Расчет и выбор сечения провода различными способами. Соотношение силы тока и мощности
elektrikov.net Выбор сечения кабеля и провода по мощностиПонимание всех параметров и процессов происходящих с электричеством, является залогом правильного выбора кабеля . Данная статья поэтапно объясняет взаимосвязи физических величин, влияющих на надёжную работу энергосети, её безопасную эксплуатацию. Известно, что все металлы имеют свободные электроны, которые двигаются при наличии приложенного электрического напряжения, создавая электрический ток. Ударяясь об атомы, они теряют энергию, которая переходит в тепловую. Чем больше ток, — тем гуще поток частиц, и чем меньше поперечный разрез проводника, через который они проходят, тем им «тесней», — столкновения чаще, теряется полезная энергия, увеличивается выделение бесполезного, а зачастую опасного тепла. Лавина тепла Важно! При росте температуры, растёт удельное сопротивление, увеличивается выделение тепла, что приводит к лавинообразному процессу быстрого разогрева с катастрофическими последствиями. Существуют сложные формулы, рассчитывающие тепловой баланс, использующие коэффициент плавления и термический коэффициент сопротивления проводника, для определения площади сечения токопроводящей жилы . Но, в быту применяются уже готовые таблицы, в которых учтена возможность перегрева кабеля в скрытой проводке — в этом случае для одинаковых значений по току и мощности, сечение предписывается большим для кабеля в плохо вентилируемых и термоизолированных местах, чтобы нагрев не был больше допустимого. Решение на практикеОсуществляется использованием специальных таблиц, стандартов ПУЭ, по которым происходит выбор сечения кабеля. Значение поперечного сечения проводника выбирают несколькими способами:
Выбор по мощностиНа каждом электроприборе указывается его номинальная мощность. Суммируя мощности электроприборов, которые планируется подключать к проектируемой электросети одновременно — получить некоторое число, и по таблице подобрать соответствующее сечение медного или алюминиевого кабеля, выбирая подходящее значение мощности. Прежде всего необходимо учитывать какая предполагается нагрузка на электропроводку, которую мы собираемся прокладывать. В случае когда на одном участке электросети будет находиться несколько электроприборов, то для подсчета предполагаемой нагрузки мы складываем все их мощности. После подсчета этого показателя мы анализируем способ, каким будем прокладывать электросети (открытый или закрытый), а также воздействие какого температурного режима будет оказываться на провода. Также рассчитать правильную величину сечения кабеля очень важно по той причине, что ошибки в подсчетах приведут к потерям мощности в проводах. Если для бытовых приборов это не столь существенно, то в промышленных масштабах это может привести к достаточно серьезным растратам. Итак , берем листок и ручку выписываем все электроприборы находящиеся у Вас в квартире и складываем их мощности : P=P1+P2+P3+…Pn (Вт), где P1- это мощность, например, чайника в 1,5 кВт, P2-мощность пылесоса в 1,6 кВт и т.д. После того как все мощности сложили необходимо суммарную мощность умножить на коэффициент одновременности K=0.8 . Этот коэффициент показывает что в определенный период времени все электроприборы в квартире будут работать , но не продолжительное время , а короткий промежуток времени , это нужно обязательно учитывать , т.к. если вы будете выбирать сечение провода только по мощности вы выберете сечение провода больше , а это может оказаться существенно дороже . Итак , у нас получается : Pобщ.=P*K (Вт) После подсчета общей мощности выбираем сечение провода (медный или алюминиевый) в таблице 1 :  Таблица 1 — Выбор сечения провода по мощности Важно ! Если в будущем вы собираетесь увеличивать нагрузку , то необходимо заранее увеличить сечение провода это замечание применяется для всех способов определения сечения провода. Выбор по токуВ таблице 2 можно найти соответствия сечений к номинальному току. Подбор по этому параметру считается более точным. Необходимо посмотреть в паспорта и на бирки электроприборов, обычно указывается номинальная мощность, и далее проделать те же процедуры что и в выше описанном способе. Далее по формуле мы определяем ток , который максимально действует в линии и на основании этого выбираем сечение провода (формула применима для однофазной сети 220 В):
