0,02062 79,46
7 0,1443 20 820 0,01635 63,02
8 0,1285 16 510 0,01297 49,97
9 0,1144 13 090 0,01028 39,63
10 0,1019 10,380 0,008155 31.43
11 0,09074 8 234 0,006467 24,92
12 0,08081 6 530 0,005129 19,77
13 0,07196 5 178 0,004067 15,68
14 0,06408 4,107 0,003225 12,43
15 0.05707 3 257 0,002558 9,858
16 0,05082 2,583 0,002028 7,818
17 0,04526 2,048 0,001609 6. 200
18 0,04030 1,624 0,001276 4,917
19 0,03589 1,288 0.001012 3,899
20 0,03196 1 022 0,0008023 3,092
21 0,02846 810,1 0,0006363 2.452
22 0,02535 642,5 0,0005046 1,945
23 0,02257 509,5 0,0004001 1,542
24 0.02010 404,0 0,0003173 1,233
25 0,01790 320,4 0,0002517 0,9699
26 0,01594 254,1 0,0001996 0,7692
27 0,01420 201,5 0,0001583 0,6100
28 0,01264 159,8 0. 0001255 0,4837
29 0,01126 126,7 0,00009954 0,3836
30 0,01003 100,5 0,00007894 0,3042
31 0,008928 79,70 0,00006260 0,2413
32 0,007950 63,21 0,00004964 0.1913
33 0,007080 50,13 0,00003937 0,1517
34 0,006305 39,75 0,00003122 0,1203
35 0,005615 31,52 0,00002476 0,09542
36 0,005000 25,00 0,00001963 0,07567
37 0.004453 19,83 0,00001557 0,06001
38 0,003965 15,72 0,00001235 0,04759
39 0,003531 12,47 0,000009793 0,03774
40 0,003145 9,888 0,000007766 0,02993
41 0,002800 7. 842 0,000006159 0,02374
42 0,002494 6,219 0,000004884 0,01882
43 0,002221 4,932 0,000003873 0,01493

Для некоторых приложений с сильным током требуются провода сечением, превышающим практический предел размера круглого провода. В этих случаях в качестве проводников используются толстые шины из цельного металла, называемые шинами .Шины обычно изготавливаются из меди или алюминия и чаще всего неизолированы. Они физически поддерживаются вдали от каркаса или конструкции, удерживающей их, с помощью опор изолятора. Хотя квадратное или прямоугольное поперечное сечение очень распространено для формы шины, используются также и другие формы. Площадь поперечного сечения шин обычно измеряется в круглых милах (даже для квадратных и прямоугольных шин!), Скорее всего, для удобства возможности напрямую приравнять размер шины к круглому проводу.

ОБЗОР:

  • Ток протекает по проводам большого диаметра легче, чем по проводам малого диаметра, из-за большей площади поперечного сечения, по которой они могут двигаться.
  • Вместо того, чтобы измерять небольшие размеры проволоки в дюймах, часто используется единица измерения «мил» (1/1000 дюйма).
  • Площадь поперечного сечения провода может быть выражена в квадратных единицах (квадратные дюймы или квадратные милы), круговые милы или «калибровочная» шкала.
  • При вычислении площади квадратной единицы для круглого провода используется формула площади круга:
  • A = πr 2 (квадратные единицы)
  • Расчет площади круглой проволоки в миле для круглой проволоки намного проще из-за того, что единица измерения «круговой мил» была выбрана именно для этой цели: чтобы исключить факторы «пи» и d / 2 (радиус) в формула.
  • A = d 2 (круглые)
  • На каждые 4 круговых мил приходится π (3,1416) квадратных милов.
  • Система калибровки проводов калибра основана на целых числах, большие числа представляют провода меньшей площади и наоборот. Провода толще 1 калибра обозначаются нулями: 0, 00, 000 и 0000 (произносятся «одинарная», «двойная», «тройная» и «четверная».
  • Очень большие сечения проводов измеряются в тысячах круглых милов (MCM), что типично для шин и проводов сечением выше 4/0.
  • Шины — это сплошные шины из меди или алюминия, используемые в конструкции сильноточных цепей. Соединения, выполняемые с шинами, обычно являются сварными или болтовыми, а шины часто голые (неизолированные), поддерживаемые вдали от металлических каркасов с помощью изоляционных стоек.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ :

Иллюстративная математика

Задача

Хуан хочет знать площадь поперечного сечения круглой трубы. Он измеряет найденный диаметр с точностью до миллиметра и составляет 5 сантиметров.2 $, где $ A $ — площадь круга, а $ r $ — его радиус. Он использует 3,14 для $ \ pi $. Какое значение получает Хуан за площадь круга?

