Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как находить сопротивление провода

Как находить сопротивление провода

Табличный вариант расчета

Любые вычисления начинаются с формулы. Основной формулой для расчета сопротивления проводника является:

R=(ρ*l)/S

Где R – сопротивление в Омах, ρ – удельное сопротивление, l – длина в м, S – площадь поперечного сечения провода в мм2.

Эта формула подходит для расчета сопротивления провода по сечению и длине. Из неё следует, что в зависимости от длины изменяется сопротивление, чем длиннее – тем больше. И от площади сечения – наоборот, чем толще провод (большое сечение), тем меньше сопротивление. Однако непонятной остаётся величина, обозначенная буквой ρ (Ро).

Расчет сопротивления

Сегодня все сделано для человека. И даже такой простой расчет можно сделать несколькими способами. Есть простые, есть сложные. Начнем с простых.

Первый вариант табличный. В чем его простота? К примеру, таблица на нижнем рисунке.

Табличный вариант расчета

Здесь все четко показано и взаимосвязано. Зная определенные размеры медного провода, можно определить его сопротивление и силу тока, которую провод может выдержать. Или, наоборот, имея в наличие показатели сопротивления или силы (плотность) тока, которые, кстати, можно определить мультиметром, можно легко определить сечение или диаметр проводника. Данный вариант самый удобный, таблицы можно найти в свободном доступе в интернете.

Второй способ определения – с помощью калькулятора (онлайн). Таких интернетовских приспособлений великое множество, работать с ними удобно и легко. Можно в такой калькулятор вставлять физические величины медного проводника и получать размерные показатели, или, наоборот. Правда, основная масса таких калькуляторов в своей программе имеет одно стандартное значение – это удельное сопротивление меди, равное 0,0172 Ом·мм²/м.

И самый сложный вариант расчета – это провести его своими руками, используя формулу. Вот она: R=pl/S, где:

  • р – это то самое удельное сопротивление меди;
  • l – длина медного провода;
  • S – его сечение.

Хотелось бы отметить, что медь обладает одним из самых низких удельных сопротивлений. Ниже него только серебро – 0,016.

Определить сечение проводника можно через формулу, где основным параметром является его диаметр. А вот определить диаметр можно разными способами, кстати, такая статья на нашем сайте есть, можете прочитать и получить полную и достоверную информацию.

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление – это табличная величина, для каждого металла она своя. Она нужна для расчета и зависит от кристаллической решетки металла и структуры атомов.

Из таблицы видно, что самое меньшее сопротивление у серебра, для медного кабеля оно равняется 0,017 Ом*мм2/м. Такая размерность говорит нам, сколько приходится Ом при сечении в 1 миллиметр квадратный и длине в 1 метр.

Кстати, серебряное покрытие используется в контактах коммутационных аппаратов, автоматических выключателей, реле и прочего. Это снижает переходное контактное сопротивление, повышает срок службы и уменьшает нагрев контактов. При этом в контактах измерительной и точной аппаратуры используют позолоченные контакты из-за того, что они слабо окисляются или вообще не окисляются.

У алюминия, который часто использовался в электропроводке раньше, сопротивление в 1,8 раза больше чем у меди, равняется 2,82*10-8 Ом*мм2/м. Чем больше сопротивление проводника, тем сильнее он греется. Поэтому при одинаковом сечении алюминиевый кабель может передать меньший ток, чем медный, это и стало основной причиной почему все современные электрики используют медную электропроводку. У нихрома, который используется в нагревательных приборах оно в 100 раз больше чем у меди 1,1*10-6 Ом*мм2/м.

Что влияет на сопротивление медного провода

Электрический импеданс медного кабеля зависит от нескольких факторов:

  • Удельного сопротивления;
  • Площади сечения проволоки;
  • Длины провода;
  • Внешней температуры.

Последним пунктом можно пренебречь в условиях бытового использования кабеля. Заметное изменение импеданса происходит при температурах более 100°C.


Зависимость сопротивления

Удельное сопротивление в системе СИ обозначается буквой ρ. Оно определяется, как величина сопротивления проводника, имеющего сечение 1 м2 и длину 1 м, измеряется в Ом ∙ м2. Такая размерность неудобна в электротехнических расчетах, поэтому часто используется единица измерения Ом ∙ мм2.

Вам это будет интересно Соединение резисторов

Важно! Данный параметр является характеристикой вещества — меди. Он не зависит от формы или площади сечения. Чистота меди, наличие примесей, метод изготовления проволоки, температура проводника — факторы, влияющие на удельное сопротивление.

Зависимость параметра от температуры описывается следующей формулой: ρt= ρ20[1+ α(t−20°C)]. Здесь ρ20— удельное сопротивление меди при 20°C, α— эмпирически найденный коэффициент, от 0°Cдо 100°C для меди имеет значение, равное 0,004 °C-1, t — температура проводника.