Есть возможность измерить амперметром ток для каждого потребителя в отдельности своими руками и далее просто просуммировать ток . Для этого тестер подключают в разрыв цепи — на практике можно взять кусок сетевого провода с вилкой, подключить одну жилу к клемме розетки, другую подать на измерительный прибор. Другой щуп амперметра подсоединить к свободной клемме розетки, и в неё поочерёдно включать имеющуюся бытовую технику, в разных режимах работы, сверяясь с параметрами, заявленными производителями.  Если у Вас трехфазная сеть , необходимо ток найти по этой формуле :
После того как просуммировали токи электроприборов, выбираем по таблице сечение проводника:  Таблица 2 Соотношение силы тока и сечения проводника Еще один момент , если в вашей трехфазной сети присутствуют электрические двигатели , то ток этого двигателя определяется по формуле:
где — P это мощность двигателя , n- КПД двигателя (есть на бирке двигателя), COS f- коэффициент мощности (также смотрим на бирку) . И последнее , в трехфазной сети суммируем рассчитанные токи двигателей и рассчитанные токи электроприборов и выбираем из таблицы 2 сечение проводника. Нужно учитывать еще один момент — это прокладка кабеля. Она может быть открытого типа или закрытого , соответственно и токовые нагрузки будут различаться, поэтому при выборе сечения провода обратите на это внимание. В таблице 2 вы можете проанализировать этот момент Провод уже естьВ обратной ситуации, когда имеется кабель, но не видно маркировки, необходимо узнать его номинальный ток и мощность, для этого измеряем диаметр провода штангенциркулем, или микрометром. Можно обойтись линейкой, если жила достаточно гибкая, намотать её на тонкий прут, измерить длину получившейся спирали, разделить на количество витков — результат будет соответствовать диаметру. По формуле вычисляем площадь поперечного сечения проводника: S=πD²/4 (мм²) , где π- 3,14 , D — диаметр проводника, можно взять штангенциркуль и померить диаметр (мм) Методом подбора по сечению из таблицы 1 , можно узнать, для какой мощности сгодится имеющийся кабель. Важно: Выбирать сечение кабеля лучше с запасом.Запрещается эксплуатация кабеля, смотанного в бухту(катушку), ввиду её индуктивного сопротивления. Монтаж алюминиевого кабеля проводить с особой осторожностью — частое сгибание и разгибание продуцирует невидимые трещины, которые уменьшают сечение, в этом месте растёт сопротивление и происходит точечный перегрев. Проверка по длинеФактор длины проводника l также увеличивает сопротивление в сети . Им можно пренебречь на небольшом расстоянии, но по мере его увеличения, падение напряжения на нагрузке будет всё ощутимым, и оно может стать ниже номинального значения — 5 %. Разберем подробнее , во избежание этого, рассчитывают площадь поперечного сечения всего кабеля, допуская некоторое его значение и используя его в формуле определения сопротивления: R= ϱ*l/S, где l — длина провода (м), ϱ — удельное сопротивление проводника (Ом*мм²/м) (см. в таблице 2 ), S — площадь поперечного сечения проводника, определяется из вышеописанного способа (мм²) Таблица 3- удельное сопротивления металлов:
U=I²*R (В), где I — это суммарная сила тока в вашей сети (А), R — рассчитанное сопротивление (Ом). И последнее , определяем потери в сети . Рассчитанное падение напряжения делим на напряжение в сети и умножаем на 100 %. Если полученное значение превышает 5% от напряжения сети — сечение кабеля необходимо увеличить по в таблице 1. Похожие статьиinfoelectrik.ru как сделать и что это такоеЧаще всего расчет силы тока по мощности делают для построения правильных электрических сетей, например, в квартире. Очень полезны будут такие знания для самостоятельного их проектирования (второе название – проводка) в комнате, помещении. Как производят такие расчетыЕсли говорить о точных математических формулах, которыми в основном такие понятия и выражаются, то можно применить следующую: І=P/(U÷cosφ).  