Таблица удельное сопротивление алюминия: Удельное сопротивление проводников: меди, алюминия, стали

Содержание

Удельное сопротивление алюминия 0.028 что оно означает. Удельное сопротивление и другие свойства меди

На опыте установлено, что сопротивление R металлического проводника прямо пропорционально его длине L и обратно пропорционально площади его поперечного сечения А :

R = ρL/А (26.4)

где коэффициент ρ называется удельным сопротивлением и служит характеристикой вещества, из которого изготовлен проводник. Это соответствует здравому смыслу: сопротивление толстого провода должно быть меньше, чем тонкого, поскольку в толстом проводе электроны могут перемещаться по большей площади. И можно ожидать роста сопротивления с увеличением длины проводника, так как увеличивается количество препятствий на пути потока электронов.

Типичные значения ρ для разных материалов приведены в первом столбце табл. 26.2. (Реальные значения зависят от чистоты вещества, термической обработки, температуры и других факторов.

)

Таблица 26.2.
Удельное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления (ТКС) (при 20 °С)
Вещество ρ ,Ом·м ТКС α ,°C -1
Проводники
Серебро 1,59·10 -8 0,0061
Медь 1,68·10 -8 0,0068
Алюминий 2,65·10 -8 0,00429
Вольфрам 5,6·10 -8 0,0045
Железо 9,71·10 -8 0,00651
Платина 10,6·10 -8 0,003927
Ртуть 98·10 -8 0,0009
Нихром (сплав Ni, Fe, Сг) 100·10 -8 0,0004
Полупроводники 1)
Углерод (графит) (3-60)·10 -5 -0,0005
Германий (1-500)·10 -5 -0,05
Кремний 0,1 — 60 -0,07
Диэлектрики
Стекло 10 9 — 10 12
Резина твердая 10 13 — 10 15
1) Реальные значения сильно зависят от наличия даже малого количества примесей.

Самым низким удельным сопротивлением обладает серебро, которое оказывается, таким образом, наилучшим проводником; однако оно дорого. Немногим уступает серебру медь; ясно, почему провода чаще всего изготовляют из меди.

Удельное сопротивление алюминия выше, чем у меди, однако он имеет гораздо меньшую плотность, и в некоторых случаях ему отдают предпочтение (например, в линиях электропередач), поскольку сопротивление проводов из алюминия той же массы оказывается меньше, чем у медных. Часто пользуются величиной, обратной удельному сопротивлению:

σ

= 1/ρ (26.5)

σ называемой удельной проводимостью. Удельная проводимость измеряется в единицах (Ом·м) -1 .

Удельное сопротивление вещества зависит от температуры. Как правило, сопротивление металлов возрастает с температурой. Этому не следует удивляться: с повышением температуры атомы движутся быстрее, их расположение становится менее упорядоченным, и можно ожидать, что они будут сильнее мешать движению потока электронов. В узких диапазонах изменения температуры удельное сопротивление металла увеличивается с температурой практически линейно:

где ρ T — удельное сопротивление при температуре Т , ρ 0 — удельное сопротивление при стандартной температуре Т 0 , а α — температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Значения а приведены в табл. 26.2. Заметим, что у полупроводников ТКС может быть отрицательным. Это очевидно, поскольку с ростом температуры увеличивается число свободных электронов и они улучшают проводящие свойства вещества. Таким образом, сопротивление полупроводника с повышением температуры может уменьшаться (хотя и не всегда).

Значения а зависят от температуры, поэтому следует обращать внимание на диапазон температур, в пределах которого справедливо данное значение (например, по справочнику физических величин). Если диапазон изменения температуры окажется широким, то линейность будет нарушаться, и вместо (26.6) надо использовать выражение, содержащее члены, которые зависят от второй и третьей степеней температуры:

ρ T = ρ 0 (1+αТ + + βТ 2 + γТ 3),

где коэффициенты β и γ обычно очень малы (мы положили Т 0 = 0°С), но при больших Т вклад этих членов становится существенным.

При очень низких температурах удельное сопротивление некоторых металлов, а также сплавов и соединений падает в пределах точности современных измерений до нуля. Это свойство называют сверхпроводимостью; впервые его наблюдал нидерландский физик Гейке Камер-линг-Оннес (1853-1926) в 1911 г. при охлаждении ртути ниже 4,2 К. При этой температуре электрическое сопротивление ртути внезапно падало до нуля.

Сверхпроводники переходят в сверхпроводящее состояние ниже температуры перехода, составляющей обычно несколько градусов Кельвина (чуть выше абсолютного нуля). Наблюдался электрический ток в сверхпроводящем кольце, который практически не ослабевал в отсутствие напряжения в течение нескольких лет.

В последние годы сверхпроводимость интенсивно исследуется с целью выяснить ее механизм и найти материалы, обладающие сверхпроводимостью при более высоких температурах, чтобы уменьшить стоимость и неудобства, обусловленные необходимостью охлаждения до очень низких температур. Первую успешную теорию сверхпроводимости создали Бардин, Купер и Шриффер в 1957 г.

Сверхпроводники уже используются в больших магнитах, где магнитное поле создается электрическим током (см. гл. 28), что значительно снижает расход электроэнергии. Разумеется, для поддержания сверхпроводника при низкой температуре тоже затрачивается энергия.

Замечания и предложения принимаются по адресу [email protected]

Одним из самых востребованных металлов в отраслях промышленности является медь. Наиболее широкое распространение она получила в электрике и электронике. Чаще всего ее применяют при изготовлении обмоток для электродвигателей и трансформаторов. Основная причина использования именно этого материала заключается в том, что медь обладает самым низким из существующих в настоящий момент материалов удельным электрическим сопротивлением. Пока не появится новый материал с более низкой величиной этого показателя, можно с уверенностью говорить о том, что замены у меди не будет.

Говоря про медь, необходимо сказать, что еще на заре электрической эры она стала использоваться в производстве электротехники.

Применять ее стали во многом по причине уникальных свойств, которыми обладает этот сплав. Сам по себе он представляет материал, отличающийся высокими свойствами в плане пластичности и обладающий хорошей ковкостью.

Наряду с теплопроводностью меди, одним из самых главных ее достоинств является высокая электропроводность. Именно благодаря этому свойству медь и получила широкое распространение в энергетических установках , в которых она выступает в качестве универсального проводника. Наиболее ценным материалом является электролитическая медь, обладающая высокой степенью чистоты -99,95%. Благодаря этому материалу появляется возможность для производства кабелей.

Плюсы использования электролитической меди

Применение электролитической меди позволяет добиться следующего:

  • Обеспечить высокую электропроводность;
  • Добиться отличной способности к уложению;
  • Обеспечить высокую степень пластичности.

Сферы применения

Кабельная продукция, изготавливаемая из электролитической меди, получила широкое распространение в различных отраслях. Чаще всего она применяется в следующих сферах:

  • электроиндустрия;
  • электроприборы;
  • автомобилестроение;
  • производство компьютерной техники.

Чему равно удельное сопротивление?

Чтобы понимать, что собой представляет медь и его характеристики, необходимо разобраться с основным параметром этого металла — удельным сопротивлением. Его следует знать и использовать при выполнении расчетов.

Под удельным сопротивлением принято понимать физическую величину, которая характеризуется как способность металла проводить электрический ток.

Знать эту величину необходимо еще и для того, чтобы правильно произвести расчет электрического сопротивления проводника. При расчетах также ориентируются на его геометрические размеры. При проведении расчетов используют следующую формулу:

Это формула многим хорошо знакома. Пользуясь ею, можно легко рассчитать сопротивление медного кабеля, ориентируясь только на характеристики электрической сети.

Она позволяет вычислить мощность, которая неэффективно расходуется на нагрев сердечника кабеля. Кроме этого, подобная формула позволяет выполнить расчеты сопротивления любого кабеля. При этом не имеет значения, какой материал использовался для изготовления кабеля — медь, алюминий или какой-то другой сплав.

Такой параметр, как удельное электрическое сопротивление измеряется в Ом*мм2/м. Этот показатель для медной проводки, проложенной в квартире, составляет 0,0175 Ом*мм2/м. Если попробовать поискать альтернативу меди — материал, который можно было бы использовать вместо нее, то единственным подходящим можно считать только серебро , у которого удельное сопротивление составляет 0,016 Ом*мм2/м. Однако необходимо обращать внимание при выборе материала не только на удельное сопротивление, но еще и на обратную проводимость. Эта величина измеряется в Сименсах (См).

Сименс = 1/ Ом.

У меди любого веса этот параметр состав равен 58 100 000 См/м. Что касается серебра, то величина обратной проводимости у нее равна 62 500 000 См/м.

В нашем мире высоких технологий, когда в каждом доме имеется большое количество электротехнических устройств и установок, значение такого материала, как медь просто неоценимо. Этот материал используют для изготовления проводки , без которой не обходится ни одно помещение. Если бы меди не существовало, тогда человеку пришлось использовать провода из других доступных материалов, например, из алюминия. Однако в этом случае пришлось бы столкнуться с одной проблемой. Все дело в том, что у этого материала удельная проводимость гораздо меньше, чем у медных проводников.

Удельное сопротивление

Использование материалов с низкой электро- и теплопроводностью любого веса ведет к большим потерям электроэнергии. А это влияет на потерю мощности у используемого оборудования. Большинство специалистов в качестве основного материала для изготовления проводов с изоляцией называют медь. Она является главным материалом, из которого изготавливаются отдельные элементы оборудования, работающего от электрического тока.

  • Платы, устанавливаемые в компьютерах, оснащаются протравленными медными дорожками.
  • Медь также используется для изготовления самых разных элементов, применяемых в электронных устройствах.
  • В трансформаторах и электродвигателях она представлена обмоткой, которая изготавливается из этого материала.

Можно не сомневаться, что расширение сфер применения этого материала будет происходить с дальнейшим развитием технического прогресса. Хотя, кроме меди, существуют и другие материалы, но все же конструктора при создании оборудования и различных установок используют медь. Главная причина востребованности этого материала заключается в хорошей электрической и теплопроводности этого металла, которую он обеспечивает в условиях комнатной температуры.

Температурный коэффициент сопротивления

Свойством уменьшения проводимости с повышением температуры обладают все металлы с любой теплопроводностью. При понижении температуры проводимость возрастает. Особенно интересным специалисты называют свойство уменьшения сопротивления с понижением температуры. Ведь в этом случае, когда в комнате температура снижается до определенной величины, у проводника может исчезнуть электрическое сопротивление и он перейдет в класс сверхпроводников.

Для того чтобы определить показатель сопротивления конкретного проводника определенного веса в условиях комнатной температуры, существует коэффициент критического сопротивления. Он представляет собой величину, которая показывает изменение сопротивления участка цепи при изменении температуры на один Кельвин. Для выполнения расчета электрического сопротивления медного проводника в определенном временном промежутке используют следующую формулу:

ΔR = α*R*ΔT, где α — температурный коэффициент электрического сопротивления.

Заключение

Медь — материал, который широко применяют в электронике. Его используют не только в обмотке и схемах, но и в качестве металла для изготовления кабельной продукции. Чтобы техника и оборудование работали эффективно, необходимо правильно рассчитать удельное сопротивление проводки , прокладываемой в квартире. Для этого существует определенная формула. Зная её, можно произвести расчет, который позволяет узнать оптимальную величину сечения кабеля. В этом случае можно избежать потери мощности оборудования и обеспечить эффективность его использования.

Часто в электротехнической литературе встречается понятие «удельное меди». И невольно задаешься вопросом, а что же это такое?

Понятие «сопротивление» для любого проводника непрерывно связано с пониманием процесса протекания по нему электрического тока. Так как речь в статье пойдет о сопротивлении меди, то и рассматривать нам следует ее свойства и свойства металлов.

Когда речь идет о металлах, то невольно вспоминаешь, что все они имеют определенное строение — кристаллическую решетку. Атомы находятся в узлах такой решетки и совершают относительно них Расстояния и местоположение этих узлов зависит от сил взаимодействия атомов друг с другом (отталкивания и притяжения), и различны для разных металлов. А вокруг атомов по своим орбитам вращаются электроны. Их удерживает на орбите тоже равновесие сил. Только это к атому и центробежная. Представили себе картинку? Можно назвать ее, в некотором плане, статической.

А теперь добавим динамики. На кусок меди начинает действовать электрическое поле. Что же происходит внутри проводника? Электроны, сорванные силой электрического поля со своих орбит, устремляются к его положительному полюсу. Вот Вам и направленное движение электронов, а вернее, электрический ток. Но на пути своего движения они натыкаются на атомы в узлах кристаллической решетки и электроны, еще продолжающие вращаться вокруг своих атомов. При этом они теряют свою энергию и изменяют направление движения. Теперь становится немного понятнее смысл фразы «сопротивление проводника»? Это атомы решетки и вращающиеся вокруг них электроны оказывают сопротивление направленному движению электронов, сорванных электрическим полем со своих орбит. Но понятие сопротивление проводника можно назвать общей характеристикой. Более индивидуально характеризует каждый проводник удельное сопротивление. Меди в том числе. Эта характеристика индивидуальна для каждого металла, поскольку напрямую зависит только от формы и размеров кристаллической решетки и, в некоторой мере, от температуры. При повышении температуры проводника атомы совершают более интенсивное колебание в узлах решетки. А электроны вращаются вокруг узлов с большей скоростью и на орбитах большего радиуса. И, естественно, что свободные электроны при движении встречают и большее сопротивление. Такова физика процесса.

Для нужд электротехнической сферы налажено широкое производство таких металлов, как алюминий и медь, удельное сопротивление которых достаточно мало. Из этих металлов изготавливают кабели и различного типа провода, которые широко используются в строительстве, для производства бытовых приборов, изготовления шин, обмоток трансформаторов и других электротехнических изделий.

Для каждого проводника существует понятие удельного сопротивления. Эта величина состоит из Омов, умножаемых на квадратный миллиметр, далее, делимое на один метр. Иными словами, это сопротивление проводника, длина которого составляет 1 метр, а сечение — 1 мм2. То же самое представляет собой и удельное сопротивление меди — уникального металла, получившего широкое распространение в электротехнике и энергетике.

Свойства меди

Благодаря своим свойствам этот металл одним из первых начал применяться в области электричества. Прежде всего, медь является ковким и пластичным материалом с отличными свойствами электропроводимости. До сих пор в энергетике нет равноценной замены этому проводнику.

Особенно ценятся свойства специальной электролитической меди, обладающей высокой чистотой. Этот материал позволил выпускать провода с минимальной толщиной в 10 микрон.

Кроме высокой электропроводности, медь очень хорошо поддается лужению и другим видам обработки.

Медь и ее удельное сопротивление

Любой проводник оказывает сопротивление, если через него пропустить электрический ток. Значение зависит от длины проводника и его сечения, а также от действия определенных температур. Поэтому, удельное сопротивление проводников зависит не только от самого материала, но и от его определенной длины и площади поперечного сечения. Чем легче материал пропускает через себя заряд, тем ниже его сопротивление. Для меди, показатель удельного сопротивления составляет 0,0171 Ом х 1 мм2/1 м и лишь немного уступает серебру. Однако, использование серебра в промышленных масштабах экономически невыгодно, поэтому, медь является лучшим проводником, используемым в энергетике.


Удельное сопротивление меди связано и с ее высокой проводимостью. Эти величины прямо противоположны между собой. Свойства меди, как проводника, зависят и от температурного коэффициента сопротивления. Особенно, это касается сопротивление, на которое оказывает влияние температура проводника.

Таким образом, благодаря своим свойствам, медь получила широкое распространение не только в качестве проводника . Этот металл используется в большинстве приборов, устройств и агрегатов, функционирование которых связано с электрическим током.

Понятие удельного электрического сопротивления медного проводника

Сравнительно небольшое удельное сопротивление меди – важный, но не единственный положительный фактор. Широкое применение этого материала объясняется разумной стоимостью, устойчивостью к неблагоприятным внешним воздействиям. Из него несложно создавать качественные изделия необходимой формы, которые без дополнительной защиты сохраняют функциональность при длительной эксплуатации в сложных условиях.


Из меди создают разные виды кабельной продукции

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Не смотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется. Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию. Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Химические свойства

По таким характеристикам медь, электропроводность и теплопроводность которой очень высокие, занимает промежуточное положение между элементами первой триады восьмой группы и щелочными первой группы таблицы Менделеева. К основным ее химическим свойствам относят:

  • склонность к комплексообразованию;
  • способность давать окрашенные соединения и нерастворимые сульфиды.

Наиболее характерным для меди является двухвалентное состояние. Сходства с щелочными металлами она не имеет практически никакого. Химическая активность ее также невелика. В присутствии СО2 или же влаги на поверхности меди образуется зеленая карбонатная пленка. Все соли меди являются ядовитыми веществами. В одно- и двухвалентном состоянии этот металл образует очень устойчивые комплексные соединения. Наибольшее значение для промышленности имеют аммиачные.

Какой провод, кабель выбрать для прокладки проводки (моножилу или многожильный)

При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой. Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу. Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди. В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше. Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Влияние примесей на электропроводность меди

Конечно же, в наше время для выплавки этого красного металла используются гораздо более совершенные методики, чем в древности. Однако и сегодня получить совершенно чистый Cu практически невозможно. В меди всегда присутствуют разного рода примеси. Это могут быть, к примеру, кремний, железо или бериллий. Между тем, чем больше примесей в меди, тем меньше показатель ее электропроводности. Для изготовления проводов, к примеру, подходит только достаточно чистый металл. Согласно нормативам, для этой цели можно использовать медь с количеством примесей, не превышающем 0.1 %.

Очень часто в этом металле содержится определенный процент серы, мышьяка и сурьмы. Первое вещество значительно снижает пластичность материала. Электропроводность меди и серы сильно различается. Ток эта примесь совершенно не проводит. То есть является хорошим изолятором. Однако на электропроводность меди сера не влияет практически никак. То же самое касается и теплопроводности. С сурьмой и мышьяком наблюдается обратная картина. Эти элементы электропроводность меди способны снижать значительно.

Выбираем провод (кабель) из меди или алюминия (документ ПЭУ)

В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот. Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться. Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…». (До 2001 г. по имеющемуся заделу строительства допускается использование проводов и кабелей с алюминиевыми жилами) Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал. Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт. Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Сколько примерно потребляют бытовые приборы, и как это отразиться на выборе, расчете сечения кабеля

Итак, мы уже определились с маркировкой кабеля, что это должна быть моножила, также с тем, что это должна быть медь, да и про подводимую мощность кабеля мы тоже «заикнулись» не просто так. Ведь именно исходя из показателя проводимой мощности, будет рассчитываться провод, кабель на его применяемое сечение. Здесь все логично, прежде чем что-то рассчитать, надо исходить из начальных условий задачи. Этому нас научили еще в школе, исходные данные определяют основные пути решения. Что же, тоже самое можно сказать про расчет сечения медного провода, для расчета его сечения необходимо знать с какими токами или мощностями он будет работать. А для того чтобы нам знать токи и мощности, мы сразу должны знать, что именно будет подключено в нашей квартире, где лампочка, а где телевизор. Где компьютер, а куда мы включим зарядное устройство для телефона. Нет, конечно, со временем исходя из жизненных обстоятельств, что-то может поменяться, но нет кардинально, то есть примерная суммарная потребляемая мощность для всех наших помещений останется прежняя. Лучше всего сделать так, нарисовать план квартиры и там расставить и развешать все электроприборы, которые вам встретятся и которые запланированы. Скажем так.

Здесь неплохо было сориентироваться, сколько какой прибор потребляет. Именно для этого мы и приведем для вас таблицу ниже.

Онлайн калькулятор для определения силы тока по потребляемой мощности
Потребляемая мощность, Вт:
Напряжение питания, В:

Подытожим данный абзац, мы должны представлять какие токи, мощности подводимые проводами и кабелями, должны быть обеспечены, для того, чтобы рассчитать необходимое нам сечение и выбрать подходящее. Об этом как раз далее.

Историческая справка

Медь является металлом, известным человеку с глубокой древности. Объясняется раннее знакомство людей с эти материалом прежде всего его широкой распространенностью в природе в виде самородков. Многие ученые считают, что именно медь была первым металлом, восстановленным человеком из кислородных соединений. Когда-то горные породы просто нагревали на костре и резко остужали, в результате чего они растрескивались. Позднее восстановление меди начали производить на кострах с добавлением угля и поддувом мехами. Совершенствование этого способа в конечном итоге привело к созданию шахтной печи. Еще позже этот металл начали получать методом окислительной плавки руд.

Общепринятые сечения медных проводов для проводки в квартире по сечению

Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства. Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2. Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.

Выбор сечения провода исходя из количества коммуникаций в доме (квартире) (типовые схемы проводки)

О чем еще хотелось сказать, так это о том, что лучше использовать несколько независимых линий питания для каждого из помещений в комнате или квартире. Тем самым вы не будете применять провод с сечением 10 мм 2 для всей квартиры, приброшенный во все комнаты, от которого идут отводы. Такой провод будет приходить на вводный автомат, а затем от него, в соответствии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены выбранные сечения проводов, для каждого из помещений.

Типовая принципиальная схема электропроводки для квартиры или дома с электрической плитой (с указанием сечения кабеля для электроприборов)

Подводя итог о выборе сечения провода (кабеля) в зависимости от силы тока (мощности)

Если вы прочитали всю нашу статью, и все наши выкладки, то наверняка уже осознали насколько сложно и одновременно просто выбрать алюминиевый или медный провод, по сечению исходя из токовой нагрузки и мощности. Да, расчет сечения потребует знания множества формул, поправок на материал и температуру, при этом если воспользоваться справочными таблицами, которые мы и привели, то все просто и понятно. Что же, кроме выбора сечения провода необходимо будет правильно соединить между собой провода, использовать соответствующие автоматы, УЗО, розетки и выключатели. Не забывать про особенности схемы подключения проводки в квартире. Все это скажется на выборе сечения провода в вашем конкретном случае. И только в этом случае, когда вы учтете все факторы, воспользуетесь справочными материалами, правильно смонтируете все элементы, можно будет говорить о том, что все сделано как надо!

Плюсы и минусы

Алюминиевая проводка имеет следующие преимущества:

  • Небольшая масса. Эта особенность важна при монтаже линий электропередач, длина которых может достигать десятков, а то и сотен километров.
  • Доступность по цене. При выборе материала для проводки многие ориентируются на стоимость металла. Алюминий имеет меньшую соответственно, что объясняет более низкую цену изделий из этого металла.
  • Стойкость к окислительным процессам (актуальна при отсутствии контакта с открытым воздухом).
  • Наличие защитной пленки. В процессе эксплуатации на проводке из алюминия формируется тонкий налет, уберегающий металл от окислительных процессов.

Алюминий имеет и ряд недостатков, о которых необходимо знать:

  • Высокое удельное сопротивление металла и склонность к нагреву. По этой причине не допускается применение провода меньше 16 кв.мм (с учетом требований ПУЭ, 7-я редакция).
  • Ослабление контактных соединений из-за частых нагревов при прохождении большой нагрузки и последующего остывания.
  • Пленка, которая появляется на алюминиевом проводе при контакте с воздухом, имеет плохую проводимость тока, что создает дополнительные проблемы в местах соединения кабельной продукции
  • Хрупкость. Алюминиевые провода легко переламываются, что особенно актуально при частом перегреве металла. На практике ресурс алюминиевой проводки не превышает 30 лет, после чего ее необходимо менять.

Видео о подборе сечения проводник в зависимости от тока (А)

Основные принципы по выбоу сечения, исходя из тока питания еще раз рассмотрены в этом видео.

В связи с тем, что существует два типа электрических сопротивлений —

В связи с электромагнитными явлениями, возникающими в проводниках при прохождении через него переменного тока в них возникает два важных для их электротехнических свойств физических явления.

Два последних явления делают неэффективным применение проводников радиусом больше характерной глубины проникновения электрического тока в проводник. Эффективный диаметр проводников (2RБхар): 50Гц -7 Ом. Используя микроомметры, можно определить качество электрических контактов, сопротивление электрических шин, обмоток трансформаторов, электродвигателей и генераторов, наличие дефектов и инородного металла в слитках (например, сопротивление слитка чистого золота вдвое ниже позолоченного слитка вольфрама).

Для расчета длины провода, его диаметра и необходимого электрического сопротивления, необходимо знать удельное сопротивление проводников ρ.

В международной системе единиц удельное сопротивление ρ выражается формулой:

Оно означает: электрическое сопротивление 1 метра провода (в Омах), сечением 1 мм 2 , при температуре 20 градусов по Цельсию.

Инженерные коммуникации

Основными преимуществами медных водопроводов также являются долговечность и надежность. Кроме того, этот металл способен придавать воде особые уникальные свойства, делая ее полезной для организма. Для сборки газопроводов и систем отопления медные трубы также подходят идеально — в основном благодаря своей коррозийной стойкости и пластичности. При аварийном повышении давления такие магистрали способны выдерживать гораздо большую нагрузку, чем стальные. Единственным недостатком медных трубопроводов является их дороговизна.

Таблица удельных сопротивлений проводников

Материал проводникаУдельное сопротивление ρ в
Серебро Медь Золото Латунь Алюминий Натрий Иридий Вольфрам Цинк Молибден Никель Бронза Железо Сталь Олово Свинец Никелин (сплав меди, никеля и цинка) Манганин (сплав меди, никеля и марганца) Константан (сплав меди, никеля и алюминия) Титан Ртуть Нихром (сплав никеля, хрома, железа и марганца) Фехраль Висмут Хромаль0,015 0,0175 0,023 0,025. 0,108 0,028 0,047 0,0474 0,05 0,054 0,059 0,087 0,095. 0,1 0,1 0,103. 0,137 0,12 0,22 0,42 0,43. 0,51 0,5 0,6 0,94 1,05. 1,4 1,15. 1,35 1,2 1,3. 1,5

Из таблицы видно, что железная проволока длиной 1 м и сечением 1 мм 2 обладает сопротивлением 0,13 Ом. Чтобы получить 1 Ом сопротивления нужно взять 7,7 м такой проволоки. Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро. 1 Ом сопротивления можно получить, если взять 62,5 м серебряной проволоки сечением 1 мм 2 . Серебро — лучший проводник, но стоимость серебра исключает возможность его массового применения. После серебра в таблице идет медь: 1 м медной проволоки сечением 1 мм 2 обладает сопротивлением 0,0175 Ом. Чтобы получить сопротивление в 1 Ом, нужно взять 57 м такой проволоки.

Химически чистая, полученная путем рафинирования, медь нашла себе повсеместное применение в электротехнике для изготовления проводов, кабелей, обмоток электрических машин и аппаратов. Широко применяют также в качестве проводников алюминий и железо.

Сопротивление проводника можно определить по формуле:

где r — сопротивление проводника в омах; ρ — удельное сопротивление проводника; l — длина проводника в м; S — сечение проводника в мм 2 .

Пример 1. Определить сопротивление 200 м железной проволоки сечением 5 мм 2 .

Пример 2. Вычислить сопротивление 2 км алюминиевой проволоки сечением 2,5 мм 2 .

Из формулы сопротивления легко можно определить длину, удельное сопротивление и сечение проводника.

Пример 3. Для радиоприемника необходимо намотать сопротивление в 30 Ом из никелиновой проволоки сечением 0,21 мм 2 . Определить необходимую длину проволоки.

Пример 4. Определить сечение 20 м нихромовой проволоки, если сопротивление ее равно 25 Ом.

Пример 5. Проволока сечением 0,5 мм 2 и длиной 40 м имеет сопротивление 16 Ом. Определить материал проволоки.

Материал проводника характеризует его удельное сопротивление.

По таблице удельных сопротивлений находим, что таким сопротивлением обладает свинец.

Выше было указано, что сопротивление проводников зависит от температуры. Проделаем следующий опыт. Намотаем в виде спирали несколько метров тонкой металлической проволоки и включим эту спираль в цепь аккумулятора. Для измерения тока в цепь включаем амперметр. При нагревании спирали в пламени горелки можно заметить, что показания амперметра будут уменьшаться. Это показывает, что с нагревом сопротивление металлической проволоки увеличивается.

У некоторых металлов при нагревании на 100° сопротивление увеличивается на 40 — 50 %. Имеются сплавы, которые незначительно меняют свое сопротивление с нагревом. Некоторые специальные сплавы практически не меняют сопротивления при изменении температуры. Сопротивление металлических проводников при повышении температуры увеличивается, сопротивление электролитов (жидких проводников), угля и некоторых твердых веществ, наоборот, уменьшается.

Способность металлов менять свое сопротивление с изменением температуры используется для устройства термометров сопротивления. Такой термометр представляет собой платиновую проволоку, намотанную на слюдяной каркас. Помещая термометр, например, в печь и измеряя сопротивление платиновой проволоки до и после нагрева, можно определить температуру в печи.

Если при температуре t сопротивление проводника равно r, а при температуре t равно rt, то температурный коэффициент сопротивления

Примечание. Расчет по этой формуле можно производить лишь в определенном интервале температур (примерно до 200°C).

Приводим значения температурного коэффициента сопротивления α для некоторых металлов (таблица 2).

Сплавы

Разного рода добавки могут использоваться и специально для повышения прочности такого пластичного материала, как медь. Электропроводность ее они также снижают. Но зато их применение позволяет значительно продлить срок службы разного рода изделий.

Чаще всего в качестве повышающей прочность меди добавки используется Cd (0.9 %). В результате получается кадмиевая бронза. Ее проводимость составляет 90 % от проводимости меди. Иногда вместо кадмия в качестве добавки используют также алюминий. Проводимость этого металла составляет 65 % от этого же показателя меди. Для повышения прочности проводов в виде добавки могут применяться и другие материалы и вещества — олово, фосфор, хром, бериллий. В результате получается бронза определенной марки. Соединение меди с цинком называется латунью.

Значения температурного коэффициента для некоторых металлов

Металлα
Серебро Медь Железо Вольфрам Платина0,0035 0,0040 0,0066 0,0045 0,0032Ртуть Никелин Константан Нихром Манганин0,0090 0,0003 0,000005 0,00016 0,00005

Из формулы температурного коэффициента сопротивления определим rt:

Пример 6. Определить сопротивление железной проволоки, нагретой до 200°C, если сопротивление ее при 0°C было 100 Ом.

Пример 7. Термометр сопротивления, изготовленный из платиновой проволоки, в помещении с температурой 15°C имел сопротивление 20 Ом. Термометр поместили в печь и через некоторое время было измерено его сопротивление. Оно оказалось равным 29,6 Ом. Определить температуру в печи.

Электрическая проводимость

До сих пор мы рассматривали сопротивление проводника как препятствие, которое оказывает проводник электрическому току. Но все же ток по проводнику проходит. Следовательно, кроме сопротивления (препятствия), проводник обладает также способностью проводить электрический ток, то есть проводимостью.

Чем большим сопротивлением обладает проводник, тем меньшую он имеет проводимость, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем большей проводимостью он обладает, тем легче току пройти по проводнику. Поэтому сопротивление и проводимость проводника есть величины обратные.

Области использования

Применение данного металла связано с его высокой электрической проводимостью. Например, из него выпускают кабель. Медь имеет небольшое сопротивление, уникальные магнитные свойства, легкую механическую обрабатываемость, поэтому востребована в инженерных коммуникациях и административных зданиях. Способность проводить тепло позволяет применять этот материал для создания тепловых трубок, систем охлаждения и отопления воздуха.

Именно медь – материал, который незаменим при производстве кулеров, используемых для понижения температуры персональных компьютеров. Металлические конструкции, которые содержат медные элементы, имеют незначительный вес, отличные декоративные свойства, поэтому подходят и для применения в архитектуре, и для изготовления разнообразных декоративных элементов в интерьере, и для создания электрических проводов.

Материалы высокой проводимости

К наиболее широкораспрстраненным материалам высокой проводимости следует отнести медь и алюминий (Сверхпроводящие материалы, имеющие типичное сопротивление в 10 -20 раз ниже обычных проводящих материалов (металлов) рассматриваются в разделе Сверхпроводимость).

Преимущества меди, обеспечивающие ей широкое применение в качестве проводникового материала, следующие:

  1. малое удельное сопротивление;
  2. достаточно высокая механическая прочность;
  3. удовлетворительная в большинстве случаев применения стойкость по отношению к коррозии;
  4. хорошая обрабатываемость: медь прокатывается в листы, ленты и протягивается в проволоку, толщина которой может быть доведена до тысячных долей миллиметра;
  5. относительная легкость пайки и сварки.

