Diyargroup.ru

Ремонт Строй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как выбрать сечение провода

Как выбрать сечение провода

Сегодня LiPo-батарее могут выдавать достаточно большие токи. Чтобы сберечь аппаратуру и нервы надо уметь правильно подобрать силовые провода. В интернете много статей для бытовых целей (ремонт в квартирах и пр). Я расскажу как правильно подобрать провода в авиамоделизме.

В моделизме используются медные провода, алюминий слишком жесткий. Рассмотрим разные варианты на примере:

  • многожильный провод в ПВХ изоляции (ПВС-2.5)
  • акустический кабель
  • провод в силиконовой изоляции

Сам провод состоит из жилы и изоляции.

Формула расчета мощности кабеля по сечению

Итак, есть формула расчета по мощности сечения электрического провода или кабеля. Вот она:

I=PхK/Uхcos φ – данная формула используется для однофазных электросетей с переменным током в 220 Вольт. Где:

  • К – это коэффициент одновременности, именно он уравнивает показатель мощности по временному значению. Так как не все время мы используем электроприборы или освещение. Это постоянная величина и она равняется 0.75.
  • Р — это общая мощность всего освещения и бытовых электроприборов.
  • U — переменный ток 220 Вольт.
  • cos φ – это тоже постоянный показатель, который равен единице.

В данной формуле почти все величины, помимо суммарной мощности, постоянные. Потому в основе расчета находятся именно те нагрузки, которые имеют светильники и бытовые электроприборы. То есть, величина тока будет зависеть от используемой мощности. Данные показатели, как правило, указаны в техническом паспорте, который находится в комплекте с электроприбором. Также часто изготовители указывают ее на этикетках. Но вот только определенные показатели мощности основных электроприборов, используются чаще остальных.

Список мощности электроприборов и пример расчета кабеля

Мощность некоторых электрических бытовых приборов:

  • Холодильник 350-850 Ватт.
  • Телевизор 150-310 Ватт. Это мощность современных телевизоров.
  • Освещение 320-1600 Ватт. Как было указано выше, это зависит от типа и количества ламп.
  • Утюг 1200-2200 Ватт. Это один из наиболее энергопотребляемых аппаратов.
  • К данной категории относится электрический чайник: 1200-2600 Ватт.
  • Добавим в эту же категорию посудомоечную и стиральную машину – 2600 Ватт.
  • Компьютер 320-650 Ватт.
  • Микроволновая печь приблизительно 1500 Ватт.

В этот список можно было добавить и другие электроприборы, например, музыкальный центр, фен, водонагреватель, пылесос и т. д. То есть, для расчета сечения кабеля по мощности нужно вначале определить, какое количество электроприборов находится в доме. Суммируя их мощность, определяется общая мощность потребления, которая и воздействует на электропроводку.

Итак, все данные подставляются в формулу, для определения сила тока. Давайте рассчитаем мощность всех вышеописанных электроприборов по минимальному показателю. И выясним, какой кабель нам потребуется. Суммарная мощность составляет – 6550 Ватт или 6,55 кВт. Подставляем ее в формулу:

I=6550х0.75/220=22,4 Ампер.

Затем, чтобы определить сечения кабеля, нам будет необходима таблица, где задано соотношение двух величин.

Важно! Величина электротока в таблицах, как правило, указана целыми цифрами. Потому нужно округлить наш результат до наибольшей величины. Это даст некоторый запас надежности. В нашем примере это будет 27 Ампер по медным кабелям, и 28 Ампер по алюминиевым. Таким образом, сечение провода будет 2,6 мм. кв. по меди и 4.1 мм. кв. для алюминия.

Так, вы узнали, как рассчитать сечение провода.

Расчет сечения проводов по комнатам

Описанный выше расчет с формулой используется для входного провода в дом. Но нужно рассматривать и внутреннюю разводку по помещениям и комнатам. Просто с освещением все более или менее ясно. Кидаете под него во все помещения провод сечением 1,6 мм. кв., и будьте не переживайте, что все вы выполнили верно. Ни замыкания, ни перегрева, у вас не случится.

