Сечение провода 1.5 мм какая нагрузка. Максимально допустимый ток для медных проводов. Практическое определение сечения
Когда в доме или квартире планируется ремонт, то замена проводки – это одна из наиболее ответственных работ. Именно от правильности выбора сечения провода зависит не только долговечность электропроводки, но и ее функциональность. Правильный расчет сечения кабеля по мощности, может провести квалифицированный электрик, который сможет не только подобрать подходящий кабель, но и произвести монтаж. Если провода подобрать неправильно, то они будут нагреваться, а при высоких нагрузках могут привести к негативным последствиям.
Как известно, при перегреве провода, у него снижается проводимость, что в результате приводит к еще большему перегреву. Когда провод перегревается, то его изоляция может повредиться, и привести к пожару. Чтобы после монтажа новой электропроводки не беспокоиться о своем жилье, изначально следует выполнить правильный расчет мощности кабеля и уделить этому вопросу особое значение, а также внимание.
Зачем проводить расчеты кабеля по току нагрузки?
Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются важнейшей частью электропроводки. Расчет сечения провода необходимо производить затем, чтобы убедится, что выбранный провод соответствует всем требованиям надежности и безопасной эксплуатации электропроводки.
Неправильно подобранное сечение кабеля приведет к перегреву провода и в результате уже через короткое время придется вызывать мастера по устранению неполадок с электропроводкой. Вызов специалиста сегодня стоит немало, поэтому с целью экономии нужно изначально все делать правильно, в таком случае можно будет не только сэкономить, но и уберечь свой дом.
Важно помнить, что от правильности выбора сечения кабеля зависит электро и пожаробезопасность помещения и тех, кто в нем находится или живет.
Безопасная эксплуатация заключается в том, что если вы выберете сечение не соответствующее его токовым нагрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву провода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.
Поэтому к вопросу о выборе сечения провода необходимо отнестись очень серьезно.
Что влияет на расчет сечения провода или кабеля
Существует много факторов влияющих на , которые полностью описаны в пункте 1.3 ПУЭ. Этот пункт предусматривает расчет сечения для всех видов проводников.
В данной статье дорогие читатели сайта «Электрик в доме» будет рассмотрен расчет сечения провода по потребляемой мощности для медных проводников в ПВХ и резиновой изоляции. Сегодня в основном такие провода используются в домах и квартирах для монтажа электропроводки.
Основным фактором для расчета сечения кабеля считается нагрузка, используемая в сети или ток. Зная мощность электрооборудования, номинальный ток мы получим в результате несложного расчета, используя нижеприведенные формулы. Исходя из этого, выходит, что сечение проводов напрямую связано с расчетной мощностью электроустановки.
Немаловажным при расчете сечения кабеля является и выбор материала проводника.
Также немаловажным при расчете сечения кабеля является и количество жил в проводе. Большое количество жилок нагревается намного выше, нежели одножильный провод.
Большое значение при выборе сечения является и способ укладки проводов. Как известно земля считается хорошим теплопроводником, в отличие от воздуха. Исходя из этого выходит, что кабель проложенный под поверхностью земли может выдержать большую электрическую нагрузку, в отличие от тех, которые находятся в воздухе.
Не стоит забывать при расчете сечения также тот момент, что когда провода находятся в пучке и уложены в специальные лотки, то они могут нагреваться друг о друга. Поэтому достаточно важно учитывать этот момент при произведении расчетов, и при необходимости вносить соответствующие коррективы.
Если в коробе или лотке находится более четырех кабелей, то когда производится расчет сечения провода, важно внести поправочный коэффициент.
Как правило, на правильный выбор сечения провода влияет и то, при какой температуре воздуха он будет эксплуатироваться. В большинстве случаев расчет производится от средней температуры среды + 25 градусов Цельсия. Если температурный режим не соответствует вашим требованиям, то в таблице 1.3.3 ПУЭ имеются поправочные коэффициенты, которые необходимо учесть.
На расчет сечения кабеля также влияет и падение напряжения. Если в протяженной кабельной линии предполагается падение напряжения свыше 5%, то эти показатели обязательно должны быть учтены при расчетах.