Ниже приведена таблица значений ρ для разных металлов при температуре 20°C.


Таблица удельного сопротивления

Согласно таблице, медь имеет низкое удельное сопротивление, ниже только у серебра. Это обуславливает хорошую проводимость металла.

Чем толще провод, тем меньше его резистентность. Зависимость R проводника от сечения называется «обратно пропорциональной».

Важно! При увеличении поперечной площади кабеля, электронам легче проходить сквозь кристаллическую решетку. Поэтому, при увеличении нагрузки и возрастании плотности тока, следует увеличить площадь сечения.

Увеличение длины медного кабеля влечет рост его резистентности. Импеданс прямо пропорционален протяженности провода. Чем длиннее проводник, тем больше атомов встречаются на пути свободных электронов.


Выводы

Последним элементом, влияющим на резистентность меди, является температура среды. Чем она выше, тем большую амплитуду движения имеют атомы кристаллической решетки. Тем самым, они создают дополнительное препятствие для электронов, участвующих в направленном движении.

Важно! Если понизить температуру до абсолютного нуля, имеющего значение 0° Kили -273°C, то будет наблюдаться обратный эффект — явление сверхпроводимости. В этом состоянии вещество имеет нулевое сопротивление.


Температурная корреляция

Обязательны ли расчеты?

Как мы уже сказали, сечение провода выбирают исходя из предполагаемого тока и сопротивления металла, из которого изготовлены жилы. Логика выбора заключается в следующем: сечение подбирают таким способом, чтобы сопротивление при заданной длине не приводило к значительным просадкам напряжения. Чтобы не проводить ряд расчетов, для коротких линий (до 10-20 метров) есть достаточно точные таблицы:

Читайте так же:
Как оформить маршрутную карту

В этой таблице указаны типовые значения сечения медных и алюминиевых жил и номинальные токи через них. Для удобства указана мощность нагрузки, которую выдержит эта линия. Обратите внимание на разницу в токах и мощности при напряжении 380В, естественно, что это предполагается трёхфазная электросеть.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором подробно рассказывается, как рассчитать сечение проводника, а также предоставлены примеры расчетных работ:

Расчет сопротивления провода сводится к использованию пары формул, при этом вы можете скачать готовые калькуляторы из Плэй Маркета для своего смартфона, например, «Electrodroid» или «Мобильный электрик». Эти знания пригодятся для расчетов нагревательных приборов, кабельных линий, предохранителей и даже популярных на сегодняшний день спиралей для электронных сигарет.

Как правильно рассчитать сопротивление провода по сечению

Проектируя электрическую сеть, необходимо правильно подобрать сечение кабеля, чтобы его резистентность не была высокой. Большой импеданс вызовет падение напряжения выше допустимого значения. В результате подключенное к сети электрическое устройство может не заработать. Также, провода начнут перегреваться.

Для правильного расчета минимального сечения необходимо учесть следующие факторы:

  • По стандартам ПУЭ падение напряжения не должно быть больше 5%.
  • В бытовых условиях ток проходит по двум проводам. Поэтому, при расчете величину сопротивления нужно умножить на 2.
  • Учитывать нужно мощность всех подключенных приборов на линии. Для развития предусмотреть запас по нагрузке.

Как вычислить сопротивление проводника по формуле? Для примера можно рассмотреть задачу. Требуется определить: достаточно ли будет медного кабеля сечением 2,5 мм2 и длиной 30 метров для подключения оборудования мощностью 9 кВт.


Формулы электрической цепи

Задача решается следующим образом:

  • Резистентность медного кабеля будет равна:

2 ∙ (ρ ∙ L) / S = 2 ∙ (0,0175 ∙ 30) / 2,5 = 0,42 Ом.

  • Для нахождения падения напряжения нужно определить силу тока, по формуле: I= P/U.

Вам это будет интересно Как воздействует электрический ток на организм человека

Здесь P — суммарная мощность оборудования, U — напряжение в цепи. Тогда сила тока будет равна: I = 9000 / 220 = 40,91 А.

  • Используя закон Ома, можно найти падение напряжения по кабелю: ΔU = I ∙ R = 40, 91 ∙ 0,42 = 17,18 В.
  • От 220 В процент падения составит: U% = (ΔU / U) ∙ 100% = (17,18 / 220) ∙ 100% = 7, 81%>5%.

Падение напряжение выходит за пределы допустимого значения, значит необходимо использовать кабель большего сечения.

Сопротивление провода.

