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Come scoprire quanta potenza può sopportare un cavo o un filo
Quando si collegano gli apparecchi elettrici alla rete di alimentazione, una delle condizioni principali è la selezione di un cavo o filo della sezione adatta. Ma a volte capita che tu abbia già un qualche tipo di conduttore e non sei sicuro che sia adatto per un compito specifico.
Se si collega un carico eccessivo sul cavo, si surriscalda e forse si surriscalda. Per questo motivo, l'isolamento si scioglierà, il che è pericoloso con un corto circuito, scosse elettriche e incendi. Questo pone la domanda: "come fai a sapere quanta energia può sopportare un cavo o un filo?". Scopriamolo!
Cosa influenza il potere ammissibile?
Vale subito la pena notare che la sezione e l'alimentazione del cavo non sono in linea di principio interconnesse. Per il direttore, il ruolo decisivo è svolto da corrente continua consentita. Questi valori sono descritti nella sezione PUE 1, capitolo 1.3. Il fatto è che se può resistere a una corrente di 16A, quindi in una rete 220V è 3,5 kW, per 380V è 10 kW e in una rete 12V è solo 192W. Pertanto, è ragionevole parlare della potenza consentita per il cavo solo nel contesto di una tensione nota.
Per convertire i chilowatt in watt devi solo dividere i kW per 1000.
Per convertire i Watt in Amp, è necessario dividere i Watt per voltaggio in volt.
E per una rete trifase, è anche divisa in 1,73 (radice di 3) e CosF.
CosФ - fattore di potenza, indicato sulla targhetta situata sul corpo della maggior parte degli apparecchi elettrici.
Tabella della sezione trasversale del filo e corrente consentita
Esistono tabelle speciali che descrivono la corrispondenza della sezione del cavo, corrente, tensione e potenza. Ma le informazioni in essi contenute non sono sempre valide per la selezione dei cavi.
Se per i calcoli del cablaggio dell'appartamento, dove la lunghezza della linea raramente supera i 15-20 metri tra i punti estremi e la temperatura ambiente è solitamente di circa 20-25 gradi, questo è ancora vero ...
Ma immagina una situazione in cui hai intenzione di mettere una recinzione su una sezione di una casa privata e devi usare uno strumento elettrico quando lo installi e una saldatrice, anche una betoniera, e inoltre, il calore del sole sulla strada è di gran lunga superiore ai 30 gradi Celsius. Quindi hai bisogno di una buona prolunga per collegarlo nel garage o in casa e lavorerai intorno all'intero perimetro del sito.
Penso che questa sia una situazione familiare per te.
Tutto quanto sopra includeva una serie di fattori che influenzano la potenza che il cavo può sopportare, vale a dire:
1. La lunghezza della linea.
2. La temperatura dell'ambiente e il conduttore stesso.
Entrambi i fattori influenzano la resistenza del cavo e questo, a sua volta, influenza la perdita di potenza e il riscaldamento del conduttore. Se si seleziona un conduttore con una sezione trasversale troppo piccola per questa potenza, quindi sotto carico la tensione alla sua estremità si abbasserà. Non è auspicabile consentire perdite superiori al 3-5%. Nei circuiti di illuminazione è ammessa una caduta di tensione del 10%.
Resistenza, lunghezza, materiale, temperatura come sono collegati?
La resistenza del conduttore è determinata dalla formula
R = po * L / S
Dove Po è la resistività del metallo, Ohm * sq. Mm / m, L è la lunghezza in metri, S è l'area della sezione trasversale in sq. mm.
Ad esempio, la resistenza specifica Po del rame è 0,018 e quella dell'alluminio è 0,029. Pertanto, nella tabella sopra puoi vedere che con la stessa sezione trasversale, il conduttore di rame può sopportare più corrente dell'alluminio. Ciò è dovuto a perdite, ne parleremo di seguito.
Inoltre nella formula compaiono altre due quantità: la lunghezza e l'area della sezione trasversale. Maggiore è la lunghezza e minore è l'area della sezione trasversale, maggiore è la resistenza. Di conseguenza, con un aumento della sezione trasversale a lunghezza costante, la resistenza diminuisce, anche con una diminuzione della lunghezza.
Esiste un'interessante analogia con l'autostrada: più corsie per guidare in una direzione, più veloci vanno le macchine, e se ci sono molte macchine (alta corrente) e c'è solo una corsia in ciascuna direzione, allora saranno spinti in un ingorgo.