С розетками все гораздо сложней. В доме существуют комнаты, в которых наличие бытовых электроприборов зашкаливает. Это ванная и кухня. В первой, как правило, обычно работает стиралка и фен. Между прочим, у него довольно большая мощность 1200-2600 Ватт. Поэтому нагрузку такое маленькое устройство создает довольно высокую.

Читайте так же:
Выключатель птф с подсветкой

Поэтому нужно необходимо решить одну довольно важную задачу – грамотно распределить по длине мощность розеточных групп. Например, на кухне. Вначале рассчитывается сила тока по описанной выше формуле, где в роли мощности потребления складывают мощности всех находящихся на кухне бытовых электрических устройств, не забывая про освещение. Делается выбор сечения провода, который будет подходить в это помещение. А вот по розеткам растянуть проводку под все бытовые электроприборы с меньшим сечением. Для чайника и кофеварки отдельно, для холодильника отдельно, для посудомоечной машины отдельно. И к каждой точке.

Некоторые могут сказать, не многовато ли розеток для одной маленькой комнаты? Существует альтернатива, подключить на блок розеток (тройную либо двойную) провод большего сечения. Нужно будет сделать еще один расчет. Таким образом, способов на схему разводки электроконтуров может быть огромное множество. Но в любом случае нужно будет использовать таблицы, калькулятор и формулу определения сечения кабеля по мощности, и по длине. Хоть специалисты утверждают, что наилучший вариант – это под каждый электроприбор отдельную розетку.

И еще важный момент, который касается длины провода и его потери тока. По физическим законам, чем длинней кабель, тем больше появляются потери напряжения. Потому электрики делают расчет сечения кабеля по его длине. Однако внутреннюю разводку этому расчету не подвергают. Очень, минимальны потери.

Использование таблицы сечения проводов по мощности

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

Узнать точный показатель можно, используя различные параметры

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

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

Статья по теме:

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

Влияние длины проводника на сечение

Длина проводника важна при строительстве сетей промышленного масштаба, когда кабель нужно тянуть на значительные расстояния. За время прохождения тока по проводам происходят потери мощности (dU), которые рассчитываются по следующей формуле:

dU = I×p×L/S, где:

  • I – сила тока.
  • p – удельное сопротивление (для меди — 0,0175, для алюминия — 0,0281).
  • L – длина кабеля.
  • S – просчитанная площадь сечения проводника.

Согласно техническим условиям, максимальная величина падения напряжения по длине провода не должна превышать 5 %. Если падение значительно, то следует подобрать другой кабель. Это можно сделать с помощью таблиц, где уже отражена зависимость величины мощности и силы тока от величины сечения.

Таблица: Подбор провода при напряжении 220 В.

Сечение жилы провода, мм 2Диаметр жилы проводника, ммМедные жилыАлюминиевые жилы
Ток, АМощность, ВтТок, АМощность, кВт
0,500,8061300
0,750,98102200
1,001,13143100
1,501,38153300102200
2,001,60194200143100
2,501,78214600163500
4,002,26275900214600
6,002,76347500265700
10,003,575011000388400
16,004,5180176005512100
25,005,64100220006514300

Выбор кабеля для диодной ленты

Нередко приходится располагать драйвер на большом расстоянии от самой ленты. Это встречается при создании подсветки рекламных конструкций, интерьеров и прочих объемных объектов. Иногда напряжение, поступающее на вход, не соответствует выходным показателям блока питания. Это вызвано тем, что сечение провода слишком мало, из-за большой длины возникает падение напряжения. Поэтому необходимо предварительно сделать расчет сечения провода и подобрать наиболее подходящий образец.