Данная статья поможет вам рассчитать сопротивление провода. Расчет можно выполнить по формулам, либо по данным таблицы «сопротивление проводов», которая приведена ниже.
То как влияет материал проводника учитывается при помощи удельного сопротивления, которое принято обозначать буквой греческого алфавита ρ и являет собой сопротивление проводника сечением 1 мм 2 и длинной 1 м. У серебра наименьшее удельное сопротивление ρ = 0,016 Ом•мм 2 /м. Ниже приводятся значения удельного сопротивления для нескольких проводников:

  • Сопротивление провода для серебра — 0,016,
  • Сопротивление провода для свинеца — 0,21,
  • Сопротивление провода для меди — 0,017,
  • Сопротивление провода для никелина — 0,42,
  • Сопротивление провода для люминия — 0,026,
  • Сопротивление провода для манганина — 0,42,
  • Сопротивление провода для вольфрама — 0,055,
  • Сопротивление провода для константана — 0,5,
  • Сопротивление провода для цинка — 0,06,
  • Сопротивление провода для ртути — 0,96,
  • Сопротивление провода для латуни — 0,07,
  • Сопротивление провода для нихрома — 1,05,
  • Сопротивление провода для стали — 0,1,
  • Сопротивление провода для фехрали -1,2,
  • Сопротивление провода для бронзы фосфористой — 0,11,
  • Сопротивление провода для хромаля — 1,45

Так как в состав сплавов входят разные количества примесей, то удельное сопротивление может изменятся.

Сопротивление провода рассчитывается по формуле,которая приведена ниже:

  • R — сопротивление,
  • Ом; ρ — удельное сопротивление, (Ом•мм 2 )/м;
  • l — длина провода, м;
  • s — площадь сечения провода, мм 2 .

Площадь сечения рассчитывается так:

  • где d — это диаметр провода.

Измерить диаметр провода можно микрометром либо штангенциркулем,но если их нету под рукой,то можно плотно намотать на ручку (карандаш) около 20 витков провода, затем измерить длину намотанного провода и разделить на количество витков.

Для определения длинны провода,которая нужна для достижения необходимого сопротивления,можно использовать формулу:

1.Если данные для провода отсутствуют в таблице,то берется некоторое среднее значение.Как пример ,провод из никелина который имеет диаметр 0,18 мм площадь сечения равна приблизительно 0,025 мм2, сопротивление одного метра 18 Ом, а допустимый ток 0,075 А.

2.Данные последнего столбца,для другой плотности тока, необходимо изменить. Например при плотности тока 6 А/мм2, значение необходимо увеличить вдвое.

Пример 1. Давайте найдем сопротивление 30 м медного провода диаметром 0,1 мм.

Что такое сопротивление, его природа

Сопротивление (обозначается латинской буквой R) — это одна из главных характеристик проводников. В зависимости от сферы применения это свойство может играть как положительную, так и отрицательную роль при использовании проводника.

В первую очередь проводниками могут быть металлы и металлические сплавы. Атомы в металле имеют свободные электроны, которые и являются носители заряда. Электроны в металле все время беспорядочно двигаются от атома к атому. Если к ним подключить электрический ток, то их движение становится упорядоченным. При столкновении электрона с атомной структурой электрон отдаёт свою энергию металлу, тем самым нагревая его. Чем больше структурных препятствий на пути электрона, тем больше R металла.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Узнать сечения кабеля по мощности и длине провода. Используем эффективный онлайн калькулятор диаметра провода. Кабеля представляют собой основные элементы в процессе передачи и распределения тока. Они играют важную роль в подключении электричества, вот почему необходимо точно и качественно сделать расчет сечение кабеля по длине и мощности нагрузки, дабы создать благоприятные условия для бесперебойного прохождения электричества и избежать негативных аварийных последствий.

Читайте так же:
Горн из паяльной лампы своими руками

Если при проектировании и разработке электрической сети будет выбрано неправильный диаметр проводки, то возможны перегревы и выход из строя различной электротехники. А также нарушится изоляция кабеля, что приведет к замыканию и возгоранию. Будут иметь место существенные затраты на восстановление не только электрической проводки, но и всех электроприборов в помещении. Чтобы этого избежать, нужно грамотно сделать выбор сечения кабеля по мощности и длине.

Онлайн калькулятор подбора кабеля по мощности

Внимание! Калькулятор при неправильном введении данных может выдавать неточные значения, для наглядности пользуйтесь таблицей значений ниже.

На нашем сайте вы можете беспрепятственно сделать необходимый расчет диаметра проводки на несколько секунд, используя готовую программу для получения данных о сечении жилы кабеля.
Для этого нужно ввести в готовую таблицу несколько индивидуальных параметров:

  • мощность предполагаемого объекта (суммарные показатели нагрузки всех используемых электроприборов);
  • выбрать номинальное напряжение (чаще всего однофазное, 220 В, но бывает и трехфазное – 380 В);
  • указать число фаз;
  • материал жилы (технические характеристики провода, выделяют два состава – медь и алюминий);
  • длину и тип линии.

