Área de sección transversal de alambres y cables, según la resistencia actual, cálculo de la sección transversal de cable requerida

Para reparar el cableado antiguo o tender uno nuevo, debe seleccionar el cable de la sección transversal deseada para soportar la carga esperada.

Si el cableado antiguo está fuera de servicio, debe reemplazarlo, pero antes de cambiarlo por uno similar, averigüe por qué hubo un problema con el antiguo. Es posible que simplemente haya daños mecánicos, o que el aislamiento se haya vuelto inutilizable, y un problema aún más importante es la falla del cableado debido a que se excede la carga permitida.

¿Cuál es la diferencia entre los productos de cable, cuáles son las características principales?

Para empezar, se determina qué voltaje en la red en la que funcionarán los cables. Para redes domésticas, cables y alambres del tipo VVG, a menudo se usan PUGNP (solo está prohibido por los requisitos modernos de PUE debido a las grandes tolerancias en la sección transversal durante la producción, hasta 30%, y el grosor permisible de la capa aislante es 0.3 mm, contra 0.4 en PUE), ШВВП y otros .

Si se aleja de las definiciones, el cable del cable difiere mínimamente, principalmente por definición en GOST o TU por el cual está hecho. Después de todo, hay una gran cantidad de cables en el mercado con 2-3 cables y dos capas de aislamiento, por ejemplo, el mismo PUGNP o PUNP.

El voltaje permitido está determinado por el aislamiento del cable

Para seleccionar un cable, además del voltaje, se tienen en cuenta las condiciones bajo las cuales funcionará, para conectar una herramienta y un equipo en movimiento debe ser flexible, para conectar elementos fijos, en principio, no importa, pero es mejor preferir un cable con un núcleo monolítico.

El factor decisivo al comprar es el área de la sección transversal del núcleo, se mide en mm2, la capacidad del conductor para soportar una carga larga depende de ello.

¿Qué afecta la corriente permisible a través del cable?

Primero, pasemos a lo básico de la física. Existe tal ley de Joule-Lenz, descubierta independientemente por dos estudiosos, James Joule (en 1841) y Emilius Lenz (en 1842), y por lo tanto recibió un doble nombre. Entonces, esta ley describe cuantitativamente el efecto térmico de la corriente eléctrica que fluye a través del conductor.

Si se expresa en términos de densidad de corriente, obtenemos la siguiente fórmula:

Interpretación: w es la potencia de liberación de calor por unidad de volumen, el vector j es la densidad de corriente a través del conductor que se mide en amperios por mm2. Para alambre de cobre, tome de 6 a 10 A por milímetro de área, donde 6 es la densidad de trabajo y 10 es a corto plazo. el vector E es la intensidad del campo eléctrico. σ es la conductividad del medio.

Como la conductividad es inversamente proporcional a la resistencia: σ = 1 / R

Si la ley de Joule-Lenz se expresa en términos de la cantidad de calor en forma integral, entonces:

Por lo tanto, dQ es la cantidad de calor que se liberará durante el intervalo de tiempo dt en el circuito donde la corriente I fluye a través de un conductor de resistencia R.

Es decir, la cantidad de calor es directamente proporcional a la corriente y la resistencia. Cuanto mayor es la corriente y la resistencia, se genera más calor. Esto es peligroso porque en cierto momento la cantidad de calor alcanza un valor tal que el aislamiento se derrite en los cables. Es posible que haya notado que los cables de las calderas baratas se calientan notablemente durante el funcionamiento, este es el momento.

Si se libera energía en el cable, entonces el voltaje en sus extremos conectado a la carga también cae.

En las calculadoras para calcular secciones de cable, generalmente se establecen los siguientes parámetros:

• corriente o carga de energía;

• longitud de línea;

• caída de voltaje permitida (generalmente en porcentaje);

Cuanto mayor sea la resistencia, más caerá el voltaje y el cable se calentará, ya que se liberará energía (P = UI, donde U es la caída de voltaje a través del cable, I es la corriente que fluye a través de él).

Todos los cálculos se redujeron a corriente y resistencia. La resistencia del conductor se calcula mediante la fórmula:

Aquí: ρ (po) es la resistividad, l es la longitud del cable, S es el área de la sección transversal.

La resistividad depende de la estructura del metal, los valores de resistividades se pueden determinar a partir de la tabla.

El cableado utiliza principalmente aluminio y cobre. En cobre, la resistencia es 1.68 * 10-8 Ohm * mm2 / m, y en aluminio 1.8 veces mayor que en cobre, es 2.82 * 10-8 Ohm * mm2 / m. Esto significa que el cable de aluminio se calienta casi 2 veces más fuerte que el cable de cobre con la misma sección transversal y corriente. De ello se deduce que para el cableado, tendrá que comprar un cable de aluminio más grueso, además, los cables se dañan fácilmente.

Por lo tanto, los cables de cobre fueron reemplazados por cables de cobre del cableado doméstico, y el uso de aluminio en el cableado está prohibido, solo se permite el uso de cables de aluminio para la instalación de instalaciones eléctricas muy potentes que consuman alta corriente, luego use un cable de aluminio con una sección transversal de más de 16 mm2 (ver -¿Por qué no se puede usar cable de aluminio en el cableado?)

¿Cómo determinar la resistencia del cable por el diámetro del núcleo?

Hay casos en los que no se conoce el área de la sección transversal del núcleo, por lo que se puede calcular por diámetro. Para determinar el diámetro de una vena monolítica, puede usar un calibrador; si no es así, tome una varilla, por ejemplo, un bolígrafo o un clavo, enrolle 10 vueltas de alambre firmemente alrededor y mida la longitud de la espiral resultante con una regla, dividiendo esta longitud por 10; obtendrá el diámetro de la vena.

Para determinar el diámetro total de un núcleo de varios cables, mida el diámetro de cada núcleo y multiplique por su número.

A continuación, considere la sección transversal de acuerdo con esta fórmula:

Y nuevamente vuelven a esta fórmula para calcular la resistencia de un cable:

¿Cómo determinar el área de sección transversal requerida del cable?

La opción más simple es determinar el área de la sección transversal de los núcleos de acuerdo con la tabla. Es adecuado para calcular líneas no demasiado largas colocadas en condiciones normales (con temperatura ambiente normal). También puede elegir un cable para el cable de extensión. Tenga en cuenta que la tabla muestra las secciones transversales para una determinada corriente y potencia en una red monofásica y trifásica para aluminio y cobre.

Al calcular líneas largas (más de 10 metros), es mejor no usar una tabla de este tipo. Es necesario realizar cálculos. La forma más rápida de usar la calculadora. El algoritmo de cálculo es el siguiente:

Toman pérdidas de voltaje permitidas (no más del 5%), esto significa que con un voltaje de 220 V y una pérdida de voltaje aceptable del 5% en el cable, la caída de voltaje (de extremo a extremo) no debe exceder:

5% * 220 = 11V.

Ahora, conociendo la corriente que fluirá, podemos calcular la resistencia del cable. En una línea de dos cables, la resistencia se multiplica por 2, ya que la corriente fluye a través de dos cables, con una longitud de línea de 10 m, la longitud total de los conductores es de 20 m.

A partir de aquí, de acuerdo con las fórmulas anteriores, se calcula la sección transversal del cable requerida.

Puede hacerlo automáticamente desde su teléfono inteligente, utilizando las aplicaciones Mobile Electric y electroDroid. Solo la calculadora no especifica la longitud total de los cables, sino la longitud de la línea desde la fuente de alimentación hasta el receptor de electricidad.

Conclusión

El cableado correctamente calculado ya es una garantía del 50% de su funcionamiento exitoso, la segunda mitad depende de la instalación correcta. Todos los detalles del cableado, se debe considerar el consumo máximo de energía por parte de todos los consumidores. Al mismo tiempo, ingrese un margen de corriente permisible de 20-40% "por si acaso".