Читайте так же:
Выключатель кнопочный с подсветкой легранд

Светодиодные ленты, которые напрямую подключаются к сети 220 В, нуждаются в установке защиты. При этом, надо понимать, что основным показателем является сила тока. Проще всего руководствоваться общепринятыми соотношениями:

Сила токаСечение кабеля
6 А0,5 мм 2
10 А0,75 мм 2
14 А1 мм 2
15 А1,5 мм 2
19 А2 мм 2
21 А2,5 мм 2

Внимание! Исходя из этих значений можно определить, какой автомат нужен для лент с питанием от 220 В. При этом, надо выбирать устройство с меньшими параметрами, так как устройство срабатывает с некоторой задержкой, а надо обеспечить опережение отсечки ленты при превышении силы тока.

Для низковольтных лент превышение силы тока не грозит. При выборе кабеля руководствуются величиной падения напряжения между выходом блока питания и контактами ленты. Кроме этого, необходимо стараться максимально ограничивать длину 12-вольтовой линии, поскольку именно она определяет величину расхождения параметров в начале и конце кабеля.

Существует несколько критериев определения размера провода:

По нагрузке ленты

Мощность ленты — это произведение силы тока на напряжение. Поскольку оно известно, легко определить потребляемый ток. Например, 60-ваттная светодиодная лента с напряжением питания 12 В потребляет 5 А. Исходя из этого, по таблице легко определить минимальное сечение — 0,5 мм 2 . Рекомендуется прибавлять небольшой запас прочности и выбирать провод на 10-15 % толще, чем полученное расчетное значение. Это обеспечит нормальный режим работы и снизит величину падения напряжения.

По мощности блока

Мощность драйвера — это неизменяемая величина. Она определяется особенностями схемы, возможностями деталей, использованных в конструкции блока. Кабель для светодиодной ленты должен соответствовать выходным параметрам драйвера, иначе ток на ленту будет поступать с ограничениями. Кроме этого, необходимо сразу выбирать подходящий по своим характеристикам источник питания для данной ленты. Правильным решением будет сначала купить подсветку, и только потом выбрать оптимальный тип драйвера к ней. После этого производят расчет сечения, руководствуясь изложенной выше методикой.

Существуют драйверы с возможностью настройки напряжения на выходе. Эта функция позволяет добиться оптимальной яркости, но во время настройки надо измерять напряжение на светодиодной ленте, чтобы избежать превышений номинала и перегрузки LED элементов.

По марке провода

Марка кабеля представляет собой зашифрованную информацию о его параметрах. Для того, чтобы выбрать оптимальный вариант, надо иметь представление о маркировке проводов, наличии плюсов и минусов каждой разновидности. Специалисты рекомендуют использовать медные многожильные виды кабеля. Они обладают хорошим набором эксплуатационных качеств, легко переносят нагрузки усталости и не ломаются. Помимо материала надо обращать внимание на сечение (его предварительно рассчитывают) и тип изоляции.

Определения и формулы

Этот калькулятор используется для расчета мощности постоянного тока и всё, о чем тут говорится, относится, в основном, к постоянному току. Намного более сложный случай расчета мощности в цепях переменного тока рассматривается в нашем Калькуляторе мощности переменного тока. См. также Калькулятор пересчета ВА в ватты.

Электрический разряд

Линия электропередачи — пример устройства для передачи энергии от места, где она вырабатывается, до места, где она потребляется.

Электрический заряд или количество электричества — скалярная физическая величина, определяющая способность тел создавать электромагнитные поля и принимать участие в электромагнитном взаимодействии. На электрически заряженное тело, помещенное в электромагнитное поле, действует сила, при этом заряды противоположного знака притягиваются друг к другу, а одноименные заряды — отталкиваются.

Единицей измерения электрического заряда в системе СИ является кулон, равный заряду, проходящему через поперечное сечение проводника с током один ампер в течение одной секунды. Несмотря на то, что мы наблюдаем перемещение зарядов в любой электрической схеме, количество заряда не изменяется, так как электроны не создаются и не разрушаются. Электрический заряд в движении представляет собой электрический ток, рассматриваемый ниже. При перемещении заряда из одного места в другое мы осуществляем передачу электрической энергии.