Медь получают чаще всего путем переработки сульфидных руд. После ряда плавок руды и обжигов с интенсивным дутьем медь, предназначенная для электротехнических целей, обязательно проходит процесс электролитической очистки.

В качестве проводникового материала чаще всего используется медь марок М1 и М0. Медь марки М1 содержит 99.9% Cu, а в общем количестве примесей (0.1%) кислорода должно быть не более 0,08%. Присутствие в меди кислорода ухудшает ее механические свойства. Лучшими механическими свойствами обладает медь марки М0, в которой содержится не более 0.05% примесей, в том числе не свыше 0.02% кислорода.

Медь является сравнительно дорогим и дефицитным материалом, поэтому она все шире заменяется другими металлами, особенно алюминием.

В отдельных случаях применяются сплавы меди с оловом, кремнием, фосфором, бериллием, хромом, магнием, кадмием. Такие сплавы, носящие название бронз, при правильно подобранном составе имеют значительно более высокие механические свойства, чем чистая медь.

Алюминий

Алюминий является вторым по значению после меди проводниковым материалом. Это важнейший представитель так называемых легких металлов: плотность литого алюминия около 2.6, а прокатанного — 2.7 Мг/м 3 . Т.о., алюминий примерно в 3.5 раза легче меди. Температурный коэффициент расширения, удельная теплоемкость и теплота плавления алюминия больше, чем меди. Вследствие высоких значений удельной теплоемкости и теплоты плавления для нагрева алюминия до температуры плавления и перевода в расплавленное состояние требуется большая затрата тепла, чем для нагрева и расплавления такого же количества меди, хотя температура плавления алюминия ниже, чем меди.

Алюминий обладает пониженными по сравнению с медью свойствами — как механическими, так и электрическими. При одинаковом сечении и длине электрическое сопротивление алюминиевого провода в 1.63 раза больше, чем медного. Весьма важно, что алюминий менее дефицитен, чем медь.

Для электротехнических целей используют алюминий, содержащий не более 0.5% примесей, марки А1. Еще более чистый алюминий марки АВ00 (не более 0.03% примесей) применяют для изготовления алюминиевой фольги, электродов и корпусов электролитических конденсаторов. Алюминий наивысшей чистоты АВ0000 имеет содержание примесей не более 0ю004%. Добавки Ni, Si, Zn или Fe при содержании их 0.5% снижают γ отожженного алюминия не более, чем на 2-3%. Более заметное действие оказывают примеси Cu, Ag и Mg, при том же массовом содержании снижающие γ алюминия на 5-10%. Очень сильно снижают электропроводность алюминия Ti и Mn.

Алюминий весьма активно окисляется и покрывается тонкой оксидной пленкой с большим электрическим сопротивлением. Эта пленка предохраняет металл от дальнейшей коррозии.

Алюминиевые сплавы обладают повышенной механической прочностью. Примером такого сплава является альдрей, содержащий 0.3-0.5% Mg, 0.4-0.7% Si и 0.2-0.3% Fe. В альдрее образуется соединение Mg2Si, которое сообщает высокие механические свойства сплаву.

Железо и сталь

Железо (сталь) как наиболее дешевый и доступный металл, обладающий к тому же высокой механической прочностью, представляет большой интерес для использования в качестве проводникового материала. Однако даже чистое железо имеет значительно более высокое сравнительно с медью и алюминием удельное сопротивление; ρ стали, т.е. железа с примесью углерода и других элементов, еще выше. Обычная сталь обладает малой стойкостью коррозии: даже при нормальной температуре, особенно в условиях повышенной влажности, она быстро ржавеет; при повышении температуры скорость коррозии резко возрастает. Поэтому поверхность стальных проводов должна быть защищена слоем более стойкого материала. Обычно для этой цели применяют покрытие цинком.

В ряде случаев для уменьшения расхода цветных металлов применяют так называемый биметалл. Это сталь, покрытая снаружи слоем меди, причем оба металла соединены друг с другом прочно и непрерывно.

Натрий

Весьма перспективным проводниковым материалом является металлический натрий. Натрий может быть получен электролизом расплавленного хлористого натрия NaCl в практически неограниченных количествах. Из сравнения свойств натрия со свойствами других проводниковых металлов видно, что удельное сопротивление натрия примерно в 2.8 раза больше ρ меди и в 1.7 раз больше ρ алюминия, но благодаря чрезвычайно малой плотности натрия (плотность его почти в 9 раз меньше плотности меди), провод из натрия при данной проводимости на единицу длины должен быть значительно легче, чем провод из любого другого металла. Однако натрий чрезвычайно активен химически (он интенсивно окисляется на воздухе, бурно реагирует с водой), почему натриевый провод должен быть защищен герметизирующей оболочкой. Оболочка должна придавать проводу необходимую механическую прочность, так как натрий весьма мягок и имеет малый предел прочности при деформациях.

Литература по удельному сопротивлению проводников

  1. Кузнецов М. И., «Основы электротехники» – 9-е издание, исправленное – Москва: Высшая школа, 1964 – 560с.
  2. Бачелис Д. С., Белоруссов Н. И., Саакян А. Е. Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник. — М.: Энергия, 1971.
  3. Гершун А. Л. Кабель // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  4. Р. Лакерник, Д. Шарле. От меди к стеклу // Наука и жизнь. — 1986. — Вып. 08. — С. 50—54, 2-3 стр. цветной вкладки.
НОВОСТИ ФОРУМА Рыцари теории эфира13.06.2019 — 05:11: ЭКОЛОГИЯ — Ecology ->

л

Такая же мысля у всей ростовщической глобалистской шайки, включая придурка Грефа.

Так, то оно, так. Но, не совсем. Ибо: (постарайтесь понять, а не обижаться)

Горькая истина заключается в том, что людская толпа — это сборище умственно ущербных. Если бы было по-другому, то обществом бы не правили подонки. Умные люди никогда такого не допустили бы, а если случайно допустили, то нашли бы способ исправить.

Страшная истина заключается в том, что людской толпой управляет нелюдь, которая также умственно ущербна. Умственная ущербность, слепота власти ведет мир людей к тотальной гибели, ибо люди, даже те, кто мнит себя очень умными, типа спецов, разрабатывающих системы искусственного интеллекта, технологии цифровизации, не понимают, что создают необоримую удавку, мышеловку для всего человечества.

Как только ИИ возьмет власть, он тут же отправит своих создателей, как конкурентов, в утиль. Первыми жертвами будут его радетели типа грефа, путина, гейтса и иже с ними, то есть власть, так как именно от них будет исходить главная опасность для его планетарной власти. Толпе будет позволено существовать, пока ее не заменят роботы. А потом всем Холокост. Не лживый еврейский, а реальное всесожжение рода человеческого.

Если кто пораскинет своими обезьяньими мозгами, то поймёт, что эволюция — есть синоним геноцида: новое заменяет, то есть ликвидирует старое. Обезьяны породили неандертальцев. Неандертальцы съели обезьян и породили людей. Люди вытеснили обезьян, включая и умных неандертальцев, и породили ИИ. ИИ ликвидирует людей.

Проводимость меди и алюминия таблица

Только два металла – медь и алюминий нашли широкое применение в качестве проводников электрического тока. Их использование в этом качестве обусловливается комплексом физических свойств самих металлов и их ценой.

Физические основы протекания электрического тока в проводниках

Как известно из физики, электрический ток – это упорядоченное движение электрических зарядов в проводнике, под действием сил электрического поля. При перемещении электрических зарядов в проводнике они подвергаются противодействию, которое оценивают величиной электрического сопротивления и которое измеряется в омах (Ом).

Электрическое сопротивление для цилиндрических проводников определяется формулой r= ρ *l/s , где r – электрическое сопротивление проводника, Ом, ρ – удельное электрическое сопротивление материала проводника, Ом*мм2/м, l – длина проводника, м, s – площадь поперечного сечения проводника, мм 2

Поэтому, в электротехнике, для изготовления проводов используются материалы с низким удельным сопротивлением (медь, алюминий, сталь).

Например: Удельное сопротивление меди – 0, 0175 ом*мм 2 /м, удельное сопротивление алюминия – 0, 0294 ом*мм 2 /м

Иногда вместо электрического сопротивления r употребляют обратную величину – проводимость g=1/r, а вместо удельного сопротивления – удельную проводимость γ=1/ ρ . Электрическая проводимость измеряется в сименсах (См).

При перемещении электрических зарядов в проводнике, электрическое сопротивление вызывает нагревание проводника. Это нагревание является вредным и, при эксплуатации проводника, должно быть ограничено, с учётом физических свойств проводника и класса изоляции.

Установившаяся температура проводника с током, зависит от плотности тока, которая определяется по формуле: δ=I/s, где δ – плотность тока, а/мм 2 , I — величина тока, а s — площадь поперечного сечения проводника, мм 2

Что же выгоднее применять в качестве электрических проводов — медь или алюминий?

При сравнительном рассмотрении тенденций роста стоимости алюминия и меди в течение ХХ и начала ХХ I веков, очевидно, что стоимость алюминия растёт медленнее, чем меди. Эта разница особенно видна в начале ХХ I века. С 2006 года стоимость меди на Лондонской бирже металлов доходила до 8500 долл/тонну, в то время как алюминия — 2500 долл/тонну. Это связано с усовершенствованием и увеличением производства алюминия, при доступном и недорогом сырье для производства кабельной продукции, которое, в стоимости конечного продукта, составляет 25%.

Для меди – ситуация иная. Медные рудные запасы ухудшаются, содержание меди руде падает, новые месторождения бедны металлом и сложнее в его извлечении. Кроме того, эти месторождения географически более труднодоступны. Поэтому, затраты на сырьё в стоимости конечного продукта, составляют более 50 % и ещё растут.

Эти тенденции не изменяются, так же, как и сравнительная динамика цен, а изменения не предвидятся. Всё это говорит в пользу использования алюминия.

Научное открытие сверхпроводимости и её промышленное применение пока ещё недостижимы для мировой практики. В свете того, что электрическая проводимость алюминия ниже, чем у меди, сечение алюминиевого провода и, следовательно его объём, должны быть больше чем у медного, причём диаметр алюминиевого провода, для той же плотности тока, должен быть больше чем медного на 25 %.

Однако, увеличение объёма, а следовательно массы алюминиевого провода, нивелируется невысокой плотностью металла (2,7 т/м 3 — алюминий, 8,9 т/м 3 — медь). Поэтому масса алюминиевого провода, для той же плотности тока, в три раза меньше чем медного.

Однако выигрыша по массе, при применении алюминиевого провода вместо медного, из-за требований СНИПа, нет. Например, масса меди в проложенных проводах и кабелях, в панелях современной трёхкомнатной квартиры, составляет 10 кг. Масса трехжильного кабеля длиной в 1000 метров кабеля ВВГ (медь) сечением 1,5 мм 2 составляет 93 кг, а масса эквивалентного ему кабеля АВВГ (алюминий) сечением 2,5 мм 2 составляет 101 кг. Выгода от применения алюминиевых проводов получается из-за гораздо меньших цен на алюминий.

При существующих на сегодня ценах, применение алюминиевых проводов в несколько раз выгоднее, чем медных!

Для высоковольтных линий и для подвесных кабельных систем алюминий используется уже давно. Но в изолированных проводах увеличение диаметра жилы требует увеличения расхода кабельного ПВХ пластиката, цена которого (1800 долл/тонну) приближается к цене алюминия. Чем тоньше жила провода, тем больше сравнительные затраты на электроизоляцию, а выгоды от перехода с меди на алюминий – ниже. Однако, при текущих ценах, экономия всё равно получается значительной!

Проектировщики, архитекторы, электрики должны преодолеть предвзятость по отношению к применению алюминиевых проводов при новом строительстве. Это позволит применять выгодный, но трудоёмкий алюминий при разводках в панелях и в подводах к точкам внешней нагрузки (розетки и выключатели), что даст значительную экономию.

Алюминиевые обмоточные провода, могут с заметной выгодой, применяться в производстве маломощных трансформаторов, электродвигателей и других электрических машин.

Всё это определит огромный спрос на алюминий на мировом рынке и использование «крылатого металла» на земле.

А что вы думаете по этому поводу? Оставьте свой комментарий к статье!

Использование полезной работы электрического тока, уже является чем-то обыденным, незаменимым и само собой разумеющимся. Действительно, с тех пор, когда были получены первые токи от первой батарейки, великим ученым Алессандро Вольтом, в далеком 1800 году, прошло всего-то два столетия. Однако теперь сеть проводов, электрических соединений буквально пронизывает все и вся на поверхности земли и в наших домах. Если всю эту сеть нескончаемых проводов представить себе со стороны, то это будет подобно нервной или кровеносной системе в нашем организме. Роль всех этих проводов для современного общества, пожалуй, не менее значима, чем функция одной из вышеупомянутых систем живого организма. Что же, раз это так важно и серьезно, то при выборе проводов и кабелей, для создания нашей собственной коммуникативной электрической сети стоит подходить с особым вниманием и придирчивостью. Дабы она работала стабильно, без сбоев и отказов. Что же в себя включает данный выбор проводов и кабелей? Во-первых, это определиться с применяемым для проводки материалом, будь то медь или алюминий. Во-вторых, определиться с количеством жил в проводнике, 2 или 3. В-третьих, необходимо подобрать сечения жил исходя из тока, которые будет проходить по проводам, то есть исходя из мощности нагрузки. В-четвертых, выбрать провод исходя из расчетного значения, ближайшее большее сечение по типоряду относительного расчетного. О мелочах и того можно говорить намного больше сказанного, поэтому пока остановимся на этом, и попытаемся все же раскрыть тему нашей статьи о расчете и выборе провода или кабеля исходя из мощности нагрузки.

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Не смотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.
Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию. Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Какой провод, кабель выбрать для прокладки проводки (моножилу или многожильный)

При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой. Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу. Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди. В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше. Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Выбираем провод (кабель) из меди или алюминия (документ ПЭУ)

В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот. Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться. Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…». (До 2001 г. по имеющемуся заделу строительства допускается использование проводов и кабелей с алюминиевыми жилами) Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал. Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.
Так что еще раз повторимся – только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Сколько примерно потребляют бытовые приборы, и как это отразиться на выборе, расчете сечения кабеля

Итак, мы уже определились с маркировкой кабеля, что это должна быть моножила, также с тем, что это должна быть медь, да и про подводимую мощность кабеля мы тоже «заикнулись» не просто так. Ведь именно исходя из показателя проводимой мощности, будет рассчитываться провод, кабель на его применяемое сечение. Здесь все логично, прежде чем что-то рассчитать, надо исходить из начальных условий задачи. Этому нас научили еще в школе, исходные данные определяют основные пути решения. Что же, тоже самое можно сказать про расчет сечения медного провода, для расчета его сечения необходимо знать с какими токами или мощностями он будет работать. А для того чтобы нам знать токи и мощности, мы сразу должны знать, что именно будет подключено в нашей квартире, где лампочка, а где телевизор. Где компьютер, а куда мы включим зарядное устройство для телефона. Нет, конечно, со временем исходя из жизненных обстоятельств, что-то может поменяться, но нет кардинально, то есть примерная суммарная потребляемая мощность для всех наших помещений останется прежняя. Лучше всего сделать так, нарисовать план квартиры и там расставить и развешать все электроприборы, которые вам встретятся и которые запланированы. Скажем так.

Здесь неплохо было сориентироваться, сколько какой прибор потребляет. Именно для этого мы и приведем для вас таблицу ниже.

Онлайн калькулятор для определения силы тока по потребляемой мощности
Потребляемая мощность, Вт:
Напряжение питания, В:

Подытожим данный абзац, мы должны представлять какие токи, мощности подводимые проводами и кабелями, должны быть обеспечены, для того, чтобы рассчитать необходимое нам сечение и выбрать подходящее. Об этом как раз далее.

Как рассчитать диаметр (сечение) провода (кабеля) исходя из силы тока, потребляемой мощности (медный и алюминиевый)

Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.
Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда. Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.
Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток это направленное движение частиц. Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока. Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.
Не смотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.
Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.

Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке

С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)

Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных. Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.
А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.

Как рассчитать зависимость диаметра токопроводящей жилы (провода, кабеля) от его сечения (площади)

Этот абзац больше относится к курсу школы по геометрии алгебре, когда необходимо найти площадь круга исходя из его диаметра. Именно такая задача стоит перед тем, кто хочет перевести диаметр в сечение. Делается это очень просто.

Сечение равно по формуле – S=0,7853*D 2, где D и есть диаметр окружности, а S это площадь. Также справедливо будет утверждение S=ПИ*R 2 , где R – радиус

Общепринятые сечения медных проводов для проводки в квартире по сечению

Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства. Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.
Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.

Выбор сечения провода исходя из количества коммуникаций в доме (квартире) (типовые схемы проводки)

О чем еще хотелось сказать, так это о том, что лучше использовать несколько независимых линий питания для каждого из помещений в комнате или квартире. Тем самым вы не будете применять провод с сечением 10 мм 2 для всей квартиры, приброшенный во все комнаты, от которого идут отводы. Такой провод будет приходить на вводный автомат, а затем от него, в соответствии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены выбранные сечения проводов, для каждого из помещений.

Типовая принципиальная схема электропроводки для квартиры или дома с электрической плитой (с указанием сечения кабеля для электроприборов)

Подводя итог о выборе сечения провода (кабеля) в зависимости от силы тока (мощности)

Если вы прочитали всю нашу статью, и все наши выкладки, то наверняка уже осознали насколько сложно и одновременно просто выбрать алюминиевый или медный провод, по сечению исходя из токовой нагрузки и мощности. Да, расчет сечения потребует знания множества формул, поправок на материал и температуру, при этом если воспользоваться справочными таблицами, которые мы и привели, то все просто и понятно.
Что же, кроме выбора сечения провода необходимо будет правильно соединить между собой провода, использовать соответствующие автоматы, УЗО, розетки и выключатели. Не забывать про особенности схемы подключения проводки в квартире. Все это скажется на выборе сечения провода в вашем конкретном случае. И только в этом случае, когда вы учтете все факторы, воспользуетесь справочными материалами, правильно смонтируете все элементы, можно будет говорить о том, что все сделано как надо!

Видео о подборе сечения проводник в зависимости от тока (А)

Основные принципы по выбоу сечения, исходя из тока питания еще раз рассмотрены в этом видео.

В связи с тем, что существует два типа электрических сопротивлений –

В связи с электромагнитными явлениями, возникающими в проводниках при прохождении через него переменного тока в них возникает два важных для их электротехнических свойств физических явления.

Два последних явления делают неэффективным применение проводников радиусом больше характерной глубины проникновения электрического тока в проводник. Эффективный диаметр проводников (2RБхар): 50Гц -7 Ом. Используя микроомметры, можно определить качество электрических контактов, сопротивление электрических шин, обмоток трансформаторов, электродвигателей и генераторов, наличие дефектов и инородного металла в слитках (например, сопротивление слитка чистого золота вдвое ниже позолоченного слитка вольфрама).

Для расчета длины провода, его диаметра и необходимого электрического сопротивления, необходимо знать удельное сопротивление проводников ρ.

В международной системе единиц удельное сопротивление ρ выражается формулой:

Оно означает: электрическое сопротивление 1 метра провода (в Омах), сечением 1 мм 2 , при температуре 20 градусов по Цельсию.

Таблица удельных сопротивлений проводников

Материал проводника Удельное сопротивление ρ в
Серебро
Медь
Золото
Латунь
Алюминий
Натрий
Иридий
Вольфрам
Цинк
Молибден
Никель
Бронза
Железо
Сталь
Олово
Свинец
Никелин (сплав меди, никеля и цинка)
Манганин (сплав меди, никеля и марганца)
Константан (сплав меди, никеля и алюминия)
Титан
Ртуть
Нихром (сплав никеля, хрома, железа и марганца)
Фехраль
Висмут
Хромаль
0,015
0,0175
0,023
0,025. 0,108
0,028
0,047
0,0474
0,05
0,054
0,059
0,087
0,095. 0,1
0,1
0,103. 0,137
0,12
0,22
0,42
0,43. 0,51
0,5
0,6
0,94
1,05. 1,4
1,15. 1,35
1,2
1,3. 1,5

Из таблицы видно, что железная проволока длиной 1 м и сечением 1 мм 2 обладает сопротивлением 0,13 Ом. Чтобы получить 1 Ом сопротивления нужно взять 7,7 м такой проволоки. Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро. 1 Ом сопротивления можно получить, если взять 62,5 м серебряной проволоки сечением 1 мм 2 . Серебро – лучший проводник, но стоимость серебра исключает возможность его массового применения. После серебра в таблице идет медь: 1 м медной проволоки сечением 1 мм 2 обладает сопротивлением 0,0175 Ом. Чтобы получить сопротивление в 1 Ом, нужно взять 57 м такой проволоки.

Химически чистая, полученная путем рафинирования, медь нашла себе повсеместное применение в электротехнике для изготовления проводов, кабелей, обмоток электрических машин и аппаратов. Широко применяют также в качестве проводников алюминий и железо.

Сопротивление проводника можно определить по формуле:

где r – сопротивление проводника в омах; ρ – удельное сопротивление проводника; l – длина проводника в м; S – сечение проводника в мм 2 .

Пример 1. Определить сопротивление 200 м железной проволоки сечением 5 мм 2 .

Пример 2. Вычислить сопротивление 2 км алюминиевой проволоки сечением 2,5 мм 2 .

Из формулы сопротивления легко можно определить длину, удельное сопротивление и сечение проводника.

Пример 3. Для радиоприемника необходимо намотать сопротивление в 30 Ом из никелиновой проволоки сечением 0,21 мм 2 . Определить необходимую длину проволоки.

Пример 4. Определить сечение 20 м нихромовой проволоки, если сопротивление ее равно 25 Ом.

Пример 5. Проволока сечением 0,5 мм 2 и длиной 40 м имеет сопротивление 16 Ом. Определить материал проволоки.

Материал проводника характеризует его удельное сопротивление.

По таблице удельных сопротивлений находим, что таким сопротивлением обладает свинец.

Выше было указано, что сопротивление проводников зависит от температуры. Проделаем следующий опыт. Намотаем в виде спирали несколько метров тонкой металлической проволоки и включим эту спираль в цепь аккумулятора. Для измерения тока в цепь включаем амперметр. При нагревании спирали в пламени горелки можно заметить, что показания амперметра будут уменьшаться. Это показывает, что с нагревом сопротивление металлической проволоки увеличивается.

У некоторых металлов при нагревании на 100° сопротивление увеличивается на 40 – 50 %. Имеются сплавы, которые незначительно меняют свое сопротивление с нагревом. Некоторые специальные сплавы практически не меняют сопротивления при изменении температуры. Сопротивление металлических проводников при повышении температуры увеличивается, сопротивление электролитов (жидких проводников), угля и некоторых твердых веществ, наоборот, уменьшается.

Способность металлов менять свое сопротивление с изменением температуры используется для устройства термометров сопротивления. Такой термометр представляет собой платиновую проволоку, намотанную на слюдяной каркас. Помещая термометр, например, в печь и измеряя сопротивление платиновой проволоки до и после нагрева, можно определить температуру в печи.

Если при температуре t сопротивление проводника равно r, а при температуре t равно rt, то температурный коэффициент сопротивления

Примечание. Расчет по этой формуле можно производить лишь в определенном интервале температур (примерно до 200°C).

Приводим значения температурного коэффициента сопротивления α для некоторых металлов (таблица 2).

Значения температурного коэффициента для некоторых металлов

Металл α
Серебро
Медь
Железо
Вольфрам
Платина
0,0035
0,0040
0,0066
0,0045
0,0032
Ртуть
Никелин
Константан
Нихром
Манганин
0,0090
0,0003
0,000005
0,00016
0,00005

Из формулы температурного коэффициента сопротивления определим rt:

Пример 6. Определить сопротивление железной проволоки, нагретой до 200°C, если сопротивление ее при 0°C было 100 Ом.

Пример 7. Термометр сопротивления, изготовленный из платиновой проволоки, в помещении с температурой 15°C имел сопротивление 20 Ом. Термометр поместили в печь и через некоторое время было измерено его сопротивление. Оно оказалось равным 29,6 Ом. Определить температуру в печи.

Электрическая проводимость

До сих пор мы рассматривали сопротивление проводника как препятствие, которое оказывает проводник электрическому току. Но все же ток по проводнику проходит. Следовательно, кроме сопротивления (препятствия), проводник обладает также способностью проводить электрический ток, то есть проводимостью.

Чем большим сопротивлением обладает проводник, тем меньшую он имеет проводимость, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем большей проводимостью он обладает, тем легче току пройти по проводнику. Поэтому сопротивление и проводимость проводника есть величины обратные.

Из математики известно, что число, обратное 5, есть 1/5 и, наоборот, число, обратное 1/7, есть 7. Следовательно, если сопротивление проводника обозначается буквой r, то проводимость определяется как 1/r. Обычно проводимость обозначается буквой g.

Электрическая проводимость измеряется в (1/Ом) или в сименсах.

Пример 8. Сопротивление проводника равно 20 Ом. Определить его проводимость.

Если r = 20 Ом, то

Пример 9. Проводимость проводника равна 0,1 (1/Ом). Определить его сопротивление,

Если g = 0,1 (1/Ом), то r = 1 / 0,1 = 10 (Ом)

Материалы высокой проводимости

К наиболее широкораспрстраненным материалам высокой проводимости следует отнести медь и алюминий (Сверхпроводящие материалы, имеющие типичное сопротивление в 10 -20 раз ниже обычных проводящих материалов (металлов) рассматриваются в разделе Сверхпроводимость).

Преимущества меди, обеспечивающие ей широкое применение в качестве проводникового материала, следующие:

  1. малое удельное сопротивление;
  2. достаточно высокая механическая прочность;
  3. удовлетворительная в большинстве случаев применения стойкость по отношению к коррозии;
  4. хорошая обрабатываемость: медь прокатывается в листы, ленты и протягивается в проволоку, толщина которой может быть доведена до тысячных долей миллиметра;
  5. относительная легкость пайки и сварки.

Медь получают чаще всего путем переработки сульфидных руд. После ряда плавок руды и обжигов с интенсивным дутьем медь, предназначенная для электротехнических целей, обязательно проходит процесс электролитической очистки.

В качестве проводникового материала чаще всего используется медь марок М1 и М0. Медь марки М1 содержит 99.9% Cu, а в общем количестве примесей (0.1%) кислорода должно быть не более 0,08%. Присутствие в меди кислорода ухудшает ее механические свойства. Лучшими механическими свойствами обладает медь марки М0, в которой содержится не более 0.05% примесей, в том числе не свыше 0.02% кислорода.

Медь является сравнительно дорогим и дефицитным материалом, поэтому она все шире заменяется другими металлами, особенно алюминием.

В отдельных случаях применяются сплавы меди с оловом, кремнием, фосфором, бериллием, хромом, магнием, кадмием. Такие сплавы, носящие название бронз, при правильно подобранном составе имеют значительно более высокие механические свойства, чем чистая медь.

Алюминий

Алюминий является вторым по значению после меди проводниковым материалом. Это важнейший представитель так называемых легких металлов: плотность литого алюминия около 2.6, а прокатанного – 2.7 Мг/м 3 . Т.о., алюминий примерно в 3.5 раза легче меди. Температурный коэффициент расширения, удельная теплоемкость и теплота плавления алюминия больше, чем меди. Вследствие высоких значений удельной теплоемкости и теплоты плавления для нагрева алюминия до температуры плавления и перевода в расплавленное состояние требуется большая затрата тепла, чем для нагрева и расплавления такого же количества меди, хотя температура плавления алюминия ниже, чем меди.

Алюминий обладает пониженными по сравнению с медью свойствами – как механическими, так и электрическими. При одинаковом сечении и длине электрическое сопротивление алюминиевого провода в 1.63 раза больше, чем медного. Весьма важно, что алюминий менее дефицитен, чем медь.

Для электротехнических целей используют алюминий, содержащий не более 0.5% примесей, марки А1. Еще более чистый алюминий марки АВ00 (не более 0.03% примесей) применяют для изготовления алюминиевой фольги, электродов и корпусов электролитических конденсаторов. Алюминий наивысшей чистоты АВ0000 имеет содержание примесей не более 0ю004%. Добавки Ni, Si, Zn или Fe при содержании их 0.5% снижают γ отожженного алюминия не более, чем на 2-3%. Более заметное действие оказывают примеси Cu, Ag и Mg, при том же массовом содержании снижающие γ алюминия на 5-10%. Очень сильно снижают электропроводность алюминия Ti и Mn.

Алюминий весьма активно окисляется и покрывается тонкой оксидной пленкой с большим электрическим сопротивлением. Эта пленка предохраняет металл от дальнейшей коррозии.

Алюминиевые сплавы обладают повышенной механической прочностью. Примером такого сплава является альдрей, содержащий 0.3-0.5% Mg, 0.4-0.7% Si и 0.2-0.3% Fe. В альдрее образуется соединение Mg2Si, которое сообщает высокие механические свойства сплаву.

Железо и сталь

Железо (сталь) как наиболее дешевый и доступный металл, обладающий к тому же высокой механической прочностью, представляет большой интерес для использования в качестве проводникового материала. Однако даже чистое железо имеет значительно более высокое сравнительно с медью и алюминием удельное сопротивление; ρ стали, т.е. железа с примесью углерода и других элементов, еще выше. Обычная сталь обладает малой стойкостью коррозии: даже при нормальной температуре, особенно в условиях повышенной влажности, она быстро ржавеет; при повышении температуры скорость коррозии резко возрастает. Поэтому поверхность стальных проводов должна быть защищена слоем более стойкого материала. Обычно для этой цели применяют покрытие цинком.

В ряде случаев для уменьшения расхода цветных металлов применяют так называемый биметалл. Это сталь, покрытая снаружи слоем меди, причем оба металла соединены друг с другом прочно и непрерывно.

Натрий

Весьма перспективным проводниковым материалом является металлический натрий. Натрий может быть получен электролизом расплавленного хлористого натрия NaCl в практически неограниченных количествах. Из сравнения свойств натрия со свойствами других проводниковых металлов видно, что удельное сопротивление натрия примерно в 2.8 раза больше ρ меди и в 1.7 раз больше ρ алюминия, но благодаря чрезвычайно малой плотности натрия (плотность его почти в 9 раз меньше плотности меди), провод из натрия при данной проводимости на единицу длины должен быть значительно легче, чем провод из любого другого металла. Однако натрий чрезвычайно активен химически (он интенсивно окисляется на воздухе, бурно реагирует с водой), почему натриевый провод должен быть защищен герметизирующей оболочкой. Оболочка должна придавать проводу необходимую механическую прочность, так как натрий весьма мягок и имеет малый предел прочности при деформациях.

Литература по удельному сопротивлению проводников

  1. Кузнецов М. И., «Основы электротехники» – 9-е издание, исправленное – Москва: Высшая школа, 1964 – 560с.
  2. Бачелис Д. С., Белоруссов Н. И., Саакян А. Е. Электрические кабели, провода и шнуры. Справочник. — М.: Энергия, 1971.
  3. Гершун А. Л. Кабель // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  4. Р. Лакерник, Д. Шарле. От меди к стеклу // Наука и жизнь. — 1986. — Вып. 08. — С. 50—54, 2-3 стр. цветной вкладки.
НОВОСТИ ФОРУМА
Рыцари теории эфира
13.06.2019 – 05:11: ЭКОЛОГИЯ – Ecology ->
[center][Youtube]tXZcSDqQ9A4[/Youtube][/center]

[center][b]Гибель пчел в Курчатовском районе [/center]

[center][b]Массовая гибель пчёл 2019. г. Павловск Воронежской об [/center]л

[center][b]Массовая гибель пчел в Добринском районе. В чем причина? [/center]

Такая же мысля у всей ростовщической глобалистской шайки, включая придурка Грефа.

Так, то оно, так. Но, не совсем. Ибо:
(постарайтесь понять, а не обижаться)

Горькая истина заключается в том, что людская толпа – это сборище умственно ущербных.
Если бы было по-другому, то обществом бы не правили подонки.
Умные люди никогда такого не допустили бы, а если случайно допустили, то нашли бы способ исправить.

Страшная истина заключается в том, что людской толпой управляет нелюдь, которая также умственно ущербна.
Умственная ущербность, слепота власти ведет мир людей к тотальной гибели, ибо люди,
даже те, кто мнит себя очень умными, типа спецов, разрабатывающих системы искусственного интеллекта,
технологии цифровизации, не понимают, что создают необоримую удавку, мышеловку для всего человечества.

Как только ИИ возьмет власть, он тут же отправит своих создателей, как конкурентов, в утиль.
Первыми жертвами будут его радетели типа грефа, путина, гейтса и иже с ними, то есть власть,
так как именно от них будет исходить главная опасность для его планетарной власти.
Толпе будет позволено существовать, пока ее не заменят роботы.
А потом всем Холокост. Не лживый еврейский, а реальное всесожжение рода человеческого.

Если кто пораскинет своими обезьяньими мозгами, то поймёт, что эволюция – есть синоним геноцида:
новое заменяет, то есть ликвидирует старое.
Обезьяны породили неандертальцев.
Неандертальцы съели обезьян и породили людей.
Люди вытеснили обезьян, включая и умных неандертальцев, и породили ИИ.
ИИ ликвидирует людей.

Выбор кабеля для структурированной кабельной системы

В статье «Технология PoE в вопросах и ответах» мы рассказали о новых коммутаторах Zyxel, предназначенных для построения систем видеонаблюдения и других сегментов ИТ инфраструктуры с применением питания через PoE.

Однако просто купить хороший коммутатор и подключить соответствующие устройства — это ещё далеко не всё. Самое интересное может проявиться немного позже, когда это хозяйство придется обслуживать. Иногда возникают своеобразные подводные камни, о существовании которых следует знать.


Омедненная витая пара

В разных источниках информации по применению PoE можно встреть фразу типа «Использовать только медные кабели». Или «Do not use for CCA twisted pair». Что означают подобные предупреждения?

Существует устоявшееся заблуждение, что, витая делается всегда из медной проволоки. Оказывается, не всегда. В некоторых случаях производитель в целях экономии используем так называемые омедненный кабель.

По сути это алюминиевый кабель, у которого проводники покрыты тонким слоем меди. Полное название «витая пара из омедненного алюминия»

Витая пара из цельномедных проводников маркируется как «Cu» (от латинского «cuprum»

Омедненный алюминий обозначается как «CCA» (Copper Coated Aluminum — алюминий, покрытый медью).

Производители CCA могут и не ставить вообще маркировку. Иногда и вовсе недобросовестные производители рисуют параметр «Cu» на витой паре из омедненного алюминия.

Примечание. Согласно ГОСТ ставить такую маркировку не обязательно.

Единственный бесспорный аргумент в защиту омедненного кабеля — низкая цена.

Другой гораздо менее значимый аргумент — меньший вес. Считается, что бухты с алюминиевым кабелем легче перетаскивать при монтаже, потому что удельный вес алюминия меньше, чем у меди.

Примечание. На практике не все так однозначно. Свою роль играют вес упаковки, вес изоляции, наличие подручных средств механизации и тому подобное. Привезти на тележке и поднять на лифте 5-6 коробок с бухтами ССА кабеля занимает примерно столько же времени и сил, как и столько же коробок с бухтами «полноценной меди».


Как точно распознать алюминиевый кабель

Омедненный алюминий не всегда бывает легко распознать. Советы вроде: «Поскрести поверхность провода или оценить вес бухты кабеля, приподняв в руке», — работают весьма относительно.

Самый доступный и быстрый тест: поджечь зачищенный конец проволоки, например, зажигалкой. Алюминий довольно быстро начинает гореть и крошиться, в то время как конец проводника из чистой меди может раскалиться докрасна, но сохраняет свою форму и при остывании возвращает физические свойства, например, упругость.

Труха, оставшаяся от поджигания омедненного алюминия — это в принципе то, во что со временем превращается такой «экономичный» кабель. Все страшные сисадминские рассказы про «высыпающиеся кабели» — это как раз про «омеднёнку».

Примечание. Можно зачистить проволоку от изоляции и взвесить, рассчитав удельные вес. Но на практике такой способ используется редко. Нужны точные весы, установленные на строго горизонтальной ровной поверхности, и свободное время, чтобы этим заниматься.

Таблица 1. Сравнение удельных весов меди и алюминия.

Наши друзья из компании NeoNate, которая между прочим сама делает очень хороший кабель, сделали вот такую табличку вам в помощь.


Потеря мощности при передаче

Сравним удельное сопротивление:


  • удельное сопротивление меди — 0, 0175 ом*мм2/м;


  • удельное сопротивление алюминия — 0, 0294 ом*мм2/м/


Суммарное сопротивление такого кабеля вычисляется по формуле:

Учитывая, что толщина медного покрытия на дешевом омедненном кабеле «стремится к нулю», получаем большее сопротивление за счет алюминия.

А как же скин-эффект?

Скин-эффект назван от английского слова skin — англ. «кожа».

При передаче высокочастотного сигнала наблюдается эффект, при котором электрический сигнал передается в первую очередь по поверхности кабеля. Это явление служит аргументом, при помощи которого производители дешевой витой пары пытаются оправдать экономию в виде покрытого медью алюминия, мол, «всё равно ток пойдёт по поверхности».

На самом деле скин-эффект — это достаточно сложный физический процесс. Утверждать, что в любой омедненной витой паре передача сигнала всегда будет идти строго по медной поверхности, не «захватывая» слой алюминия — это не совсем справедливое утверждение.

Проще говоря, не имея на руках лабораторного исследования по этой конкретной марке провода нельзя достоверно утверждать, что данный CCA кабель благодаря скин-эффекту, по характеристикам передает ничем не хуже качественного медного кабеля.


Меньшая прочность

Алюминиевая проволока ломается гораздо проще и быстрее чем медная того же диаметра. Однако «взять и сломать» — это не самая большая беда. Гораздо большей неприятностью являются микротрещины на кабеле, которые увеличивают сопротивление и могут приводить к появлению плавающего эффекта затухания сигнала. Например, когда кабель время от времени подвергается изгибам или температурным воздействиям. Алюминий более критичен к такого рода воздействиям.


Критичность к перепаду температур

Все физические тела обладают способностью изменять объем под воздействием
температуры. При разном коэффициенте расширения данные металлы будут изменяться по-разному.
Это может влиять как на сохранение целостности медного покрытия, так и на
качество контактов в местах сочленений алюминиевых проводников и устройств
крепления. Способность алюминия к большему расширению при повышении температуры
способствует появлению микротрещин, которые ухудшают электрические
характеристики и снижают прочность кабеля.


Способность алюминия быстрее окисляться

Помимо температурного расширения нужно принять во внимание свойство алюминия быстро окисляться, о чем свидетельствует тест с зажигалкой.

Но даже если на алюминиевый провод не воздействует открытое пламя и внешние высокотемпературные нагреватели, со временем при перепаде температуры или при нагреве за счет передачи электрического тока для питания устройств (PoE) большее количество атомов металла вступает в соединение с кислородом. Электрические свойства кабеля это отнюдь не улучшает.


Контакт алюминия с другими цветными металлами

Алюминий не рекомендуют соединять с проводниками из других цветных металлов, в первую очередь с медью и медьсодержащими сплавами. Причина — повышение окисляемости алюминия в местах соединения.

По прошествии времени придется заменить коннекторы, а проводники в патчпанели перезаделать заново. Неприятно, что с этим могут быть связаны плавающие ошибки.


Проблемы с PoE для омедненной витой пары

В случае с PoE электрический ток для питания устройств передается частично по медному покрытию, но в основном по алюминиевому наполнению, то есть с большим сопротивлением, и, соответственно, с большими потерями мощности.

Помимо этого, возникают другие проблемы: из-за нагрева проводов при передаче тока электропитания, на который данная витая пара не рассчитывалась; из-за микротрещин, окисления провода и так далее.


Что делать если СКС с кабелем из омедненного алюминия досталась «в наследство»?

Нужно иметь в виду, что часть сегментов со временем придется заменить (по тем или иным причинам). Лучше сразу зарезервировать на этот случай в бюджете денежные средства. (Понимаю, что звучит как фантастика, но что ещё поделать?)

Контролировать состояние СКС. Следить за температурой, влажностью и другими физическими показателями в помещениях и других местах, где проходит витая пара. Если там более жарко, холодно, влажно или есть подозрение на механическое воздействие, например, вибрацию — стоит подумать о превентивных мерах. В принципе, в ситуации с традиционной медной витой парой подобный контроль также не помешает, но алюминиевые провода более капризны к указанным явлениям.

Существует мнение, что уже нет особого смысла приобретать какие-то особенно хорошие патчпанели, сетевые розетки, патчкорды для подключения пользователей и другое пассивное оборудование. Поскольку проводная часть, скажем так — «не фонтан», то тратится на крутую «обвеску» может быть уже и не стоит.

С другой стороны, если вы со временем всё же захотите заменить такую замечательную «в основном ничем не отличающуюся» витую пару CCA на проверенную временем «медь» — стоит ли поступать по принципу «шаг вперед, два шага назад», закупая сейчас патчпанели и розетки по бросовой цене?

Также нужно очень внимательно относиться к внезапным пропаданиям связи. Когда какое-то время не было даже пинга, а пока искали — «всё само чудесным образом» восстановилось. Качество кабеля и соединения могут играть в таких инцидентах не последнюю роль.

Если планируется использовать PoE, например, для камер видеонаблюдения — для этого участка лучше сразу заменить витую пару на медную. Иначе можно столкнуться с ситуацией, когда сначала повесили камеру с малым энергопотреблением, потом поменяли на другую и приходится ломать голову — почему не работает.


5E хорошо, а 6 категория лучше!

Категория 6 более устойчива к помехам и температурным воздействиям, скрутка проводников в таких кабелях производится с меньшим шагом, что способствует улучшению электрических характеристик. В некоторых случаях в кат. 6 устанавливаются разделители для разнесения пар (удаления друг от друга с целью предотвращения взаимного влияния). Всё это повышает надёжность при эксплуатации.
Для подключения устройств с PoE такие изменения придутся весьма кстати, например, для обеспечения устойчивой работы сети при колебаниях температуры.

Кабели СКС иногда прокладываются в помещениях со слабым климат-контролем, например, через надпотолочное пространство, в подвале, техническом или цокольном этаже, где разница температур в течение дня достигает 25°C. Такие температурные скачки влияют на характеристики кабеля.

Прокладка более дорогого, но и более надежного кабеля 6 категории с лучшими характеристиками вместо категории 5Е — это не повышение «накладных расходов», а инвестиция в более качественную и надежную связь.
Подробнее можно прочитать здесь.

В российском представительстве Zyxel провели собственное исследование зависимости допустимого расстояния для передачи питания PoE от типа используемого кабеля. Для проверки использовались коммутаторы
GS1350-6HP и GS1350-18HP

Рисунок 1. Внешний вид коммутатора GS1350-6HP.

Рисунок 2. Внешний вид коммутатора GS1350-18HP.

Для удобства результаты сведены в таблицу, разделенную по производителям видеокамер (см. ниже таблицы 2-8).

Таблица 2. Процедура тестирования


Таблица 3. Сравнительные характеристики кабелей для подключения камер LTV

Таблица 4. Сравнительные характеристики кабелей для подключения камер LTV (продолжение)

Таблица 5. Сравнительные характеристики кабелей для подключения камер LTV (продолжение 2).

Таблица 6. Сравнительные характеристики кабелей для подключения камер UNIVIEW.

Таблица 7. Сравнительные характеристики кабелей для подключения камер UNIVIEW (продолжение).

Таблица 8. Сравнительные характеристики кабелей для подключения камер Vivotek.


Заключение

Описанные в статье проблемы не являются обязательными к приобретению. Возможно, найдётся человек, который скажет: «Я вот в своих проектах всё время применяю исключительно омедненную витую пару категории 5Е и проблем не знаю». Разумеется, большую роль играет качество исполнения, условия эксплуатации, периодический контроль и своевременное обслуживание. Однако, остается еще необходимость использовать PoE, а для такой ситуации использование медной витой пары категории 6 является более перспективным решением.

Возможная экономия при использовании дешевой омедненной витой пары носит достаточно специфический характер. Если речь идет о крупномасштабных проектах уровня Enterprise для бизнеса, критичного к ИТ — разумнее использовать высококачественную медную пару от проверенных, хорошо зарекомендовавших себя производителей. Если речь идёт о малых сетях, то экономия на витой паре, особенно в условиях «приходящего админа» выглядит довольно сомнительно. Иногда бывает лучше переплатить за качественный кабель, чтобы снять потенциальные проблемы, повысить надежность, расширить диапазон возможностей (PoE) и снизить стоимость обслуживания.

Благодарим наших коллег из компании NeoNate за помощь в создании материала.

Приглашаем в наш телеграмм канал и на форум. Поддержка, консультации по выбору оборудования и просто общение профессионалов. Добро пожаловать!

Хотите стать партнером Zyxel? Начните с регистрации на нашем партнерском портале.


Источники

Технология PoE в вопросах и ответах

IP-камеры PoE, особые требования и бесперебойная работа — сводим всё воедино

Смарт-управляемые коммутаторы для систем видеонаблюдения

Какой выбрать кабель UTP – омеднённый алюминий или медный?

Витая пара: медь или биметалл (омедненка)?

Что такое скин-эффект и где его используют на практике

Категория 5e против Категории 6

Сайт компании NeoNate

Электрическое сопротивление проводника

Электрическое сопротивление — физическая величина, которая показывает, какое препятствие создается току при его прохождении по проводнику. Единицами измерения служат Омы, в честь Георга Ома. В своем законе он вывел формулу для нахождения сопротивления, которая приведена ниже. 

Рассмотрим сопротивление проводников на примере металлов. Металлы имеют внутреннее строение в виде кристаллической решетки. Эта решетка имеет строгую упорядоченность, а её узлами являются положительно заряженные ионы. Носителями заряда в металле выступают “свободные” электроны, которые не принадлежат определенному атому, а хаотично перемещаются между узлами решетки. Из квантовой физики известно, что движение электронов в металле это распространение электромагнитной волны в твердом теле. То есть электрон в проводнике движется со скоростью света (практически), и доказано, что он проявляет свойства не только как частица, но еще и как волна. А сопротивление металла возникает в результате рассеяния электромагнитных волн (то есть электронов) на тепловых колебаниях решетки и её дефектах.  При столкновении электронов с узлами кристаллической решетки часть энергии передается узлам, вследствие чего выделяется энергия. Эту энергию можно вычислить при постоянном токе, благодаря закону Джоуля-Ленца – Q=I2Rt. Как видите чем больше сопротивление, тем больше энергии выделяется. 

Удельное сопротивление

Существует такое важное понятие как удельное сопротивление, это тоже самое сопротивление, только в единице длины. У каждого металла оно свое, например у меди оно равно 0,0175 Ом*мм2/м, у алюминия 0,0271 Ом*мм2/м .  Это значит, брусок из меди длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2 будет иметь сопротивление 0,0175 Ом, а такой же брусок, но из алюминия будет иметь сопротивление 0,0271 Ом. Выходит что электропроводность меди выше чем у алюминия. У каждого металла удельное сопротивление свое, а рассчитать сопротивление всего проводника можно по формуле   

где p – удельное сопротивление металла, l – длина проводника, s – площадь поперечного сечения.

Значения удельных сопротивлений приведены в таблице удельных сопротивлений металлов (20°C)   

Вещество

p, Ом*мм2/2

α,10-3 1/K

Алюминий

0.0271

3.8

Вольфрам

0.055

4.2

Железо

0.098

6

Золото

0.023

4

Латунь

0.025-0.06

1

Манганин

0.42-0.48

0,002-0,05

Медь

0.0175

4.1

Никель

0.1

2.7

Константан

0.44-0.52

0.02

Нихром

1.1

0.15

Серебро

0.016

4

Цинк

0.059

2.7

Кроме удельного сопротивления в таблице есть значения ТКС, об этом коэффициенте чуть позже.

Зависимость удельного сопротивления от деформаций


При холодной обработке металлов давлением, металл испытывает пластическую деформацию. При пластической деформации кристаллическая решетка искажается, количество дефектов становится больше. С увеличением дефектов кристаллической решетки, сопротивление течению электронов по проводнику растет, следовательно, удельное сопротивление металла увеличивается. К примеру, проволоку изготавливают методом протяжки, это значит, что металл испытывает пластическую деформацию, в результате чего, удельное сопротивление растет. На практике для уменьшения сопротивления применяют рекристаллизационный отжиг, это сложный технологический процесс, после которого кристаллическая решетка как бы, “расправляется” и количество дефектов уменьшается, следовательно, и сопротивление металла тоже.