Обязательно указать все значения. После этого нажать на кнопку «рассчитать» и получить готовый результат.

Это значение гарантирует то, что при расчете сечения кабеля по мощности онлайн провод не будет перегреваться при рабочей нагрузке. В конечном итоге важно учитывать фактор падения напряжения на жилах провода, подбирая при этом параметры для определенной линии.

Таблица по подбору сечения провода в зависимости от мощности (Вт)

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Как сделать самостоятельно расчет сечения кабеля по длине?

В бытовых условиях такие данные необходимы при изготовлении удлинителей на большое расстояние. Однако, даже при точно полученных результатах нужно оставлять в запасе 10-15 см на коммутацию проводов и подключение (с помощью сварки, пайки или обжима).

В промышленности формула расчета сечения кабеля по мощности и длине применяется на этапе проектировки сетей. Важно точно определиться с такими данными, если кабель будет иметь дополнительные и значительные нагрузки.

Пример расчета в быту: I = P/U·cosφ, где

U – напряжение в сети, (В);

cosφ – коэффициент, равный 1.

Используя такую расчетную формулу можно найти правильную длину проводки, а показатели сечения кабеля можно получить с помощью онлайн-калькулятора, или же вручную. Чтобы перевести Ватты в Амперы – воспользуйтесь онлайн конвертером.

Программа для расчета сечения кабеля по мощности

Чтобы узнать мощность оборудования или прибора, нужно посмотреть на бирке, где указаны их основные характеристики. После сложить данные, например, 20 000 Вт, это 20 кВт. Такой показатель свидетельствует о том, сколько энергии потребляют все электроприборы. Если их процентное соотношение будет использоваться за один раз около 80%, то коэффициент будет равен 0,8. Расчет сечения кабеля по мощности: 20 х 0,8 = 16 кВт. Это сечение жилы для медного провода размером 10 мм. Для трехфазной цепи – 2,5 мм при напряжении 380 В.

Лучше заранее выбирать провод наибольшего сечения, на случай подключения незапланированной техники или приборов. Лучше сегодня добавить денег и сделать все качественно, чем завтра менять кабель и покупать новый чайник.

Более подробный калькулятор который учитывает разные коэффициенты здесь.

Советы профессионалов

Стандартная квартирная электропроводка рассчитана на максимальный ток потребления при длительной нагрузке – 25 ампер (используется медный провод сечением 5 мм и диаметром 2,5 мм). Чем больше будет запланирована потребляемая величина тока, тем больше должно быть жил в кабеле. Если провод диаметром 2 мм, то его сечение можно легко определить по следующей формуле: 2 мм×2 мм×0,785=3,14 мм 2 . Если округлить значение, то получается – 3 мм в квадрате.

Чтобы сделать выбор сечения кабеля по мощности нужно самостоятельно определить суммарный ток всех электроприборов, сложить полученный результат и разделить на 220.

Выбор для прокладки кабеля зависит от его формы, круглую проводку лучше прокладывать через стены, а для внутренних работ лучше подойдет плоский кабель, который легко монтируется и не создает препятствий в эксплуатации. Их технические характеристики одинаковые.

Другие полезные онлайн строительные калькуляторы по расчету материалов и нагузок.

Калькулятор онлайн расчета длины и сечения кабеля по мощности тока

Грамотная организация электроразводки основывается на расчёте сечения кабеля исходя из длины проводки и мощности подключаемого оборудования. Калькулятор сечения кабеля ускоряет работу над любым проектом, за счёт оптимизации подстановок табличных величин в реальные условия эксплуатации.

Табличное значение сечения не укладывается в допустимые потери.

Вставка калькулятора на сайт

Схема или проект электроснабжения разрабатывается по следующему сценарию:

  • Предварительный вычисление мощности подключаемого оборудования для расчёта сечения кабеля на онлайн калькуляторе.
  • Проектирование схемы разводки, в т.ч. расчёт нагрузки кабеля по площади сечения провода, силе тока, типу изоляции, на онлайн калькуляторе.
  • Комплектация объекта электроустановочными изделиями, УЗО, автоматами и пр.
  • Монтажные работы.

Если в процессе не участвовал сертифицированный электрик, перед включением в сеть, собранную схему должен проверить профессиональный специалист, для ускорения проверки рекомендуется распечатать и приложить результаты вычислений на онлайн калькуляторе сечения кабеля по мощности вместе с таблицами допустимых нагрузок по диаметру провода.

При последовательном и скрупулёзном выполнении всех пунктов особенно при расчёте провода, с организацией электроразводки справится не подготовленный человек.

ВАЖНО: залог успешной работы – педантичное исполнение правил Техники Безопасности при работе с электрооборудованием.