  • В процентах, насколько велика возможная ошибка измерения Хуана для площадь круга?
  • IM Комментарий

    Цель этого задания — познакомить учащихся с использованием формулы для площадь круга с учетом ошибки измерения и адресов 7.G.4 и 7.RP.3.

    Учащимся может показаться запутанным, если их попросят определить площадь поперечного сечения трубы, поскольку, глядя на поперечное сечение, оно «пусто» посередине.Эта путаница может возникнуть даже, если мы просто попросим студентов найти площадь круга, нарисованного на евклидовой плоскости. Учащиеся часто не понимают, какие части фигуры являются частью самого круга (т. Е. Кривая, которая представляет собой набор точек, равноудаленных от центра), а какие только определяются кругом (т. Е. Область внутри него). . Одна из причин, по которой это может сбивать учеников с толку, заключается в том, что мы просим их «найти длину окружности и площадь круга», хотя на самом деле мы имеем в виду: «Найдите длину окружности круга и площадь области, которую он охватывает. «В Common Core учащиеся начинают изучать площадь и периметр в 3-м классе, и тогда им следует бороться с этим различием; см. Http://www.illustrativemat Mathematics.org/illustrations/1514. Даже в этом случае учащимся может потребоваться некоторая поддержка, чтобы понять что имеется в виду под нахождением площади поперечного сечения полой трубы.

    Было бы хорошо, если бы учащиеся самостоятельно измерили круговой объект перед выполнением этой задачи (в идеале — поперечное сечение трубы, хотя контекст задачи может быть изменен, чтобы соответствовать любым круглым объектам, которые учащиеся измеряют).После того, как они произведут собственные измерения и расчеты, они могут поделиться результатами и проанализировать возможные источники ошибок.

    Когда учащиеся выполнили задание и уверены в своем решении, учитель должен подчеркнуть тот факт, что возможные ошибки в измерениях обычно усугубляются при умножении величин. Это можно контрастировать с тем, что происходит при добавлении количеств: если бы Хуан провел два линейных измерения, каждое с точностью до одного процента, то их сумма также была бы с точностью до одного процента.

    Еще больше неточности в этом вычислении усугубляет тот факт, что 3,14 — это лишь приблизительное значение для $ \ pi $. Однако это другой тип ошибки, потому что при желании можно использовать больше десятичных знаков $ \ pi $. В части (d) проблемы Стоимость Хуана в 19,625 долларов за квадратный сантиметр — это не половина значения $ 19,244 $ квадратных сантиметров и 20,030 $ квадратных сантиметров: это ближе к 19,244 доллара за квадратный сантиметр. Использование более точного значения для $ \ pi $ дает значение около 19 долларов.635 $ квадратных сантиметров, что ближе к середине значения 19,244 доллара за квадратный сантиметр и 20,030 доллара за квадратный сантиметр.

    Калькулятор размеров калибра проводов и сопротивления

    Вычислите диаметр, площадь поперечного сечения и сопротивление провода с учетом его калибра или найдите калибр провода с учетом диаметра.

    Калькулятор калибра провода

    Формулы калибра проволоки

    Калибр проволоки — это стандартная единица измерения диаметра проволоки, а американский калибр проволоки, или AWG, является стандартом, используемым в Северной Америке. Диаметр и площадь поперечного сечения провода можно определить с помощью калибра провода и нескольких простых формул.

    Диаметр проволоки

    Формула для определения диаметра проволоки в дюймах:

    диаметр (дюйм) = 0,005 × 92 (36 — AWG) ÷ 39

    Формула для определения диаметра проволоки в миллиметрах:

    диаметр (мм) = .127 × 92 (36 — AWG) ÷ 39

    Шаги для определения диаметра

    Сначала — найдите показатель степени в уравнении, вычтя калибр проволоки из 36, а затем разделив на 39.