Мощность силы тока Что значат латинские І, P и U? А также cosφ? Обо всем по порядку: І – это собственно сила тока. P – обозначает мощность или электрическую нагрузку (измеряется величина в единицах “Ваттах”, сокращенно “Вт”). U – то напряжение, которое фактически есть в электрической сети (напряжение принято измерять Вольтами, или сокращенно “В”). Что обозначает косинус – это так называемый коэффициент или показатель мощности. Он немного корректирует расчет в зависимости от используемых в сети приборов, например. Соответственно, сама мощность суммарная всегда будет зависеть от мощности всех вместе взятых приборов. Пусть, это будут бытовые приборы, не используемые в производственных масштабах. То есть речь идет о таких электрических приспособлениях, как микроволновка, фен для сушки волос, тостер и так далее.  Защита электроприборов Этот коэффициент мощности нагрузки (активной нагрузки) берется в таких случаях в размере 0,95. Он подходит для ламп накаливания или других бытовых электрических приборов похожего показателя потребления энергии. Для более мощных “пожирателей” электрического тока используют в расчетах уже другой уровень коэффициента – восемь десятых, то есть cosφ=0,8. Аппараты для сварки металлов также относится к этой категории, как и другие, с похожими показателями, приборы. Напряжение можно сравнить с давлением, если говорить в физических терминах. Похоже на эффект, оказываемый водой на стенки тех сосудов, по которым течет. Вот в чем напряжение в обоих упомянутых случаях одно и то же по своей сути. А вот что значит еще одно понятие, – мощность, – обозначаемое буквой “W”, стоит узнать поближе. Математик скажет, что она равна W=U*I, и будет прав. Все эти обозначения уже упоминались выше. Ток и расчеты исходя от мощности Розетка и вилка 380 в Чем отличается расчет силы тока по мощности 380? Прежде всего стоит сделать одно уточнение вышеописанной формуле. Она была приведена в формате однофазной электрической сети. А есть также и трёхфазная. Она отличается коэффициентом 1,73. То есть сама формула станет выглядеть так: І=P/(1,73U÷cosφ). Но пусть это дополнение никого не пугает. Обязательно нужно рассмотреть примеры, так как теория без практики ничто. Итак, по пунктам:
Согласно аналогичному примеру, только с применением трехфазного коэффициента, о котором выше указано. Разница между такими расчетами именно в величине напряжения. Они равны двести двадцать и триста восемьдесят вольт. А разница между ними ка раз 1,37 (380 разделить на 220). Второй пример будет касаться автомобилей и авто-звука в частности. Если требуется установить его усилитель, мощность которого пятьдесят ватт, то это значит следующее. Теперь, узнав силу тока, можно вычислить сечения провода, кабеля, подводящего ток к цели. Напряжение сети (в данном случае напряжение бортовое на авто) равняется двенадцати вольтам (U=12 В). Далее: мощность известна, теперь вычислите ток по той же формуле. Это быстро – нужно выполнить одно действие на калькуляторе. Получается ток будет равен W/U=50/12. Это приблизительно 4,17 А (чуть более четырех целых ампер). Если показатели мощности и напряжения будут соответственно равны сто и двенадцать, тогда формула примет вид W/U=100/12. Это приблизительно 8,33 Ампер (чуть больше восьми). Значительно больше, чем в первом примере. Расчеты силы тока и жизньРасчет силы тока по мощности 220, а также по более мощной, был приведен выше. Примеры для простого вычисления достаточны. Для понимания все предельно ясно было изучено еще в школе. Какова подоплека, касающаяся этих величин и нашей жизни? Нужно запомнить, что обычно принимают за однофазную сеть такую, у которой напряжение двести двадцать вольт. А вот за трёхфазную – которая имеет такой же показатель в триста восемьдесят. Чаще всего в жизни нужно вычислить силу тока или сопротивление. Первое нужно для оптимального подбора сечения провода, ответственного за передачу тока. Второе требуется, чтобы определить свойства и поведение некоторых материалов. О том, что такое сила тока, представлено на видео:
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам. foxremont.com |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
где Pобщ. — общая мощность электроприборов (Вт).