Читайте так же:
Как сделать клин для топора

Обоснование для калькулятора расчёта оптимального сечения кабеля

Продолжительность безопасной работы электроразводки напрямую зависит от:

  • Точного расчёта на калькуляторе сечения кабеля по мощности и длине;
  • Выбора материала жил и изоляции;
  • Правильной укладки и подключения.

При этом все факторы находятся в прямой зависимости друг от друга.

Жилы для проводов изготавливают из алюминия или меди. По эксплуатационным характеристикам, медные жилы превосходят алюминиевые провода при равной площади сечения кабеля, онлайн калькулятор учитывает эти параметры при расчётах. Медь на 20% лучше проводит электричество и жилы более гибкие, но алюминий дешевле.

Например, при площади сечения провода 2,5 мм 2 , по медному проводу можно подать питание для прибора мощностью 5,9 кВт, а по алюминиевому только 4,4 кВт. Но если площадь сечения алюминиевого провода будет 4 мм2, то по нему уже можно запитать оборудование мощностью 6,1 киловатт.

На гибкость проводов влияет не только материал жил, но и их количество. Многожильный медный провод более гибкий, нежели одножильный. Однако калькулятор расчёта сечения кабеля по длине и мощности учитывает, что максимальная нагрузка допустимая для многожильных проводов, гораздо ниже, чем в однопроводном кабеле.

ВАЖНО: многожильный кабель запрещено использовать при скрытом монтаже.

Превышение допустимой нагрузки, вызывает нагрев проводника, а за ним и изоляции. Регулярное превышение максимальной допустимой нагрузки, приводит к температурной деструкции материала изоляции, и его разрушению. Это чревато коротким замыканием и возгоранием.

Величина нагрузки и расчёт силы тока

В однофазной сети сила тока определяется на онлайн калькуляторе как мощность делённая на напряжение. Например, для бойлера мощностью 3000 ватт, сила тока составит: 3000/220 = 13,63 А. Округляется в большую сторону, до 14А.

ВАЖНО: для безопасности обязательно добавляйте к полученному результату 5А!

Значит, к 14 прибавляют 5, и в расчётах площади сечения провода будут оперировать цифрой 19А.

При подключении к одной цепи нескольких приборов, в расчёты включают дополнительную категорию.

Индекс востребованности

Вероятность такой ситуации, когда в сеть включат сразу все запланированные устройства, очень мала. Для бытовых условий разработан индекс востребованности (или коэффициент значимости) электроприборов, который учитывается при расчёте мощности по сечению кабеля на онлайн калькуляторе. Этот показатель не стабилен, и изменяется в зависимости от климатических условий региона, типа помещения и режима эксплуатации. Для квартир средней полосы России, коэффициент востребованности выглядит так:

  • Розетки жилых комнат – 0,7;
  • Освещение кухни, коридора и санузла – 0,7;
  • Микроволновка и пылесос – 0,6;
  • Холодильник – 0,8;
  • Электроплита, водонагреватель и стиральная машина – 1.

Но эти показатели не стабильны даже в пределах одного региона. Например, коэффициент значимости для электрических тёплых полов – 1. Но он будет снижаться, при профессиональной термоизоляции всего объекта, и приведению жилья стандарту домов с высокой энергоэффективностью. Ведь при устранении утечек тепла, они будут включаться гораздо реже. Поэтому параметр качества теплоизоляции учитывается при работе калькулятора сечения кабеля по мощности и току.

В стандартной ситуации, например для Московской области, расчёт на онлайн калькуляторе максимальной силы тока для кухонной розетки с несколькими приборами выглядит так:

  • Микроволновка: 1800 Вт х 0,6 = 1080 Вт;
  • Холодильник: 600 Вт х 0,6 = 360 Вт;

1080 + 360 = 1440 Вт.

Предварительный расчёт мощности

Этот этап идёт первым, потому что собранные данные будут служить основой для проектирования.

Невозможно приступать к проектированию, если не известен спектр подключаемых приборов, их мощность и режим эксплуатации. При этом тип электрооборудования, имеет более весомое значение, нежели мощность при выборе сечения кабеля на калькуляторе.

Например, одинаковые по номинальной мощности приборы, могут работать в разных режимах, что сказывается на пиковых нагрузках – одно дело работа водогрейного бойлера мощностью 3 кВт, другое дело работа скважинного насоса мощностью 3 кВт. Ведь при включении насоса, в течении нескольких секунд потребляемая мощность превышает номинальную на 30-45%. Такой скачок обязательно выбьет пробки предохранителя, если этот фактор не был учтён на первом этапе подбора сечения кабеля на калькуляторе.

Мощность подключаемого оборудования берётся из паспорта изделия, а список всех электроприборов на данном объекте лучше разбить по конкретным комнатам.

Проектирование и расчёт сечения кабеля на онлайн калькуляторе

Этап видится сумбурным из-за обилия мелких деталей проекта, но разбивка объекта на несколько комнат, как-бы обнажает сценарий работ, позволяя через призму одного помещения, оценить масштабность задачи.

На листе бумаги рисуется отдельно каждая комната, и вносится список электроприборов для конкретного помещения.

Определяются точки подключения с привязкой к ним соответствующих устройств.

Например, в зале трёхкомнатной квартиры планируется использовать:

  • Кондиционер 2 кВт;
  • Телевизор 0,4 кВт;
  • Светодиодное освещение суммарной мощностью 200 ватт;
  • Музыкальный центр 0,5 кВт;
  • Гаджеты и прочие мелкие бытовые приборы суммарной мощностью 1 кВт.

Для потолочного освещения кидают отдельную линию 2 х 1,5 мм2.

Для кондиционера прокладывают отдельную цепь, сечение провода рассчитывается так 2000/220 = 10 А (с округлением в большую сторону). Добавляем 5 А (запас прочности) и подбираем провод для тока 15 Ампер.

Остальные устройства в сумме потребляют 2,1 кВт. Учитывая, что шанс их одновременного включения маловероятен, можно воспользоваться формулой расчёта сечения кабеля для кондиционера.

На основе вычислений для одного помещения, используя онлайн калькулятор, проводят расчёты для всей электропроводки. Но необходимо учитывать некоторые правила:

Для электроприборов высокой мощности, как-то: бойлер, электроплита, тёплые полы и т.п., прокладывается отдельная линия электропитания с индивидуальным автоматом отключения и УЗО;

Помещения с высокой влажностью, например санузел и кухня, запитываются по отдельной цепи от щитка, вне зависимости от суммарной нагрузки;

Читайте так же:
Лопата для перекопки земли

Отдельно прокладывают линию в каждую комнату для потолочного освещения;

Внутри квартиры разрешено использовать только медные провода.

Комплектация и монтажные работы

При выборе электроустановочных изделий старайтесь покупать все устройства от одного производителя. Если будет возможность, то приобретите дополнительную накладную панель на выключатель и розетку. Эксплуатироваться они будут долго, и в случае поломки будет замена из этой же коллекции.

Монтаж электроразводки не сложно выполнить самому. Главное – не спешить и соблюдать требования техники безопасности.

Запомнить самое важное

Даже если владелец сам организовывал элетроразводку, то уже через пару лет он забудет точное место расположения проводов при закрытом монтаже.

Поэтому обязательно нарисуйте схему расположения кабелей в стенах с указанием точного места по высоте. Отдельно в таблицу запишите какие марки проводов использовались.

Расчет сечения кабеля по мощности: калькулятор или таблицы по науке для начинающего электрика

Неправильно выполненные электромонтажные работы при строительстве или ремонте дома часто сопровождаются авариями, пожаром или получением электрических травм. Поэтому сразу на стадии их планирования необходимо использовать проводку, отвечающую требованиям безопасности.

В статье показываю, как выполнить расчет сечения кабеля по мощности: калькулятор и таблицы прилагаются. Информацию для новичков дополняю картинками и схемами, поясняющими основные электрические процессы.

Опытный электрик может не читать пояснения, а сразу через раздел содержания открыть онлайн калькулятор и сделать в нем нужные вычисления.

Чем опасна неправильно смонтированная электропроводка: как проявляются скрытые риски

С начала дачного сезона привел ко мне новый сосед своего знакомого Андрея. У того просьба: помочь решить вопрос с пониженным напряжением на его участке. Особенно его беспокоит низкий уровень в гараже, где он разместил свою мастерскую с электрическими станками.

Поехали смотреть и проверять. Напряжение подается на вводной щит частного дома. Мой карманный мультиметр показал 203 вольта, что в принципе приемлемо для сельской местности.

А вот дальше начались чудеса. На его большой территории размещено несколько хозяйственных построек. Они подключены последовательной цепочкой: одно к другому. Гараж находится в самом конце.

Общая длина магистрали превышает сотню метров. Подключение выполнено тем, что было под рукой: медный провод 1,5 мм кв, а отдельные участки между строениями запитаны даже скрутками из алюминия 2,5 квадрата.

Этот участок обладает повышенным сопротивлением. Оно создает падение напряжения на входе в гараж до 185 вольт. А этого уже недостаточно для нормальной работы электродвигателей различных станков.

Потери напряжения в линии

У Андрея на участке от дома до мастерской потери составили 18 вольт. Он собирался приобрести стабилизатор напряжения для гаража, а я ему объяснил, что так делать нельзя по следующим причинам:

  1. стабилизатор поднимет уровень напряжения на своем выходе и мощность потребления станками еще больше возрастет;
  2. от этого дополнительно увеличится нагрузка на проводку.