При растяжении или сжатии, металл испытывает упругую деформацию. При упругой деформации вызванной растяжением, амплитуды тепловых колебаний узлов кристаллической решетки увеличиваются, следовательно, электроны испытывают большие затруднения, и в связи с этим, увеличивается удельное сопротивление. При упругой деформации вызванной сжатием, амплитуды тепловых колебаний узлов уменьшаются, следовательно, электронам проще двигаться, и удельное сопротивление уменьшается.

Влияние температуры на удельное сопротивление

Как мы уже выяснили выше, причиной сопротивления в металле являются узлы кристаллической решетки и их колебания. Так вот, при увеличении температуры, тепловые колебания узлов увеличиваются, а значит, удельное сопротивление также увеличивается. Существует такая величина как температурный коэффициент сопротивления (ТКС), который показывает насколько увеличивается, или уменьшается удельное сопротивление металла при нагреве или охлаждении. Например, температурный коэффициент меди при 20 градусах по цельсию равен 4.1 · 10 − 3 1/градус. Это означает что при нагреве, к примеру, медной проволоки на 1 градус цельсия, её удельное сопротивление увеличится на 4.1 · 10 − 3  Ом. Удельное сопротивление при изменении температуры можно вычислить по формуле 

где r это удельное сопротивление после нагрева, r0 – удельное сопротивление до нагрева, a – температурный коэффициент сопротивления, t2 – температура до нагрева, t1  — температура после нагрева. 

Подставив наши значения, мы получим: r=0,0175*(1+0.0041*(154-20))=0,0271 Ом*мм2/м. Как видите наш брусок из меди длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2, после нагрева до 154 градусов, имел бы сопротивление, как у такого же бруска, только из алюминия и при температуре равной 20 градусов цельсия. 

Свойство изменения сопротивления при изменении температуры, используется в термометрах сопротивления. Эти приборы могут измерять температуру основываясь на показаниях сопротивления. У термометров сопротивления высокая точность измерений, но малые диапазоны температур.

На практике, свойства проводников препятствовать прохождению тока используются очень широко.  Примером может служить лампа накаливания, где нить из вольфрама, нагревается за счет высокого сопротивления металла, большой длины и узкого сечения. Или любой нагревательный прибор, где спираль разогревается благодаря высокому сопротивлению. В электротехнике, элемент главным свойством которого является сопротивление, называется – резистор. Резистор применяется практически в любой электрической схеме. 

  • Просмотров: 9241
  • Удельное сопротивление металлов: таблица и зависимость — Металлургия

    Физическая величина, которая показывает, какое препятствие возникает току при его прохождении по проводнику, такая величина называется – удельное электрическое сопротивление металлов. Великий ученый Георг Ом назвал в честь себя эту единицу измерения Ом. Знаменитый ученый разработавший закон нахождения сопротивления.

    Сопротивление металлов

    На примере металлических твердых тел проанализируем сопротивление проводников. Металлы состоят из кристаллических решеток. Эта решетка имеет положительные заряды и полностью имеет строгую упорядоченность. Свободные электроны являются носителями зарядов в металле, а также они не принадлежат определенному атому и их движение происходит в хаотичном порядке. Как нам уже известно, из учебников по квантовой физики, движение электронов в металлическом твердом теле это и есть ни что иное, как распределение электромагнитных волн по твердым телам. Отсюда напрашивается вывод, что электроны в проводнике двигаются со скоростью света, и проявляет себя не только в роли частицы, но и как энергетические волны. При рассеивании электромагнитных волн и её дефектах, а также колебаниях тепловых решеток происходит сопротивление металла. Во время столкновения электронов с кристаллической решеткой часть энергии отдается узлам решетки, что и заставляет выделять энергию. Благодаря формуле Q=I2Rt знаменитого закона Джоуля-Ленца можно вычислить эту энергию при постоянной подачи тока. Это и так понятно, что чем больше будет сопротивление, тем больше будет подача энергии.

    Очень важно знать, что существует такое понятие как удельное сопротивление, оно отличается тем, что сопротивление единиц длины. У каждого вида метала свое удельное сопротивление металлов, таблица наглядно показывает это. К примеру, у алюминия 0,0271 Ом мм2/м, а у меди достигает 0,0175 Ом мм2/м. Отсюда вывод что медное тело длиной м и с площадью поперечного сечения будет иметь сопротивление 0,0175 Ом, в то время, когда алюминий 0,0271 Ом. Получается, что проводимость электричества у алюминия гораздо ниже, чем у меди. Нужно не забывать, что у каждого метала сопротивление своё. И высчитать его можно по уже знакомой нам формуле.

    Удельное электрическое сопротивление при температуре 20 °C, Ом*м

    Температурная зависимость

    Также сопротивление может изменяться и при изменении температуры, они напрямую используются в термометрах. Такие приборы обычно используют для измерения температуры и полностью зависят от показателей сопротивления. У термометра сопротивления малый диапазон температур, но высокая точность измерения.

    В практических работах свойства проводников при их препятствию тока, очень часто используются. Что бы далеко не ходить примером может послужить лампа высокого накаливания, где нить из вольфрамового сплава нагревается из-за сопротивления металла, имею большую длину и узкое сечение. Также любой нагревательный прибор, где спираль накаливается за счёт большой сопротивляемости. В любой технике есть прибор называемый резистор, он отвечает за сопротивляемость. Эти резисторы используются практически во всех электроприборах и электрических схемах.

    Чистый алюминий: физические свойства – aluminium-guide.com

    Степень чистоты алюминия

    Традиционная система описания чистоты металлов, в том числе, алюминия, основана на измерении общего количества примесных элементов в процентах и вычитания этого количества из 100 %. Обычно результат выражается в количестве девяток. Например, «пять девяток» указывает на чистоту 99,999 %. Это означает, что общее содержание примесей составляет 0,001 % или 10 миллионных долей (10 ppm).

    Метод измерения чистоты металлов

    Сопротивление прохождению электронов через образец высокочистого металла, особенно при низких температурах, сильно зависит от количества примесных элементов, которые присутствуют в нем. На этом факте основан очень чувствительный качественный метод испытаний чистоты 99,999 % и выше. Этот метод ценен не только из-за своей чувствительности, но еще и потому, что измерение электрического сопротивления является относительно простым.

    Классификация чистоты алюминия

    Обычно применяется следующая, условная, классификация степеней чистоты алюминия [1]:

    • 99,50-99,79 – алюминий промышленной чистоты (commercial purity)
    • 99,80-99,949 – высокочистый алюминий (high purity)
    • 99.950-99,9959 – сверхчистый алюминий (super purity)
    • 99.9960-99,9990 – особо чистый алюминий (extreme purity)
    • более 99,9990 – ультрачистый алюминий (ultra purity).

    Ниже представлен обзор свойств алюминия со степенью чистоты от 99,50 и выше. О влиянии легирующих добавок и примесей на свойства алюминия и алюминиевых сплавов см. здесь.

    Механические свойства чистого алюминия

    Данные о прочности при растяжении алюминия нескольких степеней чистоты представлены в таблице 1.

    Влияние холодной пластической деформации – нагартовки – на прочностные характеристики чистого алюминия степени «пять девяток» (99,999 %) показано в таблице 2.

    Твердость и прочность алюминия в зависимости от степени его чистоты показаны на рисунке 1.

    Таблица 1 – Механические свойства чистого алюминия
    при комнатной температуре

    Таблица 2 – Прочностные свойства алюминия 99,999+ %

    Рисунок 1 – Твердость и прочность алюминия
    в зависимости от степени его чистоты

    Другие механические свойства чистого алюминия:

    • Модуль упругости: 62 ГПа
    • Сдвиговый модуль упругости: 25 ГПа при 25 ºС
    • Скорость звука: при 25 ºС – 6200 м/с; при 660 ºС (жидкое состояние) – 4650 м/с

    Атомные свойства

    Алюминий имеет [1]:

    • атомный номер 13
    • атомный вес 26,9815.

    Кристаллическая структура

    Алюминий кристаллизируется в гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК), которая является стабильной от температуры 4 К и до точки плавления.

    Рисунок 1.1 – Атомная структура алюминия [2]

    Плотность

    Теоретическая плотность алюминия при комнатной температуре (20 ºС), которая основана на размерах кристаллической решетки составляет 2698,72 кг/м3 [1]. Экспериментальные данные находятся в интервале от 2996,6 до 2698,8 кг/м3.

    Зависимость плотности алюминия от степени его чистоты и твердом и жидком состояниях показана на рисунке 2.

    Рисунок 2 – Плотность алюминия в зависимости от степени его чистоты
    в твердом состоянии (20 градусов Цельсия) и
    жидком состоянии (1000 градусов Цельсия)

    Плотность жидкого алюминия чистотой 99,996 % представлена в таблице 3.

    Таблица 3 – Плотность жидкого алюминия чистотой 99,996 %

    Термические свойства

    Температурное расширение

    Данные о коэффициенте температурного расширения (КТР) для алюминия чистотой 99,99 % при различных температурах указаны в таблице 4.

    Таблица 4 – Коэффициент температурного расширения (КТР)
    чистого алюминия 99,99 %

    Температура плавления

    Температура плавления чистого алюминия весьма чувствительна к степени чистоты – содержанию примесей. Экспериментально установлено, что температура плавления алюминий 99,996 % составляет 933,4 К или 660,25 ºС.

    Температура затвердевания алюминия 660,323 ºС является одной из контрольных точек Международной практической температурной шкалы 1990 года, которая применяется для калибровки термометров и термопар.

    Другие термические свойства чистого алюминия:

    • Температура кипения: 2494 ºС
    • Удельная теплоемкость: 0,900 кДж/кг·К   при 25 ºС; 1,18 кДж/кг·К   при 660,40 ºС (жидкое состояние)
    • Скрытое тепло плавления: 397 кДж/кг
    • Скрытое тепло образования пара: 10,78 МДж/кг
    • Тепло воспламенения: 31,05 МДж/кг

    Коэффициент теплопроводности

    При температурах от умеренных до высоких, таких как выше 100 К, коэффициент теплопроводности k отожженного высокочистого (99,99+ %) является относительно независимым от степени чистоты. Ниже 100 К алюминий становится очень чувствительным к степени чистоты. Коэффициент теплопроводности чистого алюминия в интервале температуры от 100 до 933 К (от -173 до 660 ºС) плавно снижается с 3,02 до 2,08 Вт·см-1·К-1 [1].

    Рисунок 2.1 – Теплопроводность алюминия в сравнении с другими металлами [2]

    Удельное электрическое сопротивление

    Принятая величина удельного электрического сопротивления сверхчистого алюминия (99,990 %) при 20 ºС составляет 2,2548×10-8 Ом·м или 64,94 % от Международного стандарта отожженной меди (IACS). Электрическое сопротивление алюминия чистоты 99,9 % при различных температурах показано в таблице 5.

    Таблица 5 – Удельное электрическое сопротивление чистого алюминия (99,90 %)

    Электрическая проводимость чистого алюминия является изотропной, если только в нем не присутствуют ориентированные дислокации.

    Влияние размера зерна на удельное электрическое сопротивление в промышленном алюминии является незначительным. Однако, нагартованный алюминий имеет в направлении полученной холодной пластической деформации несколько более высокую – на 0,5-1,0 % – электрическую проводимость.

    Намагничиваемость

    Поскольку алюминий имеет нечетное количество валентных электронов (3), то он является парамагнитным. В нормальных условиях не проявляет намагничиваемости.

    Оптические свойства

    Спектральная отражательная способность

    Отражательная способность гладкой алюминиевой поверхности по отношению к свету составляет более 90 % при длине волн от 0,9 до 12,0 мкм, для волн длиной 0,2 мкм эта отражательная способность снижается до 70 %. Для волн длиной ниже 0,2 мкм отражательная способность резко снижается.

    Максимальная отражательная способность достигается путем  осаждения алюминия из газовой фазы (пара), которое дает очень гладкие поверхности. Для достижения максимальной отражательной способности эти газофазные пленки требуют толщины не менее 10-5 см.

    Отражательная способность алюминиевой поверхности снижается с повышением ее шероховатости. Алюминиевая поверхность после пескоструйной обработки может отражать только 15-25 % света по сравнению с полированной поверхностью материала того же химического состава. На рисунке 3 показана нормальная отражательная способность различных поверхностей чистого алюминия.

    Рисунок 3 – Спектральная отражательная способность чистого алюминия [1]

    Эмиссионность

    Эмиссионность – способность поверхности абсорбировать тепло и отражать его. Эмиссионность полированного алюминия при комнатной температуре составляет только несколько процентов от эмиссионности черного тела. Огрубление поверхности может поднять эмиссионность до 20-30 %. Эмиссионность возрастает с увеличением температуры и достигает 15-20 % в жидком состоянии.

    Источник:

    1. Aluminum and Aluminum Alloys, AMS International, 1993.
    2. TALAT 1501

    Удельное сопротивление (ρ) и проводимость (σ) металлов, сплавов, горных пород и грунтов

    Удельное сопротивление, также именуемое как удельное сопротивление, зависит от природы материала, а также его объема определение (форма и размер). Удельное сопротивление выражается в единицах, которые являются произведением сопротивление и длина; например, Ом · см. Символ, наиболее часто используемый для обозначения удельного сопротивления. есть rho (ρ).

    Электропроводность — это величина, обратная сопротивлению.Электропроводность выражается в единицах, являющихся частным от проводимость (Сименс) и длина; например, См / см. Символ, наиболее часто используемый для удельное сопротивление — сигма (σ).

    В качестве примера расчета сопротивления объема рассмотрим рисунок слева. Предположим, что медный провод 12 AWG с удельным сопротивлением (из таблицы) 1,72×10 -6 Ом · см, площадь поперечного сечения (A) 0,03309 см 2 и длина 1 метр. По данной формуле его сопротивление составляет:

    ,

    , что хорошо согласуется с типичными указанными значениями Ом / км, опубликованными производителями проводов.Alpha утверждает, что 1,59 Ом / 1000 ‘или 5,22 Ом / км.

    Таблица Значения удельного сопротивления ниже взяты из справочных данных для радио. Инженеры , 1995, Самс Паблишинг. Пожалуйста, проверьте точность у другого источника. Увидеть Таблица пород и грунтов внизу. Интересное примечание: никель-серебро соединение фактически не содержит серебра; его название происходит от серебристого цвета.

    Алюмель цельный 33.3 0 0,0012
    Алюминий жидкий
    твердый
    20,3
    2,62
    670
    20

    .0039
    Сурьма жидкий
    твердый
    123
    39,2
    800
    20

    0,0036
    мышьяк цельный 35 0 0.0042
    Бериллий цельный 4,57 20
    висмут жидкий
    твердый
    128,9
    115
    300
    20

    0,004
    Бор цельный 1,8х10 12 0
    Латунь (66 Cu, 34 Zn) цельный 3.9 20 0,002
    Кадмий жидкий
    твердый
    34
    7,5
    400
    20

    0,0038
    Углерод алмаз
    графит
    графен
    5×10 20
    1400
    15
    20

    -0,0005
    Церий цельный 78 20
    Цезий жидкий
    твердый
    36.6
    20
    30
    20
    Chromax (15 Cr, 35 Ni, остальное Fe) цельный 100 20 0,00031
    Хромель цельный 70-110 0 0,00011-0,000054
    Хром цельный 2,6 0
    Кобальт цельный 9.7 20 0,0033
    Константин (55 Cu, 45 Ni) цельный 44,2 20 0,0002
    Медь (отожженная) жидкий
    твердый
    21,3
    1,7241
    1083
    20

    0,0039
    Галлий твердый
    жидкий
    27
    53
    30
    0
    Золото жидкий
    твердый
    30.8
    2,44
    1063
    20

    0,0034
    Гранит цельный 1×10 13 — 1×10 15
    Гафний цельный 32,1 20
    Индий жидкий
    твердый
    29
    9
    157
    20

    0.00498
    Иридий цельный 5,3 20 0,0039
    Утюг цельный 9,71 20 0,0052-0,0062
    Ковар A (29, Ni, 17 Co, 0,3 Mn, остальное Fe) цельный 45-84 20
    Поток лавы (основной)
    Лава, свежая
    жидкость 1×10 12 — 1×10 13
    Свинец жидкий
    твердый
    98
    21.9
    400
    20

    0,004
    ПБО 2 цельный 92
    Литий жидкий
    твердый
    45
    9,3
    230
    20
    0,003
    0,005
    Магний цельный 4,46 20 0.004
    Марганец цельный 5 20
    MnO 2 цельный 6000000 20
    Магнанин (84 Cu, 12 Mn, 4 Ni) цельный 44 20 ± 0,0002
    Меркурий жидкий
    твердый
    95.8
    21,3
    20
    -50
    0,00089
    Молибден цельный 5,17
    4,77
    0
    20

    0,0033
    Металлический монель (67 Ni, 30 Cu, 1,4 Fe) цельный 42 20 0,002
    Неодим цельный 79 18
    Нихром (65 Ni, 12 Cr, 23 Fe) цельный 100 20 0.00017
    Никель цельный 6,9 20 0,0047
    Никель-серебро (64 Cu, 18 Zn, 18 Ni) цельный 28 20 0,00026
    Ниобий цельный 12,4 20
    Осмий цельный 9 20 0.0042
    Палладий цельный 10,8 20 0,0033
    Фосфорная бронза (4 Sn, 0,5 P, остальное Cu) цельный 9,4 20 0,003
    Платина цельный 10,5 20 0,003
    Плутоний цельный 150 20
    Калий жидкий
    твердый
    13
    7
    62
    20

    0.006
    празеодим цельный 68 25
    Рений цельный 19,8 20
    Родий цельный 5,1 20 0,0046
    Рубидий цельный 12,5 20
    Рутений цельный 10 20
    Селен цельный 1.2 20
    Серебро цельный 1,62 20 0,0038
    Натрий жидкий
    твердый
    9,7
    4,6
    100
    20
    Сталь (0,4-0,5 C, остальное Fe) цельный 13-22 20 0.003
    Сталь, марганец (13 Mn, 1 C, 86 Fe) цельный 70 20 0,001
    Сталь нержавеющая (0,1 C, 18 Cr, 8 Ni, остальное Fe) цельный 90 20
    Стронций цельный 23 20
    Сера цельный 2×10 23 20
    Тантал цельный 13.1 20 0,003
    Таллий цельный 18,1 20 0,004
    торий цельный 18 20 0,0021
    Олово цельный 11,4 20 0,0042
    Титан цельный 47.8 25
    Тофет A (80 Ni, 20 Cr) цельный 108 20 0,00014
    Вольфрам цельный 5,48 20 0,0045
    Вт 2 O 5 цельный 450 20
    WO 3 цельный 2х10 11 20
    Уран цельный 29 0 0.0021
    цинк жидкий
    твердый
    35,3
    6
    420
    20

    0,0037
    цирконий цельный 40 20 0,0044

    Гранит 10 7 -10 9
    Поток лавы (основной)
    Лава, свежая
    10 6 — 10 7
    3×10 5 — 10 6
    Мрамор
    Мрамор, белый
    Мрамор, желтый
    4×10 8
    10 10
    10 10
    Кварц, жила, массив > 10 6
    Сланец, слюда 10 7
    Сланец, пласт
    Сланец, не такой
    10 5
    10 4
    Известняк
    Известняк, кембрийский
    10 4
    10 4 -10 5
    Песчаник
    Песчаник, восточный
    10 5
    3×10 3 -10 4
    Глина синяя
    Глина огненная
    2×10 4
    2×10 5
    Глинистая земля 10 4 — 4×10 4
    Гравий 10 5
    Песок сухой
    Песок влажный
    10 5 — 10 6
    10 6 — 10 5

    Опубликовано: 13 июля, 2018

    Объемное сопротивление проводника и глубина скин-слоя при высоких частотах СВЧ RF

    Доступные значения объемного удельного сопротивления (ρ) и относительной проницаемости (μ r ), используемые для расчета глубины скин-слоя (δ σ ), могут значительно различаться. в зависимости от источника. Фактически, значения проницаемости настолько различаются, что я не решился даже включить какое-либо из них в таблицу. Используемые здесь являются типичными, взятыми из многих ссылок, перечисленных внизу страницы. Следовательно, это на пользователя возлагается обязанность определять свою ценность на основе надежного источника. Даже NIST [1] и CRC [2] не полностью согласовать значения объемного удельного сопротивления таких материалов, как медь и алюминий. Наиболее распространенные проводники, используемые в кабельной разводке, имеют относительный проницаемость очень близка к единице (1).

    Обратите внимание, что ферромагнитные материалы часто испытывают снижение относительной проницаемости с увеличением частоты. Например, по крайней мере, один исследователь [3] измерил значение 1 для никеля на частоте 10 ГГц.

    Вот уравнение для глубины скин-слоя
    Вот калькулятор глубины кожи

    г.
    Алюминий Al 2,65 1 81,9 25.9 8,19 2,59 0,819 0,259
    Бериллий Be 3,3 1 91,4 28,9 9,14 2,89 0,914 0,289
    Латунь Cu70 / Zn30 7 1 133 42.1 13,3 4,21 1,33 0,421
    Бронза Cu89 / Sn11 15 1 195 61,6 19,5 6,16 1,95 0,616
    Углерод С (графит) 1375 1866 590 187 59.0 18,7 5,90
    Кадмий Cd 7,3 136 43,0 13,6 4,30 1,36 0,430
    Хром Cr 13,2 1 183 57.8 18,3 5,78 1,83 0,578
    Кобальт Co 6,34 600 5,8 1,6 0,52 0,16 0,052 0,016
    Константан Cu60Ni40 49 352 111 35.2 11,1 3,52 1,11
    Медь Cu 1,69 1 65,4 20,7 6,54 2,07 0,654 0,207
    Дюраль Al95 / Cu 4 / Mg 1 5 112.54 35,6 11,3 3,56 1,13 0,356
    Галлий Ga 15,5 198 62,7 19,8 6,27 1,98 0,627
    Золото Au 2.2 1 74,7 23,6 7,47 2,36 0,747 0,236
    Графит C 783,7 1409 446 141 44,6 14,1 4.46
    Сплав инконель 600 Ni72 / Cr16 / Fe 8 103 1 511 162 51,1 16,2 5,11 1,62
    Индий В 8,8 149 47.2 14,9 4,72 1,49 0,472
    Иридий Ir 5,1 114 35,9 11,4 3,59 1,14 0,359
    Утюг Fe 10.1 500 7,2 2,3 0,72 0,23 0,072 0,023
    Свинец Pb 20,6 1 228 72,2 22,8 7,22 2,28 0.722
    Литий Li 9,29 153 48,5 15,3 4,85 1,53 0,485
    Магний Mg 4,2 1 103 32.6 10,3 3,26 1.03 0,326
    Меркурий Hg 95,9 1 493 156 49,3 15,6 4,93 1,56
    Молибден Пн 5.7 1 120 38,0 12,0 3,80 1,20 0,380
    Монелевый сплав 400 Ni65 / Cu33 / Fe 2 49 352 111 35,2 11,1 3.52 1,11
    му-Металл 47 30 000 2,0 0,64 0,20 0,064 0,020 0,0064
    Никель Ni 6,9 200 9.3 3,0 0,93 0,30 0,093 0,030
    Нихром Ni80 / Cr20 108 523 165 52,3 16,5 5,23 1,65
    Палладий Pd 10.8 1 165 52,3 16,5 5,23 1,65 0,523
    Платина Pt 10,58 1 164 51,8 16,4 5,18 1,64 0.518
    Калий K 6,8 131 41,5 13,1 4,15 1,31 0,415
    Родий Rh 4,7 1 109 34.5 10,9 3,45 1.09 0,345
    Серебро Ag 1,63 1 64,3 20,3 6,43 2,03 0,643 0,203
    Натрий Na 4.9 111 35,2 11,1 3,52 1,11 0,352
    Сталь 100
    Тантал Ta 13.5 185 58,5 18,5 5,85 1,85 0,585
    Нитрид тантала TaN 252 799 253 79,9 25,3 7,99 2.53
    Олово (чистое) Sn 12,6 1 179 56,5 17,9 5,65 1,79 0,565
    Титан Ti 54 1 370 117 37.0 11,7 3,70 1,17
    Вольфрам W 5,4 1 117 37,0 11,7 3,70 1,17 0,370
    Урнайум U 27 262 82.7 26,2 8,27 2,62 0,827
    Иттрий Y 53 366 116 36,6 11,6 3,66 1,16
    Цинк Zn 5.96 123 38,9 12,3 3,89 1,23 0,389
    Цирконий Zr 44 334 106 33,4 10,6 3,34 1.06

    1: Национальный институт стандартов и технологий

    2: Chemical Rubber Corporation

    3: Микроволновая характеристика никеля , Степан Лучин, Имперский колледж Лондона (спасибо Reto Z. за указание это выходит)

    Связанные страницы на RF Cafe
    — Коаксиальный кабель Технические характеристики
    — Диэлектрические характеристики конденсаторов и их описание
    — Диэлектрическая проницаемость, прочность и Касательная потери
    — Объемное сопротивление проводника и оболочка Глубина
    — Уравнения коаксиального кабеля
    — Технические характеристики коаксиального кабеля
    — Поставщики коаксиального кабеля
    — Коаксиальный резонатор
    — Калькулятор глубины кожи
    — Таблица использования коаксиального разъема

    Почему в силовых кабелях в качестве проводника используется медь, а не алюминий? — Леонардо Энергия

    Медь имеет на более низкое удельное электрическое сопротивление , чем алюминий: 100 по сравнению со 160.Это различие очень важно для силовых кабелей. Чтобы приписать алюминиевому проводнику такое же сопротивление, как и медному проводнику, площадь поперечного сечения алюминиевого проводника должна стать больше, чтобы компенсировать более высокое электрическое сопротивление алюминия. Фактически, для такой же токонесущей способности алюминиевый провод должен иметь площадь поперечного сечения на 56% больше, чем медный. Одним из практических следствий этого является то, что на барабане можно хранить меньше алюминиевого кабеля, что приводит к сокращению длины кабеля и увеличению количества соединений.Использование меди снижает количество соединений, что снижает риск сбоев системы.

    Медь имеет коэффициент теплового расширения ниже . Этот параметр измеряет тенденцию материала к изменению объема в зависимости от температуры. Более низкое значение меди очень важно для кабелей, поскольку она снижает риск провисания и разрушающих сил в соединениях.

    Коррозия не является проблемой для меди. Он устойчив к большинству органических химикатов и может бесконечно работать в большинстве промышленных сред.Зеленый налет может образоваться после длительного пребывания в атмосфере, но на самом деле это защитная пленка на поверхности, которая не ухудшает эксплуатационные характеристики. В защите меди нет необходимости даже в соленой морской среде, тогда как окисление является особой проблемой для алюминиевых проводов. Оксидный слой следует удалить и нанести ингибирующее окисление соединение для уменьшения окисления.

    Медь показывает хорошее сопротивление ползучести ; необходимо для предотвращения ослабления контактного давления и для компонентов сложной формы.С другой стороны, алюминий демонстрирует признаки значительной ползучести при комнатной температуре, тогда как аналогичная скорость ползучести проявляется только для меди с высокой проводимостью при 150 ° C.

    Медь — один из металлов, которые легче всего припаять , и по этой причине, в сочетании с ее проводимостью, находит множество применений, где важна хорошая целостность соединений.

    Значительно более высокий удельный вес меди (в три раза) приводит к более эффективному процессу прокладки подводных кабелей.Это важно с учетом быстро растущего рынка оффшорной ветроэнергетики. Использование более крупных турбин и установок дальше от берега, во враждебных глубоководных условиях, создает множество проблем для подводных кабелей среднего и высокого напряжения. Выбор проводника может существенно повлиять на решение этих проблем.

    Медь не реагирует с водой . Это важно, потому что вода может попасть в кабель во время транспортировки, погрузочно-разгрузочных работ, хранения на открытом воздухе, случайного повреждения или отказов кабельного соединения или заделки.Напротив, алюминий реагирует с водой с образованием газообразного водорода. Если давление водорода внутри кабеля увеличивается, он может повредить изоляцию, что приведет к частичному разряду, отказу или даже полному разрушению.

    Многожильный медный кабель доступен с очень малым поперечным сечением , например, от 0,5 до 10 мм2, тогда как многопроволочный алюминиевый доступен только с номинальным поперечным сечением 10 мм2 и выше. Многожильные проводники состоят из нескольких более тонких проводников, скрученных вместе в один связный кабель.Медные жилы меньшего диаметра позволяют получить более гибкие кабели, которые больше подходят для приложений, требующих значительного перемещения.

    Учитывая меньшую площадь поперечного сечения по сравнению с алюминиевыми, при том же номинальном токе медные кабели легче устанавливать и ремонтировать . Медь также менее хрупкая , что важно при использовании трехжильных кабелей, которые должны иметь форму и изгибаться внутри кабельных каналов и оконечных коробов.

    Учитывая вышеизложенные преимущества, неудивительно, что медные проводники продаются по более высокой цене.Однако, если посмотреть на стоимость срока службы, нет никаких экономических преимуществ в использовании изначально менее дорогого алюминия , чем более технически производимой меди.

    Дополнительная информация

    % PDF-1.7 % 6 0 obj > endobj xref 6 74 0000000016 00000 н. 0000002085 00000 н. 0000002198 00000 н. 0000002735 00000 н. 0000002879 00000 п. 0000003472 00000 н. 0000004007 00000 п. 0000004580 00000 н. 0000005063 00000 н. 0000005277 00000 н. 0000006081 00000 н. 0000006221 00000 н. 0000006553 00000 н. 0000006999 00000 н. 0000007767 00000 н. 0000008354 00000 п. 0000008669 00000 н. 0000008882 00000 н. 0000009291 00000 п. 0000009781 00000 п. 0000010448 00000 п. 0000011141 00000 п. 0000134013 00000 н. 0000134041 00000 н. 0000134114 00000 п. 0000134230 00000 н. 0000134498 00000 н. 0000137641 00000 н. 0000137922 00000 н. 0000137991 00000 н. 0000138363 00000 н. 0000138388 00000 н. 0000138885 00000 н. 0000139269 00000 н. 0000139531 00000 н. 0000139600 00000 н. 0000139762 00000 н. 0000139787 00000 н. 0000140097 00000 н. 0000144017 00000 н. 0000144303 00000 п. 0000144873 00000 н. 0000149429 00000 н. 0000149701 00000 н. 0000150213 00000 н. 0000150297 00000 н. QA @ 4L, X’0`

    Circular Mil-Foot

    CIRCULAR-MIL-FOOT

    Круглый мил-фут (рисунок 1-3) — это единица измерения объема.Это единичный проводник 1 фут в длина и площадь поперечного сечения 1 круговой мил. Потому что это единичный проводник, круговая ножка полезна при сравнении проводов, состоящих из разные металлы.

    Например, основа для сравнения УСТОЙЧИВОСТИ (будет обсуждено вскоре) различные вещества могут быть получены путем определения сопротивления кругового милфута каждое из веществ.

    Рисунок 1-3.- Круговой милфут.

    При работе с квадратными или прямоугольными проводниками, такими как шунты амперметра и шины, иногда вам может быть удобнее использовать другую единицу громкости. Шина — это тяжелый медный браслет или шина, используемые для соединения нескольких цепей вместе. Шины используются когда требуется большая токовая нагрузка.

    Единицу объема можно измерить как сантиметровый куб. Удельное сопротивление, следовательно, становится сопротивлением проводника кубической формы длиной 1 сантиметр и 1 квадратный сантиметр в поперечном сечении.Используемая единица объема указана в таблицы удельных сопротивлений.

    УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЛИ СОПРОТИВЛЕНИЕ

    Удельное сопротивление, или удельное сопротивление, — это сопротивление в Ом на единицу объема. (круговой милфут или сантиметровый куб) вещества к потоку электрического текущий. Удельное сопротивление обратно пропорционально проводимости.

    Вещество с высоким удельным сопротивлением будет иметь низкую проводимость, и наоборот.Таким образом, удельное сопротивление вещества — это сопротивление единицы объема этого вещества. субстанция.

    Многие таблицы удельного сопротивления основаны на сопротивлении в омах объема вещество 1 фут в длину и 1 круговой мил в поперечном сечении. Температура на Также указывается, какое сопротивление производится при измерении сопротивления. Если вы знаете, какой металл проводник, удельное сопротивление металла можно узнать из таблицы.Удельные сопротивления некоторых распространенных веществ приведены в таблице 1-1.

    Таблица 1 — 1. — Удельное сопротивление обычных веществ

    Вещество
    Удельное сопротивление при 20С.
    Куб сантиметра (мкОм) Круглый мил-фут (Ом)
    Серебро 1.629 9,8
    Медь (тянутая) 1,724 10,37
    Золото 2,44 14,7
    Алюминий 2,828 17,02
    Углерод (аморфный) 3.8 к 4,1
    Вольфрам 5,51 33,2
    Латунь 7,0 42,1
    Сталь (мягкая) 15,9 95,8
    Нихром 109.0 660,0

    Сопротивление проводника с одинаковым поперечным сечением напрямую зависит от продукта. длины и удельного сопротивления проводника, и обратно пропорционально площадь поперечного сечения проводника. Таким образом, вы можете рассчитать сопротивление проводника, если вы знаете длину, площадь поперечного сечения и удельное сопротивление субстанция. Выражается в виде уравнения, «R» (сопротивление в Ом) проводника это

    Проблема:

    Какое сопротивление 1000 футов медного провода с площадью поперечного сечения 10400 круговых милов (No.10 провод) при температуре 20С?

    Решение:

    Удельное сопротивление меди (таблица 1-1) 10,37 Ом. Подставляя известные значений в предыдущем уравнении, сопротивление R определяется как

    Если R, & rho; и A известны, длина (L) может быть определена простым математическая транспозиция. У этого есть много ценных приложений.Например, когда Определив заземление в телефонной линии, вы воспользуетесь специальным тестовым оборудованием.

    Это оборудование работает по принципу прямого изменения сопротивления линии. с его длиной. Таким образом, можно вычислить расстояние между контрольной точкой и неисправностью. точно.

    Q.7 Определите удельное сопротивление.
    Q.8 Перечислите три фактора, используемые для расчета сопротивления конкретного проводника в Ом.

    Сопротивление и реактивность на км медных и алюминиевых кабелей ~ Learning Electrical Engineering

    Пользовательский поиск

    Для расчета падения напряжения в кабеле в таблице ниже приведены значения реактивного сопротивления и сопротивления для медных и алюминиевых кабелей:

    Значения для медных кабелей

    Сечение кабеля, S (мм2) Одножильный кабель Двухжильные / трехжильные кабели
    R (Ом / км) при 80 ° C X (Ом / км) при 80 ° C R (Ом / км) при 80 ° C X (Ом / км) при 80 ° C
    1.5 14,8 0,168 15,1 0,118
    2,5 8,91 0,156 9,08 0,109
    4 5,57 0,143 5,68 0,101
    6 3,71 0,135 3.78 0,0955
    10 2,24 0,119 2,27 0,0861
    16 1,41 0,112 1,43 0,0817
    25 0,889 0,106 0,907 0,0813
    35 0.641 0,101 0,654 0,0783
    50 0,473 0,101 0,483 0,0779
    70 0,328 0,0965 0,334 0,0751
    95 0,326 0,0975 0.241 0,0762
    120 0,188 0,0939 0,191 0,074
    150 0,153 0,0928 0,157 0,0745
    185 0,123 0,0908 0,125 0,0742
    240 0.0943 0,0902 0,0966 0,0752
    300 0,0761 0,0895 0,078 0,075

    Значения для
    Алюминиевые кабели
    Сечение кабеля, S (мм2) Одножильный кабель Двухжильные / трехжильные кабели
    R (Ом / км) при 80 ° C X (Ом / км) при 80 ° C R (Ом / км) при 80 ° C X (Ом / км) при 80 ° C
    1.5 24,384 0,168 24,878 0,118
    2,5 14.680 0,156 14,960 0,109
    4 9,177 0,143 9,358 0,101
    6 6,112 0,135 6.228 0,0955
    10 3.691 0,119 3,740 0,0861
    16 2,323 0,112 2,356 0,0817
    25 1,465 0,106 1.494 0,0813
    35 1.056 0,101 1.077 0,0783
    50 0,779 0,101 0,796 0,0779
    70 0,540 0,0965 0,550 0,0751
    95 0,389 0,0975 0.397 0,0762
    120 0,310 0,0939 0,315 0,074
    150 0,252 0,0928 0,259 0,0745
    185 0,203 0,0908 0,206 0,0742
    240 0.155 0,0902 0,159 0,0752
    300 0,125 0,0895 0,129 0,075

    ACSR — Алюминиевый проводник, армированный сталью — Nehring Electrical Works Company

    Описание продукта

    Жестко вытянутые алюминиевые проводники класса ЕС без покрытия, скрученные вокруг внутреннего сердечника из оцинкованной стальной проволоки.Доступны размеры от 6 AWG до 2750 MCM.

    Приложение

    Воздушные линии распределения и передачи.

    Технические характеристики
    ASTM B-230 Проволока алюминиевая 1350-х29 электротехническая
    ASTM B-232 Многопроволочные алюминиевые жилы концентрической свивки, армированные сталью с покрытием (ACSR)
    ASTM B-498 Оцинкованная (оцинкованная) стальная проволока для алюминия
    Данные о продукте

    ACSR-неизолированный алюминиевый проводник, армированный сталью

    Кодовое слово Размер (AWG или KCMIL) Скрутка (Al / Stl) Диаметр (дюймы) Вес на 1000 футов (фунт.) Номинальная прочность (фунты) Сопротивление Ом / 1000 фут. Допустимая нагрузка + (А)
    AL Сталь Полный кабель AL Сталь Всего постоянный ток при 20 ° C переменного тока при 75 ° C
    Турция 6 1/6 .0661 .0661 . 1980 24,5 11,6 36,1 1190 .641 .806 105
    Лебедь 4 1/6 .0834 .0834 ,2500 39,0 18,4 57,4 1860 . 403 . 515 140
    Swanate 4 1/7 .0772 . 1030 . 2570 39,0 28,0 67,0 2360 .399 . 519 140
    Воробей 2 1/6 . 1052 . 1052 .3160 ​​ 62,0 29,3 91,3 2850 . 254 ,332 184
    Sparate 2 1/7 . 0974 . 1298 . 3250 62,0 44,7 106,7 3460 .251 . 338 184
    Робин 1 1/6 . 1181 . 1181 ,3550 78,2 37,0 115,2 3550 .201 ,268 212
    Ворон 1/0 1/6 .1327 .1327 .3980 98,7 46,6 145,3 4380 .159 . 217 242
    перепел 2/0 1/6 . 1489 . 1489 . 4470 124,3 58,8 183,1 5310 .126 .176 276
    Голубь 3/0 1/6 . 1672 . 1672 . 5020 156,7 74,1 230,8 6620 .100 .144 315
    Пингвин 4/0 1/6 . 1878 . 1878 . 5630 197,7 93,4 291,1 8350 . 0795 .119 357
    Свиристель 266,8 18/1 . 1217 . 1217 .6090 250,3 39,2 289,5 6880 .0643 .0787 449
    Куропатка 266,8 26/7 . 1013 . 0788 .6420 251,7 115,6 367,3 11300 .0637 . 0779 475
    Страус 300,0 26/7 . 1074 .0835 .6800 283,0 130,0 412.0 12700 0,0567 0,0693 492
    Мерлин 336,4 18/1 . 1367 . 1367 .6840 315,8 49,5 365,3 8680 .0510 .0625 519
    Линнет 336,4 26/7 . 1137 . 0885 . 7210 317.1 145,5 462,6 14100 . 0505 .0618 529
    Иволга 336,4 30/7 . 1059 . 1059 . 7410 381,0 209,0 526,0 17300 0,0502 .0613 535
    Chickadee 397,5 18/1 . 1486 .1486 . 7430 373,1 58,5 431,6 9940 . 0432 . 0529 576
    Брант 397,5 24/7 .1287 .0858 ,7720 374,0 137,0 511,0 14600 . 0430 . 0526 584
    фунтов 397,5 26/7 .1236 . 0962 .7930 374,7 171,9 546,6 16300 .0428 . 0523 587
    Жаворонок 397,5 30/7 . 1151 . 1151 .8060 375,0 247,0 622,0 20300 .0425 . 0519 594
    Пеликан 477.0 18/1 ,1628 ,1628 .8140 447,8 70,2 518,0 11800 .0360 0,0442 646
    Мерцание 477,0 24/7 . 1410 .094 .8460 449,0 164,0 614,0 17200 . 0358 . 0439 655
    Ястреб 477.0 26/7 . 1354 . 1053 . 8580 449,6 206,4 656,0 19500 . 0356 . 0436 659
    Курица 477,0 30/7 . 1261 . 1261 . 8830 451,1 296,3 747,4 23800 0,0354 . 0433 666
    Оспри 556.5 18/1 . 1758 . 1758 . 8790 522,0 82,0 603,0 13700 . 0308 .0379 711
    Попугай 556,5 24/7 . 1523 . 1015 .9140 525,0 191,8 716,8 19800 . 0307 .0376 721
    Голубь 556.5 26/7 . 1463 . 1138 .9270 525,0 241,0 766,0 22600 . 0306 .0375 726
    Орел 556,5 30/7 . 1362 . 1362 . 9530 525,0 345,0 871,0 27800 0,0303 .0372 734
    Павлин 605.0 24/7 . 1588 . 1059 . 9530 570,0 209,0 779,0 21600 0,0282 . 0346 760
    Пачка 605,0 26/7 . 1525 . 1186 . 9660 570,0 262,0 832,0 24300 0,0281 . 0345 765
    Деревянная утка 605.0 30/7 . 1420 . 1420 .9940 571,0 375,0 946,0 28900 0,0279 0,0342 774
    бирюзовый 605,0 30/19 . 1420 . 0852 .9940 571,0 367,0 939,0 30000 0,0279 0,0342 773
    Kingbird 636.0 18/1 . 1880 . 1880 .9400 597,2 93,6 690,8 15700 0,0270 0,0332 773
    Swift 636,0 36/1 .1329 .1329 .9300 596,0 47,0 643,0 13690 . 0271 .0334 769
    Ладья 636.0 24/7 ,1628 . 1085 . 9770 600,0 219,2 819,2 22600 0,0268 .0330 784
    Гробик 636,0 26/7 . 1564 . 1216 .9900 600,0 275,2 875,2 25200 0,0267 0,0328 789
    Скотер 636.0 30/7 . 1456 . 1456 1.0190 600,0 395,0 995,0 30400 0,0256 0,0325 798
    Цапля 636,0 30/19 . 1456 .0874 1.0190 600,0 386,0 987,0 31500 0,0266 0,0326 798
    Фламинго 666.6 24/7 . 1667 .1111 1,0000 629,1 229,8 858,9 23700 0,0256 .0315 807
    Оляша 666,6 24/7 .1601 . 1245 1.0140 629,0 289,0 916,0 26400 .0255 .0313 812
    Штанга 715.5 24/7 . 1727 . 1151 1.0360 674,0 247,0 920,0 25500 .0239 0,0294 844
    Скворец 715,5 26/7 . 1659 . 1290 1.0510 674,0 310,0 984,0 28400 0,0238 0,0292 849
    Redwing 715.5 30/19 . 1544 . 0927 1.0810 676,0 435,0 1110,0 34600 0,0236 .0290 859
    Лысуха 795,0 36/1 . 1486 . 1486 1.0400 745,0 58,0 804,0 16710 0,0217 0,0268 884
    Дрейк 795.0 26/7 . 1749 . 1360 1,1080 750,0 344,0 1094,0 31500 0,0214 .0263 907
    Крачка 795,0 45/7 .1329 . 0886 1.0630 749,0 146,0 895,0 22100 0,0216 .0269 887
    Кондор 795.0 54/7 . 1213 . 1213 1.0920 749,0 274,0 1023,0 28200 0,0215 0,0272 889
    Кряква 795,0 30/19 ,1628 . 0977 1,1400 751,0 483,0 1234,0 38400 0,0213 .0261 918
    Рыжий 900.0 45/7 . 1414 . 0943 1,1310 849,0 166,0 1015,0 24400 .0191 .0239 958
    Канарейка 900,0 54/7 . 1291 . 1291 1,1620 849,0 310,0 1159,0 31900 0,0190 0,0241 961
    Кэтберд 954.0 36/1 ,1628 ,1628 1,1400 896,0 70,0 966,0
    Рельс 954,0 45/7 . 1456 . 0971 1,1650 900,0 176,0 1076,0 25900 .0181 0,0225 993
    Кардинал 954.0 54/7 .1329 .1329 1,1960 900,0 329,0 1229,0 33800 .0179 0,0228 996
    Ортолан 1033,5 45/7 . 1515 . 1010 1,2120 974,0 190,0 1163,0 27700 0,0167 . 0209 1043
    Curlew 1033.5 54/7 . 1383 . 1383 1,2440 974,0 356,0 1330,0 36600 . 0165 0,0211 1047
    Голубая сойка 1113,0 45/7 . 1573 . 1048 1,2590 1050,0 205,0 1255,0 29800 .0155 .0194 1092
    Финч 1113.0 54/19 . 1436 .0861 1,2930 1055,0 376,0 1431,0 39100 0,0154 .0197 1093
    Овсянка 1192,5 45/7 ,1628 . 1085 1,3020 1125,0 219,0 1344,0 32000 . 0144 .0182 1139
    Grackle 1192.5 54/19 . 1486 .0892 1,3370 1129,0 402,0 1531,0 41900 . 0144 0,0184 1140
    Выпь 1272,0 45/7 . 1681 .1121 1,3450 1200,0 234,0 1434,0 34100 .0135 .0171 1184
    Фазан 1272.0 54/19 . 1535 . 0921 1,3810 1204,0 429,0 1633,0 43600 .0135 .0173 1187
    Ковш 1351,5 45/7 . 1733 . 1155 1,3860 1273,0 248,0 1521,0 36200 .0127 0,0162 1229
    Мартин 1351.5 54/19 . 1582 . 0949 1.4240 1279,0 456,0 1735,0 46300 .0127 0,0163 1232
    Bobolink 1431,0 45/7 . 1783 . 1189 1.4270 1348,0 263,0 1611,0 38300 . 0120 .0153 1272
    Lapwing 1590.0 45/7 . 1880 . 1253 1,5040 1498,0 292,0 1790,0 42200 .0108 .0139 1354
    Сокол 1590,0 54/19 . 1716 . 1030 1,5440 1505,0 536,0 2041,0 54500 .0108 . 0140 1359
    Чукар 1780.0 84/19 . 1456 .0874 1,6020 1685,0 386,0 2072,0 51000 .0097 . 0125 1453
    Блюберд 2156,0 84/19 .1602 . 0962 1,7620 2040,0 468,0 2508,0 60300 .00801 .0105 1623
    Киви 2167.0 72/7 . 1735 . 1157 1.7350 2051,0 249,0 2300,0 49800 .00801 .0106 1607

    HS ACSR-Высокопрочный алюминиевый проводник, армированный сталью

    Кодовое слово Размер (AWG или KCMIL) Скрутка (Al / Stl) Диаметр (дюймы) Вес на 1000 футов (фунт) Номинальная прочность (фунт.) Сопротивление Ом / 1000 фут. Допустимая нагрузка + (А)
    AL Сталь Полный кабель AL Сталь Всего постоянный ток при 20 ° C переменного тока при 75 ° C
    Рябчик 80,0 1/8 .1000 . 1667 .367 75,1 73,9 149,0 5200 . 207 .294 204
    Буревестник 101,8 12/7 . 0921 . 0921 . 461 95,9 158,1 254,1 10400 . 158 . 250 237
    Менорка 110,8 12/7 . 0961 . 0962 . 481 103,9 172,1 276,6 11300 .145 ,235 248
    Ливорно 134,6 12/7 . 1059 . 1059 . 530 126,9 209,1 336,0 13600 . 120 . 204 273
    Гвинея 159,0 12/7 . 1151 . 1151 . 576 149,1 246,9 396.8 16000 .101 . 181 297
    Доттерел 176,9 12/7 . 1214 . 1214 .607 166,8 274,6 441,4 17300 . 0911 . 169 312
    Доркинг 190,8 12/7 . 1261 . 1261 . 631 179.7 296,3 476,0 18700 . 0845 .160 324
    Брахма 203,2 16/19 .1127 . 0977 . 714 191,7 485,1 675,8
    Кочин 211,3 12/7 .1327 .1327 .663 198,8 328,2 527,0 28400 . 0763 .150 340

    + Температура проводника 75 C, температура окружающей среды 25 C, коэффициент излучения 0,5, ветер 2 фута / сек.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *