Jak zjistit, kolik energie kabel nebo drát vydrží

Při připojování elektrických spotřebičů k napájecí síti je jednou z hlavních podmínek výběr kabelu nebo drátu vhodné sekce. Ale někdy se stane, že už máte nějaký dirigent a nejste si jisti, zda je vhodný pro konkrétní úkol.

Pokud připojíte příliš velké zatížení kabelu, zahřeje se a možná se dokonce přehřeje. Z tohoto důvodu se izolace roztaví, což je nebezpečné při zkratu, úrazu elektrickým proudem a požáru. To vyvolává otázku: „Jak víte, kolik energie může kabel nebo vodič odolat?“. Pojďme na to!

Co ovlivňuje přípustnou sílu?

Okamžitě stojí za zmínku, že průřez a výkon kabelu nejsou v zásadě propojeny. Pro dirigenta hraje rozhodující roli přípustný trvalý proud. Tyto hodnoty jsou popsány v části PUE 1, kapitola 1.3. Faktem je, že pokud vydrží proud 16A, pak v síti 220V je to 3,5 kW, pro 380V je to 10 kW a v síti 12V je to pouze 192W. Proto je rozumné mluvit o přípustném výkonu kabelu pouze v souvislosti se známým napětím.

Chcete-li převést kilowatty na watty, stačí vydělit kW 1000.

Chcete-li převést watty na ampéry, musíte rozdělit watty napětím na volty.

A pro třífázovou síť je také rozdělena na 1,73 (kořen 3) a CosF.

CosФ - účiník, uvedený na štítku umístěném na těle většiny elektrických spotřebičů.

Tabulka průřezu drátu a přípustný proud

Existují speciální tabulky, které popisují shodu kabelové sekce, proud, napětí a výkon. Informace v nich však nejsou vždy platné pro výběr kabelů.

Pokud pro výpočty kabelů v bytech, kde délka vedení zřídka přesahuje 15–20 metrů mezi krajními body, a okolní teplota je obvykle kolem 20–25 stupňů, je to stále pravda ...

Představte si však situaci, kdy se chystáte postavit plot na část soukromého domu, a při jeho instalaci musíte použít elektrické nářadí a svařovací stroj, také míchač betonu a ulice je navíc na slunci horká daleko nad 30 stupňů Celsia. Pak budete potřebovat dobrý prodlužovací kabel, abyste jej mohli připojit v garáži nebo v domě, a budete pracovat po celém obvodu webu.

Myslím, že je to pro vás známá situace.

Všechny výše uvedené zahrnovaly řadu faktorů ovlivňujících to, kolik energie vydrží kabel, jmenovitě:

1. Délka řádku.

2. Teplota prostředí a samotného vodiče.

Oba faktory ovlivňují odpor kabelu, a to zase ovlivňuje ztrátu energie a zahřívání vodičů. Pokud pro tuto sílu vyberete vodič s příliš malým průřezem, napětí při jeho zatížení klesne. Je nežádoucí povolit ztráty vyšší než 3-5%. V obvodech osvětlení je přípustný pokles napětí o 10%.

Odpor, délka, materiál, teplota jak jsou spojeny?

Odpor vodiče je určen vzorcem

R = po * L / S

Kde Po je odpor kovu, Ohm * sq. Mm / m, L je délka v metrech, S je plocha průřezu v sq. mm

Například měrný odpor Po mědi je 0,018 a hliníku 0,029. Z výše uvedené tabulky tedy bylo vidět, že měděný vodič vydrží při stejném průřezu více proudu než hliník. Je to kvůli ztrátám, o kterých si budeme hovořit níže.

Také ve vzorci se objevují dvě další veličiny - délka a plocha průřezu. Čím větší délka a menší plocha průřezu, tím větší odpor. V souladu s tím se při zvětšení průřezu při konstantní délce odpor snižuje, také se snižováním délky.

Zajímavá analogie s dálnicí: čím více jízdních pruhů pro jízdu v jednom směru, tím rychleji jedou vozy, a pokud je v nich mnoho aut (vysoký proud) a v každém směru je pouze jeden jízdní pruh, budou tlačeny v dopravní zácpě.