В этой ситуации возникнет дополнительная просадка напряжения на входе в стабилизатор, что повлечет:

  • его отключение от защит;
  • или возникновение аварийной ситуации в проводке из-за ее перегруза и перегрева.

Возгорание проводки

Принципы выбора кабеля по току: какие процессы учитываются

Провода и кабели для домашней проводки выпускаются большим ассортиментом с разным сечением жил из меди или алюминия. Их поперечное сечение вычисляется по формуле площади круга через диаметр, который легко определить измерительными инструментами, например, микрометром.

Диаметр провода

Поскольку они предназначены для работы в разных условиях эксплуатации, то обладают различной конструкцией, каждая из которых имеет свое название, например, NYM, ПУНП, ПУНГП, ВВГ, ВВГнг, ПВС и другие обозначения.

Провода и кабели

Внутренняя конструкция любого из них состоит из металлических жил и изоляции. В качестве примера показываю картинкой кабель ВВГнг.

Конструкция кабеля

Любая жила обладает электрическим сопротивлением. При прохождении тока по ней выделяется тепло, описываемое законом Джоуля-Ленца. Оно зависит от величины нагрузки, времени ее протекания и сопротивления проводника.

Закон Джоуля-Ленца

При этом происходит нагрев:

  1. металла жилы;
  2. слоя изоляции;
  3. окружающей кабель среды.

С третьим вопросом предлагаю разобраться поподробнее.

Как влияют условия эксплуатации на работу проводки: особенности открытой и закрытой прокладки

Обратите внимание на то, что окружающая кабель среда может отводить тепло, снижая нагрев, либо повышать его температуру за счет локализации места прокладки расположенными в непосредственной близости теплоизолирующими материалами.

Поэтому расположенная на открытом воздухе проводка, благодаря естественной вентиляции (перемещения тепла вверх, а охлажденных масс вниз), охлаждается лучше, чем спрятанная в трубах или внутри строительных конструкций.

Изоляционные материалы хорошо работают при нагреве до допустимой температуры, а после достижения ею критических значений усыхают, теряя свои диэлектрические свойства. Тогда через них создаются токи утечек, приводящие к авариям или пожарам.

Поэтому для каждого типа провода уже выбраны температуры допустимого нагрева с учетом прохождения по ним длительных нагрузок. Поскольку сопротивление по закону Ома уже влияет на величину тока, то по нему и проводится весь расчет.

При пользовании этой методикой необходимо суммировать все нагрузки, которые могут проходить по жиле. Например, розетки, подключенные шлейфом, могут питать одновременно несколько бытовых приборов. Этот момент следует учитывать при выборе сечения питающего их кабеля.

Чтобы не усложнять этот процесс формулами на практике используются уже готовые таблицы. Привожу выдержку из них, необходимую для домашнего мастера.

Таблица выбора сечения кабеля по току

  • основан на многочисленных научных экспериментах;
  • заложен в ПУЭ для обеспечения надежной и безопасной работы электрооборудования;
  • позволяет оптимально выбрать сечение проводки по цене.

Для обеспечения повышенной безопасности при эксплуатации допустимо создавать запас по площади, используя кабель с более толстыми жилами. А монтировать его с уменьшенным сечением опасно.

Как рассчитать кабель по мощности нагрузки простыми словами

У большинства современных бытовых приборов в сопроводительной документации указывается информация не о токе нагрузки, а о величине мощности потребления. Эти параметры электрической сети взаимосвязаны.

Читайте так же:
Захваты для металлических листов

Их легко пересчитать по известным формулам, содержащихся в шпаргалке электрика.

Шпаргалка электрика

Однако есть более простой и доступный путь: уже готовая табличная форма. Она избавляет человека от математических вычислений.

Таблица выбора сечения кабеля по мощности

Здесь действует то же правило сложения мощностей всех подключенных приборов, как и ранее для тока нагрузки.

Разберем пример. В розеточную группу из трех последовательно подключенных розеток может быть одновременно вставлено три потребителя с нагрузкой 2, 1,5 и 1,0 кВт. Складываем их и получаем 4,5 киловатта.

Смотрим таблицу. Для проводки 220 вольт, проложенной открытым способом, достаточно использовать медь сечением полтора квадрата или алюминий — 2,5. При выборе закрытого способа монтажа потребуется увеличить медный провод до 2,5 мм кв, а алюминиевый — до 4,0.

К слову: на любые розеточные группы общепринято выполнять монтаж проводов с сечением от 2,5 миллиметров квадратных. Здесь действуют дополнительные требования к их механической прочности, требующей запаса по толщине.

Особенно актуально это
требование к алюминиевой проводке, обладающей пониженной механической прочностью. В этом не раз убедились многочисленные владельцы квартир в старых многоэтажных зданиях.

Выбор сечения кабеля по мощности и току: таблица справочных данных

Этот способ вобрал в себя две вышеприведенные методики расчета. Они просто сведены в общую таблицу.

Выбор сечения кабеля

Ей удобно пользоваться, имея любую информацию: по току нагрузки или потребляемой мощности, что позволяет не заниматься переводом одной величины в другую.

Однако во всех этих таблицах скрыт один параметр, а именно: очень длинная электрическая цепь. Она косвенно влияет на результаты расчета. Но об этом читайте в следующем подразделе.

Почему необходимо учитывать длину протяженной электрической магистрали в частном доме

Во всех приведенных таблицах учитывается итоговое действие электрического тока на нагрев металлической жилы. Его величина практически не меняется внутри пределов квартиры, где от вводного щитка до конечного потребителя расстояние редко превышает 15 метров.

Однако мы знаем, что электрическое сопротивление провода влияет на ток, а оно с увеличением расстояния всегда возрастает прямо пропорционально отношению удельного сопротивления к площади поперечного сечения.

Электрическое сопротивление металлов

На длинных участках дополнительно возникают потери напряжения, а все это необходимо учитывать в точных расчетах, что и применяется на практике в онлайн калькуляторе, приведенном в следующем разделе.

В качестве пояснения приведу пример такого влияния, применённого при монтаже точных измерительных цепей напряжения ТН на своей подстанции 330 кВ, где потери должны быть минимальными. С ними борются всеми доступными способами.

Измерительный трансформатор напряжения

Эти ТН расположены на ОРУ-330 кВ. Они удалены от релейных панелей на дистанцию порядка 300-400 метров.

Сборка вторичных цепей выполнена в шкафу. Они к нему подаются от выводной коробки, расположенной внизу основания фарфорового изолятора коротким контрольным кабелем с жилами 1,5 мм кв.

Его длину можете оценить визуально по фотографии. Она не превышает несколько метров. Выходные кабели цепей напряжения, проложенные к панелям релейного зала, имеют повышенное сечение жил и превышают 16 мм квадратных.

Это хорошо видно на обратной стороне ввода релейной панели.

Вторичные цепи трансформатора напряжения

Сделано это для того, чтобы минимизировать потери напряжения на такой большой дистанции. Они не должны вносить погрешность большую 0,5%.

По самим же панелям разводка опять выполняется жилами 1,5 квадрата. Короткие расстояния от ТН к его шкафу и в релейном зале не оказывают существенного влияния на потери.

Приведенным примером я постарался показать, как длина протяженной магистрали может повлиять на выбор и расчет кабеля. Все это учтено в онлайн калькуляторе.

Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности с учетом условий эксплуатации

Онлайн методика позволяет оптимально вычислить сечение, которое будет:

  • надежно работать при длительной полной нагрузке без каких-либо повреждений;
  • полностью выдержит возникающие в цепи короткие замыкания;
  • исключит потери напряжения в магистрали ниже допустимого уровня;
  • обеспечит работу защитных устройств при недостаточном качестве заземления.

Вычисления необходимо делать индивидуально для каждого кабельного участка. Они позволяют:

  1. определиться с условиями монтажа и видами нагрузок, которые будут протекать по его жилам;
  2. учесть минимальные размеры способом расчета по току;
  3. обеспечить надежную работу при возникновении температурных перегрузок от коротких замыканий;
  4. выявить допустимые габариты для снижения потерь напряжения;
  5. выбрать сечение, основываясь на импендансе петли из-за недостаточного заземления.

Для проведения расчета потребуется подготовить:

  • информацию о характере нагрузки;
  • условия работы в однофазной или трехфазной схеме питания;
  • тип тока: постоянный или переменный;
  • величину нагрузки в киловаттах;
  • полный и пусковой коэффициенты мощности;
  • протяженность рабочей магистрали;
  • способ прокладки и конструкцию кабеля, учитывающую температурные нагрузки.

А дальше вводим эти исходные данные в таблицу и жмем кнопку «Расчет». Для перехода к следующим вычислениям надо просто нажать кнопку «Сброс» и повторить выше перечисленные операции.

Еще раз обращаю внимание на то, что за основу любого расчета пропускной способности кабеля взят наибольший ток, который способен выдерживать кабель длительно с сохранением диэлектрических свойств изоляции без ее повреждений. По его величине определяется поперечное сечение.

Рекомендую по вопросу выбора проводки дополнительно посмотреть видеоролик владельца «Электроснабжение в Москве»

Видеоматериал автора «Elektrik-sam.info» объясняет подробные алгоритмы вычисления сечения кабеля (провода).

Много полезной информации можно увидеть в комментариях под этими роликами.

Вот в принципе и все, что я хотел объяснить про расчет сечения кабеля по мощности, калькулятор к которому значительно облегчает математические действия. Если вы желаете обсудить это материал, то воспользуйтесь разделом комментариев.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector