Area della sezione trasversale di fili e cavi, a seconda della resistenza corrente, calcolo della sezione del cavo richiesta

Per riparare il vecchio cablaggio o posarne uno nuovo, è necessario selezionare il cavo della sezione trasversale desiderata per resistere al carico previsto.

Se il vecchio cablaggio non funziona, è necessario sostituirlo, ma prima di cambiarlo con uno simile, scoprire perché si è verificato un problema con quello vecchio. È possibile che si sia verificato semplicemente un danno meccanico o che l'isolamento sia diventato inutilizzabile e un problema ancora più significativo è il guasto del cablaggio dovuto al superamento del carico consentito.

Qual è la differenza tra i prodotti via cavo, quali sono le caratteristiche principali?

Per cominciare, viene determinato quale voltaggio nella rete in cui funzioneranno i cavi. Per le reti domestiche, vengono spesso utilizzati cavi e fili del tipo VVG, tipo PUGNP (solo è vietato dai moderni requisiti PUE a causa delle grandi tolleranze per la sezione trasversale durante la produzione, fino al 30%, e lo spessore dello strato isolante consentito è di 0,3 mm, contro lo 0,4 in PUE), ШВВП e altri .

Se ti allontani dalle definizioni, il filo dal cavo differisce minimamente, principalmente per definizione in GOST o TU con cui è realizzato. Dopotutto, ci sono molti cavi sul mercato con 2-3 fili e due strati di isolamento, ad esempio lo stesso PUGNP o PUNP.

La tensione consentita è determinata dall'isolamento del cavo

Per selezionare un cavo, oltre alla tensione, vengono prese in considerazione le condizioni in cui funzionerà, per collegare uno strumento in movimento e un'attrezzatura deve essere flessibile, per il collegamento di elementi fissi, in linea di principio, non importa, ma è meglio preferire un cavo con un nucleo monolitico.

Il fattore decisivo al momento dell'acquisto è l'area della sezione trasversale del nucleo, è misurata in mm2, la capacità del conduttore di sopportare un carico lungo dipende da esso.

Cosa influenza la corrente consentita attraverso il cavo?

Innanzitutto, passiamo alle basi della fisica. Esiste una tale legge di Joule-Lenz, che fu scoperta in modo indipendente da due studiosi, James Joule (nel 1841) ed Emilius Lenz (nel 1842), e quindi ricevette un doppio nome. Quindi questa legge descrive quantitativamente l'effetto termico della corrente elettrica che fluisce attraverso il conduttore.

Se espresso in termini di densità attuale, otteniamo la seguente formula:

Interpretazione: w è la potenza di rilascio del calore per unità di volume, il vettore j è la densità di corrente attraverso il conduttore è misurata in Ampere per mm2. Per il filo di rame, prendere da 6 a 10 A per millimetro di area, dove 6 è la densità di lavoro e 10 è a breve termine. il vettore E è l'intensità del campo elettrico. σ è la conduttività del mezzo.

Poiché la conducibilità è inversamente proporzionale alla resistenza: σ = 1 / R

Se la legge di Joule-Lenz è espressa in termini di quantità di calore in forma integrale, allora:

Pertanto, dQ è la quantità di calore che verrà rilasciata durante l'intervallo di tempo dt nel circuito in cui la corrente I scorre attraverso un conduttore di resistenza R.

Cioè, la quantità di calore è direttamente proporzionale alla corrente e alla resistenza. Maggiore è la corrente e la resistenza, maggiore è il calore generato. Ciò è pericoloso perché in un determinato momento la quantità di calore raggiunge un valore tale che l'isolamento si scioglie sui fili. Potresti aver notato che i fili delle caldaie economiche si scaldano notevolmente durante il funzionamento, questo è tutto.

Se l'alimentazione viene rilasciata sul cavo, anche la tensione alle sue estremità collegata al carico diminuisce.

Nei calcolatori per il calcolo delle sezioni dei cavi, vengono generalmente impostati i seguenti parametri:

• corrente o potenza di carico;

• lunghezza della linea;

• caduta di tensione consentita (generalmente in percentuale);

Maggiore è la resistenza, maggiore sarà la caduta di tensione e il cavo si surriscalderà, poiché la potenza verrà rilasciata su di essa (P = UI, dove U è la caduta di tensione attraverso il cavo, I è la corrente che lo attraversa).

Tutti i calcoli sono stati ridotti a corrente e resistenza. La resistenza del conduttore è calcolata dalla formula:

Qui: ρ (po) è la resistività, l è la lunghezza del cavo, S è l'area della sezione trasversale.

La resistività dipende dalla struttura del metallo, i valori delle resistività possono essere determinati dalla tabella.

Il cablaggio utilizza principalmente alluminio e rame. Nel rame, la resistenza è 1,68 * 10-8 Ohm * mm2 / m, e in alluminio 1,8 volte maggiore rispetto al rame, è 2,82 * 10-8 Ohm * mm2 / m. Ciò significa che il filo di alluminio si riscalda quasi 2 volte più forte del filo di rame con la stessa sezione trasversale e corrente. Ne consegue che per il cablaggio, dovrai acquistare un filo di alluminio più spesso, inoltre i fili possono essere facilmente danneggiati.

Pertanto, i fili di rame sono stati sostituiti da fili di rame dai cablaggi domestici e l'uso di alluminio nel cablaggio è vietato, è consentito solo l'uso di cavi in ​​alluminio per l'installazione di impianti elettrici molto potenti che consumano alta corrente, quindi utilizzare un filo di alluminio con una sezione trasversale superiore a 16 mm2 (vedere -Perché il cavo di alluminio non può essere utilizzato nel cablaggio)

Come determinare la resistenza del filo in base al diametro del nucleo?

Ci sono casi in cui l'area della sezione trasversale del nucleo non è nota, quindi può essere calcolata per diametro. Per determinare il diametro di una vena monolitica, puoi usare un calibro, se non lo è, quindi prendi un'asta, come una penna a sfera o un chiodo, avvolgi strettamente 10 giri di filo attorno ad esso e misura la lunghezza della spirale risultante con un righello, dividendo questa lunghezza per 10 - otterrai il diametro della vena.

Per determinare il diametro totale di un nucleo a più fili, misurare il diametro di ciascun nucleo e moltiplicare per il loro numero.

Quindi, considera la sezione secondo questa formula:

E di nuovo ritornano a questa formula per calcolare la resistenza di un filo:

Come determinare l'area della sezione trasversale richiesta del filo?

L'opzione più semplice è determinare l'area della sezione trasversale dei nuclei secondo la tabella. È adatto per il calcolo di linee non troppo lunghe posate in condizioni normali (con temperatura ambiente normale). Puoi anche scegliere un filo per la prolunga. Si noti che la tabella mostra le sezioni trasversali per una certa corrente e potenza in una rete monofase e trifase per alluminio e rame.

Quando si calcolano le linee lunghe (più di 10 metri), è meglio non usare una tabella del genere. È necessario eseguire calcoli. Il modo più veloce di usare la calcolatrice. L'algoritmo di calcolo è il seguente:

Prendono perdite di tensione consentite (non più del 5%), ciò significa che con una tensione di 220 V e una perdita di tensione accettabile del 5% sul cavo, la caduta di tensione (da un capo all'altro) non deve superare:

5% * 220 = 11 V.

Ora, conoscendo la corrente che fluirà, possiamo calcolare la resistenza del cavo. In una linea a due fili, la resistenza viene moltiplicata per 2, poiché la corrente scorre attraverso due fili, con una lunghezza della linea di 10 m, la lunghezza totale dei conduttori è di 20 m.

Da qui, secondo le formule precedenti, viene calcolata la sezione del cavo richiesta.

Puoi farlo automaticamente dal tuo smartphone, usando le applicazioni Mobile Electric ed electroDroid. Solo il calcolatore non specifica la lunghezza totale dei fili, ma piuttosto la lunghezza della linea dalla fonte di alimentazione al ricevitore di elettricità.

conclusione

Il cablaggio correttamente calcolato è già una garanzia del 50% del suo corretto funzionamento, la seconda metà dipende dalla corretta installazione. Tutte le specifiche di cablaggio, il consumo massimo di energia da parte di tutti i consumatori dovrebbe essere considerato. Allo stesso tempo, inserire un margine di corrente ammissibile del 20-40% "per ogni evenienza".