Читайте так же:
Как уменьшить ток подсветки телевизора lg 32lb561v

Сила тока

Сила тока — физическая величина, представляющая собой скорость перемещения заряженных частиц или носителей заряда (электронов, ионов или дырок) через некоторое сечение проводящего материала, который может быть металлом (например, проводом), электролитом (например, нейроном) или полупроводником (например транзистором). Если говорить более конкретно, это скорость потока электронов, например в схеме, показанной на рисунке выше.

В системе СИ единицей измерения силы тока является ампер (символ А). Один ампер — это ток, возникающий при движении заряженных частиц со скоростью один кулон в секунду. Обозначается электрический ток символом I и происходит от французского intensité du courant («интенсивность тока»).

Электрический ток может протекать в любом направлении — от отрицательной к положительной клемме электрической схемы и наоборот, в зависимости от типа заряженных частиц. Положительные частицы (положительные ионы в электролитах или дырки в полупроводниках) движутся от положительного потенциала к отрицательному и это направление произвольно принято за направление электрического тока. Такое направление можно рассматривать как движение заряженных частиц от более высокого потенциала к более низкому потенциалу или более высокой энергии к более низкой энергии. Это определение направления электрического тока сложилось исторически и стало популярным до того, как стало понятно, что электрический ток в проводах определяется движением отрицательных зарядов.

Такое произвольно принятое направление электрического тока можно также использовать для объяснения электрических явлений с помощью гидравлической аналогии. Мы понимаем, что вода движется из точки с более высоким давлением в точку с более низким давлением. Между точками с одинаковыми давлениями потока воды быть не может. Поведение электрического тока аналогично — он движется от точки с более высоким электрическим потенциалом (положительной клеммы) к точке с более низким потенциалом (отрицательной клемме).

Труба с водой ведет себя как проводник, а вода в ней — как электрический ток. Давление в трубе можно сравнить с электрическим потенциалом. Мы также можем сравнить основные элементы электрических схем с их гидравлическими аналогами: резистор эквивалентен сужению в трубе (например, из-за застрявших там волос), конденсатор можно сравнить с установленной в трубе гибкой диафрагмой. Катушку индуктивности можно сравнить с тяжелой турбиной, помещенной в поток воды, а диод можно сравнить с шариковым обратным клапаном, который позволяет потоку жидкости двигаться только в одном направлении.

В системе СИ сила тока измеряется в амперах (А) и названа в честь французского физика Андре Ампера. Ампер — одна из семи основных единиц СИ. В мае 2019 г. было принято новое определение ампера, основанное на использовании фундаментальных физических констант. Ампер также можно определить как один кулон заряда, проходящий через определенную поверхность в одну секунду.

Подробную информацию об электрическом токе можно найти в наших конвертерах Электрический ток и Линейная плотность тока.

Скорость передачи заряда можно изменять, и эта возможность используется для передачи информации. Все системы передачи связи, такие как радио (конечно, сюда относятся и смартфоны) и телевидение, основаны на этом принципе.

Электрическое напряжение

Электрическое напряжение или разность потенциалов в статическом электрическом поле можно определить как меру работы, требуемой для перемещения заряда между выводами элемента электрической схемы. Элементом может быть, например, лампа, резистор, катушка индуктивности или конденсатор. Напряжение может существовать между двумя выводами элемента независимо от того протекает между ними ток или нет. Например, у 9-вольтовой батарейки имеется напряжение между клеммами даже если к ней ничего не присоединено и ток не протекает.

Единицей напряжения в СИ является вольт, равный одному джоулю работы по переносу одного кулона заряда. Вольт назван в честь итальянского физика Алессандро Вольта.

В Северной Америке для обозначения напряжения обычно используется буква V, что не слишком удобно. Фактически, это так же неудобно, как и использование футов и дюймов. Сравните, например, V = 5 V or U = 5 V. Что бы вы выбрали? Во многих других странах, считают, что для обозначения напряжения лучше использовать букву U — потому что так удобнее. В немецких, французских и русских учебниках используется U. Считается, что эта буква происходит от немецкого слова Unterschied, означающего разницу или разность (напряжение — разность потенциалов).