U kovů se odpor zvyšuje také se zvyšující se teplotou, a proto klesá vodivost, jednoduše řečeno, je to kvůli skutečnosti, že při zahřátí začnou částice v nosičích kovu a náboje náhodně pohybovat, a proto se častěji srazí.

Ztráta

Abych to shrnul, na čem ztráty závisí:

1. Materiál kabelu (hliník nebo měď).

2. Délka řádku.

3. Průřezová oblast.

4. Okolní teplota.

5. Položení několika kabelů do jedné trubky. V tomto případě neexistují žádné podmínky pro jejich chlazení, navíc se teploty sousedních kabelů zhoršují.

Kabel musí být vybrán tak, aby výsledné ztráty byly co nejmenší. Ideálně až 3-5%. V extrémních případech, pokud neexistují žádné jiné možnosti, pak až 10%. S napětím v síti 220 V 10% to skutečně jsou ztráty 22 V a 192 V na výstupu za předpokladu, že síť již není promarněna. A při proudu nejméně 10 A je to 220W ztrát pouze na vodičích. To je popsáno v GOST 721 a GOST 21128.

Sekce

Pojďme k podstatě otázky: „Jak poznám sílu, kterou kabel dokáže odolat?“. Na základě výše uvedeného je nutné určit průřez vodiče. Za tímto účelem změřte jeho průměr. To je pohodlnější a rychlejší dělat s posuvným měřítkem. Tato metoda je vhodná pro všechny profily a dráty.

Pokud je drát s jednožilovým (monolitickým) jádrem, stačí změřit jeho průměr. Pokud je jádro flexibilní vícevodič, měří průměr jednoho drátu, najde jeho oblast a vynásobí jej celkovým počtem vodičů v drátu. Najděte společný průřez kabelů a vodičů.

Chcete-li vypočítat průřez podle průměru, musíte jej čtvercovat a vynásobit 0,785.

Jak změřit průměr kabelu pomocí pravítka?

U silných kabelů neexistuje žádný zvláštní problém, stačí připojit pravítko k jádru, ale u tenkých kabelů to nebude fungovat. Proto použijte následující metodu.

Je třeba pevně navinout drát 10 na šroubovák nebo jiný podlouhlý předmět a poté změřit délku výsledné spirály pravítkem a rozdělit ji počtem otáček. K určení průřezu tenké žíly z vícevodičového jádra bude nutné navinout více zatáček 30-50, takže je výhodnější měřit.

Když už to víte průřez kabelu, můžete se podívat do tabulky a zjistit její přípustný proud. Pokud vedení není dlouhé (až 10 metrů) a proud je větší než proud očekávaného zatížení, můžete jej bezpečně použít.

Jak zjednodušit výpočty?

Abyste se vyhnuli výpočtům ztrát a průřezů, můžete pro chytré telefony používat online kalkulačky nebo aplikace, zejména proto, že pracují offline a on je vždy s vámi. Například pro uživatele operačního systému Android existuje aplikace Mobile Electric, která má funkce:

1. Výpočet odporu vodiče se známým: materiálem, průřezem, délkou a teplotou.

2. Výpočet délky vodiče se známým: odporem, teplotou a průřezem.

3. Výpočet průřezu pro známé: délka, napětí, přípustné ztráty, proud a teplota materiálu jádra.

4. Výpočet maximální délky vodiče se známým: napětí, přípustné ztráty, materiál jádra, proud a teplota. A další.

Umožní vám posoudit přípustný výkon a zvolit správný vodič pro konkrétní výkon.

Kromě této aplikace existují i ​​další, zkoumal jsem, co používám v práci.

Závěr

Shrnout. Chcete-li zjistit, zda kabel nebo vodič vydrží zátěž, musíte určit:

1. Materiál, ze kterého jsou jádra vyrobena.

2. Jejich průřez.

3. Délka řádku.

4. Zatěžovací proud.

Poté proveďte výpočty nebo použijte kalkulačky.