Nei metalli, la resistenza aumenta anche con l'aumentare della temperatura e di conseguenza la conducibilità diminuisce, in parole semplici, ciò è dovuto al fatto che quando riscaldate, le particelle nel metallo e i portatori di carica iniziano un movimento casuale, motivo per cui si scontrano più spesso.
perdita
Riassumendo, da cosa dipendono le perdite:
1. Materiale del cavo (alluminio o rame).
2. La lunghezza della linea.
3. L'area della sezione trasversale.
4. La temperatura ambiente.
5. Posa di più cavi in un tubo. In questo caso, non ci sono condizioni per il loro raffreddamento, inoltre, le temperature dei cavi adiacenti si influenzano a vicenda in modo peggiore.
È necessario selezionare il cavo in modo che le perdite risultanti siano le più piccole possibili. Idealmente, fino al 3-5%. In casi estremi, se non ci sono altre opzioni, fino al 10%. In effetti, con una tensione nella rete di 220 volt, il 10% ha già perdite di 22 V e 192 V in uscita, a condizione che la rete non sia già sperperata. E ad una corrente di almeno 10A, questo è 220W di perdite solo sui cavi. Questo è descritto in GOST 721 e GOST 21128.
sezione
Passiamo all'essenza della domanda "Come faccio a sapere la potenza che il cavo può sopportare?". Sulla base di quanto precede, è necessario determinare la sezione trasversale del conduttore. Per fare questo, misura il suo diametro. È più conveniente e più veloce da fare con una pinza. Questo metodo è adatto a qualsiasi sezione e filo.
Se il filo ha un nucleo monolitico (monolitico), devi solo misurarne il diametro. Se l'anima è flessibile, multi-filo, misura il diametro di un filo, trova la sua area e moltiplicalo per il numero totale di fili nel filo. Quindi trova la sezione trasversale comune di cavi e fili.
Per calcolare la sezione trasversale per diametro, è necessario quadrarla e moltiplicarla per 0,785.
Come misurare il diametro del cavo con un righello?
Per cavi spessi, non vi è alcun problema particolare, è sufficiente collegare il righello al nucleo, ma con cavi sottili non funzionerà. Pertanto, utilizzare il seguente metodo.
È necessario avvolgere strettamente un filo 10 su un cacciavite o un altro oggetto oblungo, quindi misurare la lunghezza della spirale risultante con un righello e dividerlo per il numero di giri. Per determinare la sezione trasversale di una vena sottile da un nucleo multi-filo, sarà necessario avvolgere più di 30-50 giri in modo che sia più conveniente misurarlo.
Quando lo sai già area della sezione trasversale del cavo, puoi consultare la tabella e scoprire la sua corrente consentita. Se la linea non è lunga (fino a 10 metri) e la corrente è maggiore della corrente del carico previsto, è possibile utilizzarla in sicurezza.
Come semplificare i calcoli?
Per evitare calcoli di perdite e sezioni trasversali, puoi utilizzare calcolatrici o applicazioni online per smartphone, soprattutto perché funzionano offline e lui è sempre con te. Ad esempio, per gli utenti del sistema operativo Android esiste un'applicazione Mobile Electric, che ha funzioni:
1. Il calcolo della resistenza del conduttore con il noto: materiale, sezione, lunghezza e temperatura.
2. Calcolo della lunghezza del conduttore con il noto: resistenza, temperatura e sezione trasversale.
3. Il calcolo della sezione trasversale per noto: lunghezza, tensione, perdite consentite, corrente del materiale del nucleo e temperatura.
4. Calcolo della lunghezza massima del conduttore nota: tensione, perdite consentite, materiale del nucleo, corrente e temperatura. E altri
Ti permetteranno di valutare la potenza consentita e scegliere il filo giusto per una potenza specifica.
Oltre a questa applicazione, ce ne sono altri, ho esaminato ciò che uso me stesso nel lavoro.
conclusione
Riassumendo. Per scoprire se il cavo o il filo può sopportare il carico, è necessario determinare:
1. Il materiale con cui sono realizzati i nuclei.
2. La loro sezione trasversale.
3. La lunghezza della linea.
4. La corrente di carico.
Quindi eseguire calcoli o utilizzare calcolatori.
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