    Нахождение экспоненты для проволоки калибра 00, 000 и 0000 немного отличается. Замените -1, -2 и -3 для манометра в приведенной выше формуле вместо значения AWG.

    Второй — найти 92 в степени, рассчитанной на предыдущем шаге.

    Третий — умножьте значение из второго шага либо на 0,005 дюйма, либо на 0,127 мм, чтобы найти диаметр провода в дюймах или миллиметрах соответственно.

    Площадь поперечного сечения провода

    Формула для определения площади поперечного сечения провода в килокруглых милах или килограммах:

    площадь (тыс. мил) = 1000 × диаметр 2

    Формула для определения площади поперечного сечения провода в квадратных миллиметрах:

    площадь (мм 2 ) = (π ÷ 4) × диаметр 2

    Шаги для определения площади поперечного сечения

    Сначала — найдите диаметр проволоки.Используйте приведенную выше формулу для вычисления ширины, если известно AWG.

    Секунда — умножьте диаметр на 1000, чтобы найти площадь в километрах, или на (3,1415 ÷ 4), чтобы рассчитать квадратные миллиметры.

    Таблица диаметров, площади и сопротивления проволоки

    Значения диаметра, площади поперечного сечения и сопротивления для различных американских калибров провода (AWG).
    AWG Диаметр Площадь поперечного сечения Сопротивление
    (дюймы) (мм) (килограмм) (мм 2 ) Ом на 1000 футов Ом на 1000м
    0000 (4/0) 0. 46 11,684 211,6 107,22 0,049 0,1608
    000 (3/0) 0,4096 10,405 167,81 85,029 0,0618 0,2028
    00 (2/0) 0,3648 9,266 133,08 67,431 0,0779 0,2557
    0 (1/0) 0,3249 8.251 105,53 53,475 0,0983 0,3224
    1 0,2893 7,348 83,693 42,408 0,1239 0,4066
    2 0,2576 6.544 66.371 33,631 0,1563 0,5127
    3 0,2294 5,827 52,635 26.67 0,197 0,6464
    4 0,2043 5,189 41,741 21,151 0,2485 0,8152
    5 0,1819 4,621 33. 102 16,773 0,3133 1,028
    6 0,162 4,115 26,251 13.302 0,3951 1.296
    7 0,1443 3,665 20,818 10,549 0,4982 1,634
    8 0,1285 3,264 16,51 8,366 0,6282 2,061
    9 0,1144 2,906 13.093 6,634 0,7921 2,599
    10 0.1019 2,588 10,383 5,261 0,9988 3,277
    11 0,0907 2.305 8,234 4,172 1,26 4,132
    12 0,0808 2,053 6,53 3,309 1,588 5,211
    13 0,072 1,828 5,178 2. 624 2,003 6,571
    14 0,0641 1,628 4,107 2,081 2,525 8,285
    15 0,0571 1,45 3,257 1,65 3,184 10,448
    16 0,0508 1,291 2,583 1,309 4,015 13,174
    17 0.0453 1,15 2,048 1,038 5,063 16,612
    18 0,0403 1.024 1,624 0,823 6,385 20,948
    19 0,0359 0,9116 1,288 0,6527 8,051 26,415
    20 0,032 0,8118 1.022 0,5176 10,152 33,308
    21 0,0285 0,7229 0,8101 0,4105 12,802 42. 001
    22 0,0253 0,6438 0,6424 0,3255 16,143 52,962
    23 0,0226 0,5733 0,5095 0,2582 20.356 66,784
    24 0,0201 0,5106 0,404 0,2047 25,668 84,213
    25 0,0179 0,4547 0,3204 0,1624 32,367 106,19
    26 0,0159 0,4049 0,2541 0,128 40,814 133,9
    27 0.0142 0,3606 0.2015 0,1021 51,466 168,85
    28 0,0126 0,3211 0,1598 0,081 64,897 212,92
    29 0,0113 0,2859 0,1267 0,0642 81,833 268,48
    30 0,01 0,2546 0. 1005 0,0509 103,19 338,55
    31 0,008928 0,2268 0,0797 0,0404 130,12 426,9
    32 0,00795 0,2019 0,0632 0,032 164,08 538,32
    33 0,00708 0,1798 0,0501 0,0254 206.9 678,8
    34 0,006305 0,1601 0,0398 0,0201 260,9 855,96
    35 0,005615 0,1426 0,0315 0,016 328,98 1 079,3 90 296
    36 0,005 0,127 0,025 0,0127 414,84 1,361
    37 0.004453 0,1131 0,0198 0,01 523,1 1716,2
    38 0,003965 0,1007 0,0157 0,007967 659,62 2 164,1
    39 0,003531 0,0897 0,0125 0,006318 831,77 2 728,9
    40 0,003145 0. 0799 0,009888 0,00501 1048,8 3 441,1