Читайте так же:
Как соединить сип кабель с медным проводом под напряжением

Мы знаем, что энергия, которая была использована для перемещения заряда через элемент схемы, не может исчезнуть и должна где-то появиться в той или иной форме. Это называется принципом сохранения энергии.

Например, если этим элементом был конденсатор или аккумулятор, то энергия будет храниться в форме электрической энергии, готовой для немедленного использования. Если же этот элемент был, например, нагревательным элементом в духовке, то электроэнергия была преобразована в тепловую. В громкоговорителе электрическая энергия преобразуется в акустическую, то есть механическую энергию, и тепловую энергию. Практически вся энергия, которую потребляет работающий компьютер, превращается в тепло, которое нагревает помещение, в котором он находится.

Теперь рассмотрим электрический элемент в форме автомобильной аккумуляторной батареи, подключенной к генератору для зарядки. В этом случае энергия подается в элемент. Если же двигатель не работает, но работает акустическая система автомобиля, то энергия подается самим элементом (батареей). Если ток входит в одну из двух клемм аккумулятора и внешний источник тока (в нашем случае — генератор) должен расходовать энергию, чтобы получить этот ток, то такая клемма называется положительной по отношению к другой клемме аккумулятора, которая называется отрицательной. Отметим, что эти знаки «плюс» и «минус» выбраны условно и позволяют нам обозначить напряжение, существующее между двумя клеммами.

USB тестер с соединителями типа USB-C, подключенный к зарядному устройству и смартфону (см. Пример 2 выше)

На рисунке выше показан рассмотренный в Примере 2 USB тестер с соединителями USB Type C, подключенный к зарядному устройству USB (слева). Справа к тестеру подключен заряжаемый смартфон. Тестер измеряет потребляемый смартфоном ток. Красной стрелкой на тестере показано текущее направление тока. Иными словами, на дисплее тестера показано, что нагрузка (смартфон) подключена к правому порту и заряжается. Отметим, что если вместо зарядного устройства к левому порту подключить какое-нибудь USB-устройство, например, флэш-накопитель (флэшку), то данный тестер покажет обратное направление движения тока и потребляемый флэшкой ток.

Электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойство тел препятствовать прохождению электрического тока. Оно равно отношению напряжения на выводах элемента к протекающему через него току:

Эта формула называется законом Ома. Многие проводящие материалы имеют постоянную величину сопротивления R, поэтому U и I связаны прямой пропорциональной зависимостью. Сопротивление материалов определяется, в основном, двумя свойствами: самим материалом и его формой и размерами. Например, электроны могут свободно двигаться через золотой или серебряный проводник и не так легко через стальной проводник. Они совсем не могут двигаться по изоляторам любой формы. Конечно, и другие факторы влияют на сопротивление, однако в значительной меньшей мере. Такими факторами являются, например, температура, чистота проводящего материала, механическое напряжение проводящего материала (используется в тензорезистивных датчиках) и его освещение (используется в фоторезисторах).

Электрическая мощность

Мощность представляет собой скалярную физическую величину, равную скорости изменения, передачи или потребления энергии в физической системе. В электродинамике мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи, преобразования или потребления электрической энергии. В системе СИ единицей электрической мощности является ватт (Вт), определяемый как 1 джоуль в секунду. Скорость передачи электрической энергии равна одному ватту, если один джоуль энергии расходуется на перемещение одного кулона заряда в течение одной секунды.

Более подробную информацию о мощности вы найдете в нашем Конвертере единиц мощности.

Расчет электрической мощности на постоянном токе

Мощность, необходимая для перемещения определенного числа кулонов в секунду (то есть для создания тока I в амперах) через элемент схемы с разностью потенциалов U пропорциональна току и напряжению, то есть

В правой части этого уравнения находится произведение джоулей на кулоны (напряжение в вольтах) на кулоны в секунду (ток в амперах), в результате получаются джоули в секунду, как и ожидалось. Это уравнение определяет мощность, поглощенную в нагрузке, выраженную через напряжение на выводах нагрузки и протекающий через нее ток. Это уравнение используется в нашем калькуляторе вместе с уравнением закона Ома.

Читайте так же:
Как замерить потребляемый ток светодиода

Формула расчета мощности кабеля по сечению

Итак, есть формула расчета по мощности сечения электрического провода или кабеля. Вот она:

I=PхK/Uхcos φ – данная формула используется для однофазных электросетей с переменным током в 220 Вольт. Где:

  • К – это коэффициент одновременности, именно он уравнивает показатель мощности по временному значению. Так как не все время мы используем электроприборы или освещение. Это постоянная величина и она равняется 0.75.
  • Р — это общая мощность всего освещения и бытовых электроприборов.
  • U — переменный ток 220 Вольт.
  • cos φ – это тоже постоянный показатель, который равен единице.

В данной формуле почти все величины, помимо суммарной мощности, постоянные. Потому в основе расчета находятся именно те нагрузки, которые имеют светильники и бытовые электроприборы. То есть, величина тока будет зависеть от используемой мощности. Данные показатели, как правило, указаны в техническом паспорте, который находится в комплекте с электроприбором. Также часто изготовители указывают ее на этикетках. Но вот только определенные показатели мощности основных электроприборов, используются чаще остальных.

Список мощности электроприборов и пример расчета кабеля

Мощность некоторых электрических бытовых приборов:

  • Холодильник 350-850 Ватт.
  • Телевизор 150-310 Ватт. Это мощность современных телевизоров.
  • Освещение 320-1600 Ватт. Как было указано выше, это зависит от типа и количества ламп.
  • Утюг 1200-2200 Ватт. Это один из наиболее энергопотребляемых аппаратов.
  • К данной категории относится электрический чайник: 1200-2600 Ватт.
  • Добавим в эту же категорию посудомоечную и стиральную машину – 2600 Ватт.
  • Компьютер 320-650 Ватт.
  • Микроволновая печь приблизительно 1500 Ватт.

В этот список можно было добавить и другие электроприборы, например, музыкальный центр, фен, водонагреватель, пылесос и т. д. То есть, для расчета сечения кабеля по мощности нужно вначале определить, какое количество электроприборов находится в доме. Суммируя их мощность, определяется общая мощность потребления, которая и воздействует на электропроводку.

Итак, все данные подставляются в формулу, для определения сила тока. Давайте рассчитаем мощность всех вышеописанных электроприборов по минимальному показателю. И выясним, какой кабель нам потребуется. Суммарная мощность составляет – 6550 Ватт или 6,55 кВт. Подставляем ее в формулу:

I=6550х0.75/220=22,4 Ампер.

Затем, чтобы определить сечения кабеля, нам будет необходима таблица, где задано соотношение двух величин.

Важно! Величина электротока в таблицах, как правило, указана целыми цифрами. Потому нужно округлить наш результат до наибольшей величины. Это даст некоторый запас надежности. В нашем примере это будет 27 Ампер по медным кабелям, и 28 Ампер по алюминиевым. Таким образом, сечение провода будет 2,6 мм. кв. по меди и 4.1 мм. кв. для алюминия.

Так, вы узнали, как рассчитать сечение провода.

Расчет сечения проводов по комнатам

Описанный выше расчет с формулой используется для входного провода в дом. Но нужно рассматривать и внутреннюю разводку по помещениям и комнатам. Просто с освещением все более или менее ясно. Кидаете под него во все помещения провод сечением 1,6 мм. кв., и будьте не переживайте, что все вы выполнили верно. Ни замыкания, ни перегрева, у вас не случится.

С розетками все гораздо сложней. В доме существуют комнаты, в которых наличие бытовых электроприборов зашкаливает. Это ванная и кухня. В первой, как правило, обычно работает стиралка и фен. Между прочим, у него довольно большая мощность 1200-2600 Ватт. Поэтому нагрузку такое маленькое устройство создает довольно высокую.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector