مساحة المقطع العرضي للأسلاك والكابلات ، اعتمادًا على القوة الحالية ، حساب المقطع العرضي للكابل المطلوب

لإصلاح الأسلاك القديمة أو وضع واحدة جديدة ، تحتاج إلى تحديد كابل من المقطع العرضي المطلوب من أجل تحمل الحمل المتوقع.

إذا كانت الأسلاك القديمة غير صالحة ، فستحتاج إلى استبدالها ، ولكن قبل تغييرها إلى أخرى مماثلة ، تعرف على سبب وجود مشكلة في الأسلاك القديمة. من الممكن أن يكون هناك تلف ميكانيكي ببساطة ، أو أن العزل أصبح غير قابل للاستخدام ، وهناك مشكلة أكثر أهمية وهي فشل الأسلاك بسبب تجاوز الحمل المسموح به.

ما هو الفرق بين منتجات الكابلات ، ما هي الخصائص الرئيسية؟

بادئ ذي بدء ، يتم تحديد ما الجهد في الشبكة التي ستعمل الكابلات. بالنسبة للشبكات المنزلية والكابلات والأسلاك من VVG ، غالبًا ما يتم استخدام نوع PUGNP (فقط يحظره متطلبات PUE الحديثة نظرًا للتفاوتات الكبيرة في المقطع العرضي أثناء الإنتاج ، حتى 30٪ ، وسمك طبقة العزل المسموح بها هو 0.3 مم ، مقابل 0.4 في PUE) ، ШВВП وغيرها .

إذا ابتعدت عن التعريفات ، يختلف السلك الموجود في الكبل بشكل ضئيل ، وذلك أساسًا حسب التعريف في GOST أو TU. بعد كل شيء ، هناك عدد كبير من الأسلاك في السوق مع 2-3 أسلاك وطبقتين من العزل ، على سبيل المثال ، نفس PUGNP أو PUNP.

يتم تحديد الجهد المسموح به عن طريق عزل الكابلات

لتحديد كبل ، بالإضافة إلى الجهد ، تؤخذ الظروف التي سيعمل في ظلها في الاعتبار ، لتوصيل أداة متحركة ومعدات يجب أن تكون مرنة ، لتوصيل العناصر الثابتة ، من حيث المبدأ ، لا يهم ، لكن من الأفضل تفضيل كبل ذو قلب أحادي.

العامل الحاسم عند الشراء هو مساحة المقطع العرضي للنواة ، ويقاس بالملليمتر 2 ، وتعتمد قدرة الموصل على تحمل الحمل الطويل على ذلك.

ما الذي يؤثر على التيار المسموح به من خلال الكابل؟

أولاً ، دعنا ننتقل إلى أساسيات الفيزياء. يوجد مثل هذا القانون Joule-Lenz ، تم اكتشافه بشكل مستقل من قبل اثنين من العلماء ، جيمس جول (في 1841) وإيميليوس لينز (في عام 1842) ، وبالتالي حصل على اسم مزدوج. لذلك يصف هذا القانون كميا التأثير الحراري للتيار الكهربائي المتدفق عبر الموصل.

إذا تم التعبير عنها من حيث الكثافة الحالية ، نحصل على الصيغة التالية:

التفسير: w هي قوة إطلاق الحرارة لكل وحدة حجم ، المتجه j هو كثافة التيار من خلال الموصل التي تقاس بـ Amperes لكل mm2. بالنسبة للأسلاك النحاسية ، خذ من 6 إلى 10 ألف لكل ملليمتر من المساحة ، حيث 6 هي كثافة العمل ، و 10 قصيرة الأجل. المتجه E هو قوة المجال الكهربائي. the هو الموصلية المتوسطة.

بما أن الموصلية تتناسب عكسياً مع المقاومة: σ = 1 / R

إذا تم التعبير عن قانون Joule-Lenz من حيث كمية الحرارة في شكل متكامل ، عندئذٍ:

وبالتالي ، فإن dQ هي كمية الحرارة التي سيتم إطلاقها خلال الفاصل الزمني dt في الدائرة حيث يتدفق التيار I عبر موصل المقاومة R.

وهذا يعني أن كمية الحرارة تتناسب طرديا مع التيار والمقاومة. كلما زاد التيار والمقاومة ، زادت الحرارة المتولدة. هذا أمر خطير لأنه في لحظة معينة تصل كمية الحرارة إلى درجة أن يذوب العزل على الأسلاك. ربما لاحظت أن أسلاك الغلايات الرخيصة دافئة بشكل ملحوظ أثناء التشغيل ، هذا كل شيء.

في حالة تحرير الطاقة على الكبل ، فإن الجهد الكهربائي في نهايته المتصل بالحمل ينخفض ​​أيضًا.

في الآلات الحاسبة لحساب المقاطع العرضية للكابل ، عادة ما يتم تعيين المعلمات التالية:

• الطاقة الحالية أو الحمل ؛

• طول الخط

• انخفاض الجهد المسموح به (عادة في المئة) ؛

كلما زادت المقاومة ، كلما انخفض الجهد الكهربي وسيتسخن الكابل ، حيث سيتم إطلاق الطاقة عليه (P = UI ، حيث U هي انخفاض الجهد عبر الكابل ، وأنا هو التيار الذي يتدفق عبره).

تم تخفيض جميع الحسابات إلى الحالية والمقاومة. يتم حساب مقاومة الموصل بالصيغة:

هنا: po (po) هي المقاومة ، l هو طول الكابل ، S هي المنطقة المستعرضة.

تعتمد المقاومة على هيكل المعدن ، يمكن تحديد المقاومة من الجدول.

الأسلاك يستخدم أساسا الألومنيوم والنحاس. في النحاس ، المقاومة 1.68 * 10-8 أوم * مم 2 / م ، وفي الألمنيوم 1.8 مرة أكبر من النحاس ، إنها 2.82 * 10-8 أوم * مم 2 / م. هذا يعني أن سلك الألمنيوم يسخن أقوى مرتين تقريبًا من الأسلاك النحاسية بنفس المقطع العرضي والتيار. ويترتب على ذلك أنه بالنسبة للأسلاك ، سيتعين عليك شراء سلك ألومنيوم أكثر سمكًا ، بالإضافة إلى تلف الأسلاك بسهولة.

لذلك ، تم استبدال الأسلاك النحاسية بأسلاك النحاس من الأسلاك المنزلية ، واستخدام الألومنيوم في الأسلاك محظور ، يسمح فقط باستخدام الكابلات الألومنيوم لتركيب المنشآت الكهربائية القوية للغاية التي تستهلك التيار العالي ، ثم استخدام سلك الألومنيوم مع مقطع عرضي أكثر من 16 مم 2 (انظر -لماذا لا يمكن استخدام كابل الألومنيوم في الأسلاك)

كيفية تحديد مقاومة السلك قطر النواة؟

هناك حالات عندما تكون منطقة المقطع العرضي للنواة غير معروفة ، بحيث يمكن حسابها حسب القطر. لتحديد قطر الوريد المترابط ، يمكنك استخدام الفرجار ، إذا لم يكن كذلك ، فاخذ قضيبًا ، مثل قلم حبر جاف أو مسمار ، وقم بلف 10 لفات من الأسلاك بإحكام حولها ، وقياس طول اللولب الناتج مع المسطرة ، وقسم هذا الطول على 10 - ستحصل على قطر الوريد.

لتحديد القطر الكلي للنواة متعددة الأسلاك ، قم بقياس قطر كل نواة واضربها بعددها.

بعد ذلك ، ضع في اعتبارك المقطع العرضي وفقًا لهذه الصيغة:

ومرة أخرى يعودون إلى هذه الصيغة لحساب مقاومة السلك:

كيفية تحديد منطقة مستعرضة المطلوبة من السلك؟

أبسط خيار هو تحديد مساحة المقطع العرضي للنوى وفقًا للجدول. إنها مناسبة لحساب الخطوط غير الطويلة جدًا الموضوعة في الظروف العادية (مع درجة الحرارة المحيطة الطبيعية). يمكنك أيضًا اختيار سلك لسلك التمديد. يرجى ملاحظة أن الجدول يوضح المقاطع العرضية لبعض التيار والطاقة في شبكة أحادية الطور ثلاثية الطور للألمنيوم والنحاس.

عند حساب الخطوط الطويلة (أكثر من 10 أمتار) ، من الأفضل عدم استخدام هذا الجدول. من الضروري إجراء العمليات الحسابية. أسرع طريقة لاستخدام الآلة الحاسبة. خوارزمية الحساب هي كما يلي:

إنهم يتسببون في خسائر الجهد المسموح بها (لا تزيد عن 5٪) ، وهذا يعني أنه مع وجود جهد 220 فولت وفقد مقبول للجهد بنسبة 5٪ على الكابل ، يجب ألا يتجاوز انخفاض الجهد (من النهاية إلى النهاية):

5 ٪ * 220 = 11V.

الآن ، ومع معرفة التيار الذي سوف يتدفق ، يمكننا حساب مقاومة الكابلات. في خط من سلكين ، تُضاعف المقاومة بمقدار 2 ، نظرًا لأن التيار يتدفق عبر سلكين ، بطول الخط 10 أمتار ، ويبلغ الطول الإجمالي للموصلات 20 مترًا.

من هنا ، وفقًا للصيغ أعلاه ، يتم حساب المقطع العرضي للكابل المطلوب.

يمكنك القيام بذلك تلقائيًا من هاتفك الذكي ، باستخدام تطبيقات Mobile Electric و electroDroid. الآلة الحاسبة فقط لا تحدد الطول الكلي للأسلاك ، ولكن طول الخط من مصدر الطاقة إلى جهاز استقبال الكهرباء.

استنتاج

الأسلاك المحسوبة بشكل صحيح هي بالفعل ضمان بنسبة 50 ٪ من عملها الناجح ، ويعتمد النصف الثاني على التثبيت الصحيح. جميع مواصفات الأسلاك ، وينبغي النظر في الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة من قبل جميع المستهلكين. في الوقت نفسه ، أدخل هامشًا مسموحًا به يبلغ 20-40٪ "فقط في حالة".