    Также ознакомьтесь с нашим калькулятором стоимости электроэнергии и калькулятором стоимости освещения, прежде чем планировать свой следующий электрический проект.

    Сопротивление и удельное сопротивление | Физика

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Объясните понятие удельного сопротивления.
    • Используйте удельное сопротивление для расчета сопротивления материалов указанной конфигурации.
    • Используйте термический коэффициент удельного сопротивления для расчета изменения сопротивления в зависимости от температуры.

    Зависимость сопротивления от материала и формы

    Сопротивление объекта зависит от его формы и материала, из которого он сделан. Цилиндрический резистор на Рисунке 1 легко проанализировать, и таким образом мы сможем понять сопротивление более сложных форм. Как и следовало ожидать, электрическое сопротивление цилиндра R прямо пропорционально его длине L , подобно сопротивлению трубы потоку жидкости.Чем длиннее цилиндр, тем больше зарядов столкнется с его атомами. Чем больше диаметр цилиндра, тем больше тока он может пропускать (опять же, как поток жидкости по трубе). Фактически, R обратно пропорционален площади поперечного сечения цилиндра A .

    Рис. 1. Однородный цилиндр длиной L и площадью поперечного сечения A. Его сопротивление потоку тока аналогично сопротивлению, которое труба оказывает потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше его сопротивление.Чем больше площадь его поперечного сечения A, тем меньше его сопротивление.

    Сопротивление данной формы зависит от материала, из которого изготовлен объект. Различные материалы обладают разным сопротивлением потоку заряда. Мы определяем удельное сопротивление ρ вещества так, чтобы сопротивление R объекта было прямо пропорционально ρ . Удельное сопротивление ρ — это внутреннее свойство материала, независимо от его формы или размера.Сопротивление R однородного цилиндра длиной L , площадью поперечного сечения A и изготовленного из материала с удельным сопротивлением ρ составляет

    .

    [латекс] R = \ frac {\ rho L} {A} \\ [/ латекс].

    В таблице 1 приведены репрезентативные значения ρ . Материалы, перечисленные в таблице, разделены на категории проводников, полупроводников и изоляторов на основе широких групп удельных сопротивлений. У проводников наименьшее удельное сопротивление, а у изоляторов наибольшее; полупроводники имеют промежуточное удельное сопротивление.Проводники имеют различную, но большую плотность свободных зарядов, тогда как большинство зарядов в изоляторах связаны с атомами и не могут двигаться. Полупроводники являются промежуточными, имеют гораздо меньше свободных зарядов, чем проводники, но обладают свойствами, из-за которых количество свободных зарядов сильно зависит от типа и количества примесей в полупроводнике. Эти уникальные свойства полупроводников находят применение в современной электронике, о чем мы поговорим в следующих главах.

    Таблица 1.Удельное сопротивление ρ различных материалов при 20º C
    Материал Удельное сопротивление ρ ( Ом ⋅ м )
    Проводники
    Серебро 1. 59 × 10 −8
    Медь 1. 72 × 10 −8
    Золото 2. 44 × 10 −8
    Алюминий 2.65 × 10 −8
    Вольфрам 5. 6 × 10 −8
    Утюг 9. 71 × 10 −8
    Платина 10. 6 × 10 −8
    Сталь 20 × 10 −8
    Свинец 22 × 10 −8
    Манганин (сплав Cu, Mn, Ni) 44 × 10 −8
    Константан (сплав Cu, Ni) 49 × 10 −8
    Меркурий 96 × 10 −8
    Нихром (сплав Ni, Fe, Cr) 100 × 10 −8
    Полупроводники
    Углерод (чистый) 3. 5 × 10 5
    Углерод (3,5 — 60) × 10 5
    Германий (чистый) 600 × 10 −3
    Германий (1−600) × 10 −3
    Кремний (чистый) 2300
    Кремний 0,1–2300
    Изоляторы
    Янтарь 5 × 10 14
    Стекло 10 9 — 10 14
    Люцит > 10 13
    Слюда 10 11 — 10 15
    Кварц (плавленый) 75 × 10 16
    Резина (твердая) 10 13 — 10 16
    сера 10 15
    тефлон > 10 13
    Дерево 10 8 — 10 11

    Пример 1.

    Расчет диаметра резистора: нить накала фары

    Нить накала автомобильной фары изготовлена ​​из вольфрама и имеет сопротивление холоду 0,350 Ом. Если нить представляет собой цилиндр длиной 4,00 см (для экономии места ее можно свернуть в бухту), каков ее диаметр?

    Стратегия

    Мы можем переписать уравнение [латекс] R = \ frac {\ rho L} {A} \\ [/ latex], чтобы найти площадь поперечного сечения A нити на основе данной информации. Тогда его диаметр можно определить, предположив, что он имеет круглое поперечное сечение.{-5} \ text {m} \ end {array} \\ [/ latex].

    Обсуждение

    Диаметр чуть меньше десятой миллиметра. Он состоит только из двух цифр, потому что ρ известен только из двух цифр.

    Температурное изменение сопротивления

    Удельное сопротивление всех материалов зависит от температуры. Некоторые даже становятся сверхпроводниками (нулевое сопротивление) при очень низких температурах. (См. Рисунок 2.)

    Рис. 2. Сопротивление образца ртути равно нулю при очень низких температурах — это сверхпроводник до примерно 4.2 К. Выше этой критической температуры его сопротивление резко возрастает, а затем увеличивается почти линейно с температурой.

    И наоборот, удельное сопротивление проводников увеличивается с увеличением температуры. Поскольку атомы колеблются быстрее и на больших расстояниях при более высоких температурах, электроны, движущиеся через металл, совершают больше столкновений, эффективно увеличивая удельное сопротивление. При относительно небольших изменениях температуры (около 100 ° C или менее) удельное сопротивление ρ изменяется с изменением температуры Δ T , как выражено в следующем уравнении

    ρ = ρ 0 (1 + α Δ T ),

    , где ρ 0 — исходное удельное сопротивление, а α — температурный коэффициент сопротивления . (См. Значения α в Таблице 2 ниже.) Для более значительных изменений температуры α может измениться, или может потребоваться нелинейное уравнение, чтобы найти ρ . Обратите внимание, что α положителен для металлов, что означает, что их удельное сопротивление увеличивается с температурой. Некоторые сплавы были разработаны специально, чтобы иметь небольшую температурную зависимость. У манганина (который состоит из меди, марганца и никеля), например, α близок к нулю (до трех цифр на шкале в таблице 2), и поэтому его удельное сопротивление незначительно изменяется с температурой.Это полезно, например, для создания не зависящего от температуры эталона сопротивления.

    Таблица 2. Температурные коэффициенты удельного сопротивления α
    Материал Коэффициент (1 / ° C)
    Проводники
    Серебро 3,8 × 10 −3
    Медь 3,9 × 10 −3
    Золото 3. 4 × 10 −3
    Алюминий 3,9 × 10 −3
    Вольфрам 4,5 × 10 −3
    Утюг 5,0 × 10 −3
    Платина 3,93 × 10 −3
    Свинец 3,9 × 10 −3
    Манганин (сплав Cu, Mn, Ni) 0,000 × 10 −3
    Константан (сплав Cu, Ni) 0.002 × 10 −3
    Меркурий 0,89 × 10 −3
    Нихром (сплав Ni, Fe, Cr) 0,4 × 10 −3
    Полупроводники
    Углерод (чистый) −0,5 × 10 −3
    Германий (чистый) −50 × 10 −3
    Кремний (чистый) −70 × 10 −3

    Обратите внимание, что α отрицателен для полупроводников, перечисленных в таблице 2, что означает, что их удельное сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Они становятся лучшими проводниками при более высоких температурах, потому что повышенное тепловое перемешивание увеличивает количество свободных зарядов, доступных для переноса тока. Это свойство уменьшения ρ с температурой также связано с типом и количеством примесей, присутствующих в полупроводниках. Сопротивление объекта также зависит от температуры, поскольку R 0 прямо пропорционально ρ . Для цилиндра мы знаем, что R = ρL / A , и поэтому, если L и A не сильно изменяются с температурой, R будет иметь такую ​​же температурную зависимость, как ρ .(Исследование коэффициентов линейного расширения показывает, что они примерно на два порядка меньше типичных температурных коэффициентов удельного сопротивления, поэтому влияние температуры на L и A примерно на два порядка меньше, чем на ρ .) Таким образом,

    R = R 0 (1 + α Δ T )

    — это температурная зависимость сопротивления объекта, где R 0 — исходное сопротивление, а R — сопротивление после изменения температуры Δ T . Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление. (См. Рис. 3.) Одним из наиболее распространенных является термистор, полупроводниковый кристалл с сильной температурной зависимостью, сопротивление которого измеряется для определения его температуры. Устройство небольшое, поэтому быстро приходит в тепловое равновесие с той частью человека, к которой прикасается.

    Рис. 3. Эти знакомые термометры основаны на автоматическом измерении сопротивления термистора в зависимости от температуры.(Источник: Biol, Wikimedia Commons)

    Пример 2. Расчет сопротивления: сопротивление горячей нити

    Хотя следует соблюдать осторожность при нанесении ρ = ρ 0 (1 + α Δ T ) и R = R 0 (1 + α Δ T ) для изменений температуры более 100 ° C, для вольфрама уравнения достаточно хорошо работают при очень больших изменениях температуры. Каково же тогда сопротивление вольфрамовой нити в предыдущем примере, если ее температура повышается с комнатной температуры (20ºC) до типичной рабочей температуры 2850ºC?

    Стратегия

    Это прямое приложение R = R 0 (1 + α Δ T ), поскольку исходное сопротивление нити было задано равным R 0 = 0. {-3} / º \ text {C} \ right) \ left (2830º \ text {C} \ right) \ right] \\ & = & {4.8 \ Omega} \ end {array} \\ [/ latex] .

    Обсуждение

    Это значение соответствует примеру сопротивления фары в Законе Ома: сопротивление и простые цепи.

    Исследования PhET: сопротивление в проводе

    Узнайте о физике сопротивления в проводе. Измените его удельное сопротивление, длину и площадь, чтобы увидеть, как они влияют на сопротивление провода. Размеры символов в уравнении меняются вместе со схемой провода.

    Щелкните, чтобы запустить моделирование.

    Сводка раздела

    • Сопротивление R цилиндра длиной L и площадью поперечного сечения A составляет [латекс] R = \ frac {\ rho L} {A} \ [/ латекс], где ρ — удельное сопротивление материала.
    • Значения ρ в таблице 1 показывают, что материалы делятся на три группы — проводников, полупроводников и изоляторов .
    • Температура влияет на удельное сопротивление; для относительно небольших изменений температуры Δ T , удельное сопротивление равно [латекс] \ rho = {\ rho} _ {0} \ left (\ text {1} + \ alpha \ Delta T \ right) \\ [/ latex], где ρ 0 — исходное удельное сопротивление, а [латекс] \ text {\ alpha} [/ latex] — температурный коэффициент удельного сопротивления.
    • В таблице 2 приведены значения α , температурный коэффициент удельного сопротивления.
    • Сопротивление R объекта также зависит от температуры: [латекс] R = {R} _ {0} \ left (\ text {1} + \ alpha \ Delta T \ right) \\ [/ latex], где R 0 — исходное сопротивление, а R — сопротивление после изменения температуры.

    Концептуальные вопросы

    1. В каком из трех полупроводниковых материалов, перечисленных в таблице 1, примеси несут свободные заряды? (Подсказка: изучите диапазон удельного сопротивления для каждого и определите, имеет ли чистый полупроводник большую или меньшую проводимость. )

    2. Зависит ли сопротивление объекта от пути тока, проходящего через него? Рассмотрим, например, прямоугольный стержень — одинаковое ли сопротивление по длине и ширине? (См. Рисунок 5.)

    Рис. 5. Встречается ли ток, проходящий по двум разным путям через один и тот же объект, с разным сопротивлением?

    3. Если алюминиевый и медный провода одинаковой длины имеют одинаковое сопротивление, какой диаметр больше? Почему?

    4. Объясните, почему [латекс] R = {R} _ {0} \ left (1+ \ alpha \ Delta T \ right) \\ [/ latex] для температурного изменения сопротивления R объекта равен не так точен, как [латекс] \ rho = {\ rho} _ {0} \ left ({1} + \ alpha \ Delta T \ right) \\ [/ latex], что дает температурное изменение удельного сопротивления ρ .

    Задачи и упражнения

    1. Каково сопротивление отрезка медного провода 12 калибра длиной 20,0 м и диаметром 2,053 мм?

    2. Диаметр медного провода нулевого калибра 8,252 мм. Найдите сопротивление такого провода длиной 1,00 км, используемого для передачи энергии.

    3. Если вольфрамовая нить диаметром 0,100 мм в лампочке должна иметь сопротивление 0,200 Ом при 20 ° C, какой длины она должна быть?

    4. Найдите отношение диаметра алюминиевого провода к медному, если они имеют одинаковое сопротивление на единицу длины (как в бытовой электропроводке).

    5. Какой ток протекает через стержень из чистого кремния диаметром 2,54 см и длиной 20,0 см при приложении к нему 1,00 × 10 3 В? (Такой стержень может быть использован, например, для изготовления детекторов ядерных частиц.)

    6. (a) До какой температуры нужно нагреть медный провод, изначально равный 20,0 ° C, чтобы удвоить его сопротивление, не обращая внимания на любые изменения размеров? (б) Происходит ли это в бытовой электропроводке при обычных обстоятельствах?

    7. Резистор из нихромовой проволоки используется там, где его сопротивление не может изменяться более чем на 1. 00% от его значения при 20,0ºC. В каком температурном диапазоне его можно использовать?

    8. Из какого материала изготовлен резистор, если его сопротивление на 40,0% больше при 100 ° C, чем при 20,0 ° C?

    9. Электронное устройство, предназначенное для работы при любой температуре в диапазоне от –10,0 ° C до 55,0 ° C, содержит резисторы из чистого углерода. В какой степени их сопротивление увеличивается в этом диапазоне?

    10. (a) Из какого материала изготовлена ​​проволока, имеет ли она длину 25,0 м, диаметр 0,100 мм и сопротивление 77.7 Ом при 20,0 ° C? (б) Каково его сопротивление при 150 ° C?

    11. При условии постоянного температурного коэффициента удельного сопротивления, каков максимальный процент уменьшения сопротивления константановой проволоки, начиная с 20,0 ° C?

    12. Через матрицу протягивают проволоку, растягивая ее до четырехкратной первоначальной длины. В какой степени увеличивается его сопротивление?

    13. Медный провод имеет сопротивление 0,500 Ом при 20,0 ° C, а железный провод имеет сопротивление 0,525 Ом при той же температуре.При какой температуре их сопротивления равны?

    14. (a) Цифровые медицинские термометры определяют температуру путем измерения сопротивления полупроводникового прибора, называемого термистором (который имеет α, = –0,0600 / ºC), когда он находится при той же температуре, что и пациент. Какова температура пациента, если сопротивление термистора при этой температуре составляет 82,0% от его значения при 37,0 ° C (нормальная температура тела)? (b) Отрицательное значение α не может поддерживаться при очень низких температурах.Обсудите, почему и так ли здесь. (Подсказка: сопротивление не может стать отрицательным.)

    15. Integrated Concepts (a) Повторите упражнение 2 с учетом теплового расширения вольфрамовой нити. Вы можете принять коэффициент теплового расширения 12 × 10 −6 / ºC. б) На какой процент ваш ответ отличается от приведенного в примере?

    16. Необоснованные результаты (a) До какой температуры нужно нагреть резистор из константана, чтобы удвоить его сопротивление, при условии постоянного температурного коэффициента удельного сопротивления? б) разрезать пополам? (c) Что необоснованного в этих результатах? (d) Какие предположения необоснованны или какие посылки несовместимы?

    Сноски

    1. 1 Значения сильно зависят от количества и типа примесей
    2. 2 значения при 20 ° C.

    Глоссарий

    удельное сопротивление:
    внутреннее свойство материала, независимо от его формы или размера, прямо пропорциональное сопротивлению, обозначаемое ρ
    температурный коэффициент удельного сопротивления:
    эмпирическая величина, обозначенная α , которая описывает изменение сопротивления или удельного сопротивления материала при температуре

    Избранные решения проблем и упражнения

    1.0,104 Ом

    3. 2,8 × 10 −2 м

    5. 1,10 × 10 −3 A

    7. от –5ºC до 45ºC

    9. 1.03

    11. 0,06%

    13. −17ºC

    15. (a) 4,7 Ом (всего) (b) уменьшение на 3,0%


    Площадь поперечного сечения стенки артерии, обозначенная двумя кружками: наружный …

    Контекст 1

    … диаметр, без учета увеличения диаметра, может привести к недооценке серьезности сосудистого заболевания.Несмотря на свои ограничения, IMT оказалась полезной в эпидемиологических и клинических исследованиях 23, но в меньшей степени, чем предполагалось, 39–42, и рассматривались альтернативные меры. 29,36,43–46 Площадь поперечного сечения артериальной стенки круглых артерий рассчитана математически (рис. 2). 47 Недавно площадь бляшек была определена путем ручного отслеживания каротидных бляшек на УЗИ в B-режиме и была связана с повышенным риском, даже после поправки на другие факторы риска. 48 В этом исследовании изучалась потенциальная величина влияния увеличения диаметра на IMT с использованием известной математической зависимости между диаметром цилиндра и толщиной его стенки.47 Насколько нам известно, ранее об этом не сообщалось. Во-вторых, используя известные тригонометрические соотношения, мы описали математические шаги, которые можно использовать для расчета площади артериальных стенок артерий круглой или эллиптической формы с использованием обычных ультразвуковых измерений в B-режиме, принимая во внимание как IMT, так и диаметр. Математическая формула, связывающая радиус с площадью круга, была использована для расчета площади стенки артерии (например, площади стенки цилиндра). Если радиус круга, определяемого интерфейсом медиа и адвентиции, равен r, то радиус просвета артерии равен r — IMT (рисунок 2).Площадь поперечного сечения артериальной стенки (A) может охватывать как интиму, так и среду, и математически представлена ​​как область, охватываемая внешним кругом (интерфейс медиа-адвентиция) за вычетом площади внутри внутреннего круга (интерфейс интима-просвет). 47 Эта взаимосвязь описывается математическим …

    Контекст 2

    … диаметр, без учета увеличения диаметра, может привести к недооценке серьезности сосудистого заболевания. Несмотря на свои ограничения, IMT оказалась полезной в эпидемиологических и клинических исследованиях 23, но в меньшей степени, чем предполагалось, 39–42, и рассматривались альтернативные меры.29,36,43–46 Площадь поперечного сечения артериальной стенки круглых артерий рассчитана математически (рис. 2). 47 Недавно площадь бляшек была определена путем ручного отслеживания каротидных бляшек на УЗИ в B-режиме и была связана с повышенным риском, даже после поправки на другие факторы риска. 48 В этом исследовании изучалась потенциальная величина влияния увеличения диаметра на IMT с использованием известной математической зависимости между диаметром цилиндра и толщиной его стенки. 47 Насколько нам известно, ранее об этом не сообщалось.Во-вторых, используя известные тригонометрические соотношения, мы описали математические шаги, которые можно использовать для расчета площади артериальных стенок артерий круглой или эллиптической формы с использованием обычных ультразвуковых измерений в B-режиме, принимая во внимание как IMT, так и диаметр.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.