Расчет сечения провода по потребляемой мощности
Каждый кабель имеет свою номинальную мощность, какую он способен выдерживать, когда подключен электроприбор.
В том случае, когда мощность приборов в доме превышают нагрузочную способность провода, то в этом случае аварийной ситуации не избежать и рано или поздно проблема проводки даст о себе знать.
Чтобы провести самостоятельный расчет потребляемой мощности приборов, необходимо на листе бумаге вписать мощность всех имеющихся электроприборов, которые могут быть подключены одновременно (электрочайник, телевизор, пылесос, варочная панель, компьютер и т.д.).
После того как мощность каждого прибора будет известна все значения необходимо просуммировать чтобы понять общее потребление.
Где K o — коэффициент одновременности.
Рассмотрим пример расчета сечения провода для обычной двухкомнатной квартиры. Перечень необходимых приборов и их примерная мощность указана в таблице.
Исходя из полученного значения, можно продолжать расчеты с выбором сечение провода.
Если в доме имеются мощные электроприборы, нагрузка которых составляет 1.5 кВт и более для их подключения целесообразно использовать отдельную линию. При самостоятельном расчете важно не забыть учесть и мощность осветительного оборудования, которое подключено к сети.
Когда правильно произведен , то на каждую комнату будет примерно выходить порядка 3 кВт, однако не стоит бояться этих цифр, так как все приборы одновременно не будут использоваться, а, следовательно, такое значение имеет определенный запас.
При подсчете суммарной мощности потребляемой в квартире получился результат 15.39 кВт , теперь этот показатель следует умножить на 0.8, что в результате даст 12.31 кВт фактической нагрузки . Исходя из полученного показателя мощности, можно по простой формуле рассчитать силу тока.
Расчет сечения кабеля по току
Основным показателем, по которому рассчитывают провод, является его длительно . Проще говоря, это такая величина тока, которую он способен пропускать на протяжении длительного времени.
Зная токовую нагрузку можно получить более точные расчеты сечения кабеля. К тому же все
Смысл подсчета имеет аналогичное сходство с мощностным, но только в этом случае необходимо рассчитать токовую нагрузку. Для проведения расчета сечения кабеля по току необходимо провести следующие этапы:
- — выбрать мощность всех приборов;
- — рассчитать ток, который проходит по проводнику;
- — по таблице подобрать наиболее подходящее сечение кабеля.
Чтобы найти величину номинального тока, необходимо подсчитать мощность всех подключаемых электроприборов в доме. Что мы с Вами друзья уже сделали в предыдущем разделе.
После того как мощность будет известна расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока на основании этой мощности. Найти силу тока можно по формуле:
1) Формула расчета силы тока для однофазной сети 220 В :
- — P — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
- — U — напряжение сети, В;
- — для бытовых электроприборов cos (φ) = 1.
2) Формула для расчета силы тока в трехфазной сети 380 В :
Зная величину тока, сечение провода находят по таблице. Если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в этом случае выбирают ближайшее большее значение. Например расчетное значение тока составляет 23 А, выбираем по таблице ближайшее большее 27 А — с сечением 2.5 мм2 (для медного многожильного провода прокладываемого по воздуху).
Представляю вашему вниманию таблицы допустимых токовых нагрузок кабелей с медными и алюминиевыми жилами с изоляцией из поливинилхлоридного пластика.
Все данные взяты не из головы, а из нормативного документа ГОСТ 31996-2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ».
Например у Вас трехфазная нагрузка мощностью Р=15 кВ. Необходимо выбрать медный кабель (прокладка по воздуху).
По таблице токовых нагрузок выбираем сечение 2.5 мм2 (для него допустимый ток 27А). Но так как кабель у Вас четырехжильный (или пяти- тут уже особой разницы нет) согласно указаний ГОСТ 31996-2012 выбранное значение тока нужно умножить на коэффициент 0.93. I = 0.93 * 27 = 25 А. Что допустимо для нашей нагрузки (расчетного тока).
Хотя в виду того что многие производители выпускают кабели с заниженным сечением в данном случае я бы советовал взять кабель с запасом, с сечением на порядок выше — 4 мм2.
Какой провод лучше использовать медный или алюминиевый?
На сегодняшний день для монтажа как открытой электропроводки так и скрытой, конечно же большой популярностью пользуются медные провода. Медь, по сравнению с алюминием, более эффективна:
1) она прочнее, более мягкая и в местах перегиба не ломается по сравнению с алюминием;
2) меньше подвержена коррозии и окислению. Соединяя алюминий в распределительной коробке , места скрутки со временем окисляются, это приводит к потере контакта;
3) проводимость меди выше чем алюминия, при одинаковом сечении медный провод способен выдержать большую токовую нагрузку чем алюминиевый.
Что касается материала проводника, то в данной статье рассмотрению подлежит только медный провод, так как в большинстве случаев используют именно его в качестве электропроводки в домах и квартирах. Среди преимуществ этого материала следует выделить долговечность, простоту монтажа и возможность использовать меньшее сечение по сравнению с алюминиевым, при одинаковом токе.
Если сечение провода достаточно большое, то его стоимость превышает все преимущества и оптимальным вариантом будет использование алюминиевого кабеля, а не медного.
Так например если нагрузка составляет более 50 А то в целях экономии целесообразно использовать кабели с алюминиевой жилой. Обычно это участки на вводе электричества в дом, где расстояние превышает несколько десятков метров.
Пример расчета сечения кабеля для квартиры
Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на примере двухкомнатной квартиры.
Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовую и осветительную.
В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне, в жилых комнатах и в ванной. Так как там устанавливается наиболее мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.п.).
1. Водной кабель
Сечение вводного кабеля (участок от щита на площадке до распределительного щита квартиры) выбирается исходя из суммарной мощности всей квартиры, которую мы получили в таблице.
Сперва находим номинальный ток на этом участке относительно данной нагрузки:
Ток составляет 56 Ампера. По таблице находим сечение соответствующее данной токовой нагрузке. Выбираем ближайшее большее значение — 63 А, что соответствует сечению 10 мм2 .
2. Комната №1
Здесь основной нагрузкой на розеточную группу будет такая техника как телевизор, компьютер, утюг, пылесос. Нагрузка на участок проводки от квартирного щитка до распредкоробки в данной комнате 2990 Вт(округлим до 3000 Вт). Находим по формуле номинальный ток:
По таблице находим сечение, которое соответствует 1.5 мм2 и допустимым током – 21 Ампер. Конечно можно взять данный кабель но розеточную группу рекомендуется прокладывать кабелем сечением НЕ МЕНЕЕ 2.5 мм2. Это также связано с номиналом автоматического выключателя, который будет защищать данный кабель. Вряд ли вы запитаете этот участок от автомата 10 А? И скорее всего установите автомат на 16 А. Поэтому лучше взять с запасом.
Друзья как я уже сказал розеточную группу запитываем кабелем сечением 2.5 мм2, поэтому для разводки непосредственно от коробки к розеткам выбираем его.
3. Комната №2
Здесь к розеткам будет подключаться такая техника как компьютер, пылесос, утюг, возможно фен для волос.
Нагрузка при этом составляет 4050 Вт. По формуле находим ток:
Для данной токовой нагрузки нам подходит провод сечением 1.5 мм2, но здесь аналогично с предыдущим случаем берем с запасом и принимаем 2.5 мм2. Подключение розеток выполняем им же.
4. Кухня
На кухне розеточная группа запитывает электрочайник, холодильник, микроволновку, электродуховку, электроплиту и другую технику. Возможно, здесь будут подключать пылесос.
Суммарная мощность потребителей кухни составляет 6850 Вт, ток при этом составляет:
Для такой нагрузки по таблице выбираем ближайшее большее сечение кабеля — 4 мм2 , с допустимым током 36 А.
Друзья выше я оговаривал, что мощных потребителей целесообразно подключать отдельной независимой линией (своей).
Электроплита как раз такой и является, для нее расчет сечения кабеля выполняется отдельно. При монтаже электропроводки для таких потребителей прокладывается независимая линия от щита до места подключения. Но наше статья о том, как правильно рассчитать сечение и на фото я специально этого не делал для лучшего усваивания материала.
5. Ванна
Основными потребителями электроэнергии в данном помещении являются ст. машина, водонагреватель, фен для волос, пылесос. Мощность этих приборов составляет 6350 Вт.
По формуле находим ток:
По таблице выбираем ближайшее большее значение тока – 36 А что соответствует сечению кабеля 4 мм2. Здесь опять же друзья по-хорошему целесообразно мощных потребителей запитывать отдельной линией.
6. Прихожая
В данном помещении обычно пользуются переносной техникой, например, феном для волос, пылесосом и т.п. Особо мощных потребителей здесь не предвидится поэтому но розеточную группу также принимаем провод сечением 2.
5 мм2.
7. Освещение
По подсчетам в таблице нам известно, что мощность всего освещение в квартире составляет 500 Вт. Номинальный ток для такой нагрузки составляет 2.3 А.
В этом случае питание всей осветительной нагрузки можно выполнить проводом сечением 1.5 мм2.
Необходимо понимать что мощность на разных участках электропроводки будет разной, соответственно и сечение питающих проводов тоже разным. Наибольшее его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода выбирают 6 – 10 мм2.
В настоящее время для монтажа электропроводки предпочтительно использовать кабели марок: ВВГнг, ВВГ, NYM. Показатель «нг», гласит о том, что изоляция не подвергается горению – «негорючий». Использовать такие марки проводов можно как внутри, так и снаружи помещения. Диапазон рабочей температуры у этих проводов варьирует от «+/-» 50 градусов Цельсия. Гарантийный период эксплуатации составляет 30 лет, однако срок использования может быть и больше.
Если уметь правильно рассчитывать сечение проводника по току, то можно без лишних проблем произвести монтаж электропроводки в доме. При соблюдении всех требований гарантия безопасности и сохранности вашего дома будет максимально высокой. Правильно подобрав сечение проводника, вы убережете свой дом от короткого замыкания и пожара.
На личном опыте убедился, что чем тоньше провода, тем хуже их использование как для приборов, так и для самой разводки.
Сначала коснусь основных проблем, которые выползают при неправильном выборе проводки:
- На некоторых приборах не хватает мощности тока, это хорошо заметно на сварочном аппарате, чем тоньше провода, тем хуже им варить. Но также можно увидеть различие в свете лампочки, если подключить, допустим лампочку на 150 Ватт в проводку сечением 0,5 мм и 2,5 мм, то на 0,5 мм лампочка будет гореть потускнеет, чем на 2,5 мм.
- Чем тоньше провода и больше мощность используемого конечного прибора, тем сильнее они нагреваются, вплоть до того, что могут воспламениться. Зависит это от того (простым языком), что проводам труднее передать определённое количество тока, необходимое для потребления прибора. Это ка нагруженная узкая автомобильная дорога.
- Этот пункт выходит из 2 пункта, но коснусь его отдельно. Места соединения проводов при меньшем сечении быстрее окисляются и подгорают, так как проходя через них большие потоки мощности, чем рассчитанные по сечению, нагревают эти места быстрее, что приводит в последствии к плохому контакту. Ну а там, где контакт плохой, там есть вероятность сильного нагрева, вплоть до воспламенения изоляции и обгорания проводов.
Зависит это от того (простым языком), что проводам труднее передать определённое количество тока, необходимое для потребления прибора. Это ка нагруженная узкая автомобильная дорога.Всегда надо использовать сечение проводов лишь то, которое подходит под мощность прибора!
Теперь приблизимся к вашему вопросу.
Сразу хочу предупредить, что провода одинакового сечения из одинакового материала могут отличаться по техническим характеристикам, хотя бы по тому, что медные провода (о которых вы спрашиваете в вопросе) могут быть как минимум двух вариантов — одножильный и многожильный.
В проводке квартиры используется одножильный медный провод ВВГ, именно о нём я и хотел рассказать.
Итак что такое ваши примеры:
Провода медные сечением 1 квадрат
Практически не используются в квартире, но могут быть подключены к светодиодной подсветки малой мощности, а также различных световых индикаторов.
Провода медные сечением 1,5 квадрата
Эти провода применяют для прокладки освещения в суммарном значении потребителей не более 4 кВт, т.е. считаете все лампочки по мощности и результат не должен превышать этого значения. Также их используют (я не рекомендую ставить их на те розетки, куда включаются много электроприборов) для подключения розеток одного прибора. Например отдельно светильники, телевизор, компьютер, пылесос, зарядные устройства и т.д., в которых мощность не выше 4 кВт. Конечно можно использовать и несколько приборов в одной розетке, но такие комбинации, как например: компьютер+пылесос+фен, достаточно опасные.
Провода медные сечением 2 квадрата
Это сечение практически не используется, я даже в продаже его не видел, поэтому не имеет смысла заострять на нём внимание.
Провода медные сечением 2,5 квадрата
А вот 2,5 квадрата — это рекомендуемая проводка в квартире (кроме как я упоминал выше — электроплиты). Это сечение подойдёт для подключения в одну розетку нескольких приборов сразу, но суммарно чтобы не превышало 5,8 кВт. Либо отдельных приборов, таких как:
- Холодильник
- Водонагреватель
- Стиральная машина
- Духовка
- Станки, работающие от двигателя не выше 4,5 — 5,0 кВт
Вообще, если говорить о распределении проводки по сечениям, то наглядно и быстро поймёте на этом рисунке (кстати на нём вытяжку засадили на 1,5 мм, я бы оставил 2,0 мм):
www.remotvet.ru
Какую нагрузку выдержат алюминиевые провода сечением 1, 1/5, 2, 2/5 квадрата, что можно подключить?
Таблица нагрузочной способности электропроводки из алюминиевого провода
Диаметр провода, мм 1,6 1,8 2,0 2,3 2,5 2,7 3,2 3,6 4,5 5,6 6,2
Сечение провода, мм 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0 16,0 25,0 30,0
Максимальный ток при длительной нагрузке, А 14 16 18 21 24 26 31 38 55 65 75
Максимальная мощность нагрузки, ватт (BA) 3000 3500 4000 4600 5300 5700 6800 8400 12000 14000 16000
Таблица потребляемой мощности и тока бытовыми электроприборами при напряжении питания 220 В
Бытовой электроприбор Потребляемая мощность в зависимости от модели электроприбора, кВт (BA) Потребляемый ток, А Примечание
Лампочка накаливания 0,06 – 0,25 0,3 – 1,2 Величина тока постоянная
Электрочайник 1,0 – 2,0 5 – 9 Время непрерывной работы до 5 минут
Электроплита 1,0 – 6,0 5 – 60 При мощности более 2 кВт требуется отдельная проводка
Микроволновая печь 1,5 – 2,2 7 – 10 Во время работы максимальный ток потребляется периодически
Электромясорубка 1,5 – 2,2 7 – 10 Во время работы в зависимости от нагрузки потребляемый ток изменяется
Тостер 0,5 – 1,5 2 – 7 Величина тока постоянная
Гриль 1,2 – 2,0 7 – 9 Величина тока постоянная
Кофемолка 0,5 – 1,5 2 – 8 Во время работы в зависимости от нагрузки потребляемый ток изменяется
Кофеварка 0,5 – 1,5 2 – 8 Величина тока постоянная
Электродуховка 1,0 – 2,0 5 – 9 Во время работы максимальный ток потребляется периодически
Посудомоечная машина 1,0 – 2,0 5 – 9 Максимальный ток потребляется с момента включения до нагрева воды
Стиральная машина 1,2 – 2,0 6 – 9 Максимальный ток потребляется с момента включения до нагрева воды
Сушильная машина 2,0 – 3,0 9 – 13 Максимальный ток потребляется на протяжении всего времени сушки белья
Утюг 1,2 – 2,0 6 – 9 Во время работы максимальный ток потребляется периодически
Пылесос 0,8 – 2,0 4 – 9 Во время работы в зависимости от нагрузки потребляемый ток изменяется
Обогреватель 0,5 – 3,0 2 – 13 Величина тока постоянная
Фен для волос 0,5 – 1,5 2 – 8 Величина тока постоянная
Кондиционер 1,0 – 3,0 5 – 13 Во время работы максимальный ток потребляется периодически изменяется
Стационарный компьютер 0,3 – 0,8 1 – 3 Во время работы максимальный ток потребляется периодически изменяется
Электроинструмент (дрель, лобзик и т.
п.) 0,5 – 2,5 2 – 13 Во время работы в зависимости от нагрузки потребляемый ток изменяется
www.remotvet.ru
Провод медный 4 квадрата в однофазной сети — какую нагрузку выдерживает?
Есть специальные таблицы, которыми удобно руководствоваться при выборе сечения провода с учётом нагрузки на него.
Если речь о сети 220-ь Вольт, то 4-е квадрата медная жила выдержит нагрузку в 8,3-и Киловатт (см. таблицу выше).
Это очень серьёзный показатель.
На розеточные группы обычно берут медь в два с половиной квадрата, на освещение полтора квадрата.
То есть практически (почти) любой бытовой технике, достаточно тех самых 2,5-й квадратов сечения провода (холодильники, стиральные и посудомоечные машины, электрочайники, утюги, пылесосы, телевизоры, кондиционеры и.т.п).
4-е квадрат, в квартире должен быть какой-то очень мощный бытовой прибор, например электроплита (тянется отдельный провод от щитка), или проточный водонагреватель большой мощности (для накопительного и 2,5-й квадратов хватит).
Ну или такой провод тянут на розеточную группу, где суммарная мощность подключаемых электроприборов очень значительная.
www.remotvet.ru
Расчет сечения провода по нагрузке
При выборе кабельно-проводниковой продукции, в первую очередь, необходимо обращать внимание на материал, использованный при изготовлении, а также на сечение того или иного проводника. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо произвести расчет сечения провода по нагрузке. При таком расчете, провода и кабели обеспечат, в дальнейшем, надежную и безопасную работу всей электропроводки.
Параметры сечения провода
Основными критериями, по которым определяется сечение, является металл токопроводящих жил, предполагаемое напряжение, суммарная мощность и значение токовой нагрузки. Если провода подобраны неправильно и не соответствуют нагрузке, они будут постоянно нагреваться и, в конечном итоге, перегорят. Выбирать провода с сечением, большим, чем это необходимо, также не стоит, поскольку это приведет к значительным затратам и дополнительным сложностям при монтаже.
Практическое определение сечения
Сечение определяется еще и применительно к их дальнейшему использованию. Так, в стандартной квартире, для розеток используется медный кабель, сечение жил которого 2,5 мм2. Для освещения могут применяться жилы с меньшим сечением – всего 1,5 мм2. А вот для электрических приборов с большой мощностью, применяются от 4-х до 6-ти мм2.
Такой вариант пользуется наибольшей популярностью, когда выполняется расчет сечения провода по нагрузке. Действительно, это очень простой способ, достаточно просто знать, что медный провод в 1,5 мм2 способен выдержать нагрузку по мощности свыше 4-х киловатт и силе тока в 19 ампер. 2,5-миллиметровый — соответственно выдерживает около 6-ти киловатт и 27-ми ампер. 4-х и 6-ти-миллиметровые свободно переносят мощность в 8 и 10 киловатт. При правильном подключении, этих проводов вполне хватит для нормальной работы всей электропроводки. Таким образом, можно создать даже определенный небольшой резерв на случай подключения дополнительных потребителей.
При расчете большую роль играет рабочее напряжение. Мощность электрических приборов может быть одинаковой, однако, токовая нагрузка, приходящая к жилам кабелей, подающих питание, может быть разной. Так провода, рассчитанные на работу при напряжении 220 вольт, будут нести нагрузку более высокую, чем провода рассчитанные на 380 вольт.
Как правильно выбрать кабель для подключения потребителя? Этот вопрос не так прост, как может показаться на первый взгляд. При выборе необходимо учитывать множество нюансов, знать длину линии и суммарную мощность подключенных к нему устройств, и только после этого, используя формулу для расчета сечения кабеля, выбирать наиболее подходящий вариант. В этой статье мы детально рассмотрим все нюансы, связанные с подбором и типом кабелей.
Кабелем называют провод, покрытый изоляцией, который служит для передачи электроэнергии от источника к потребителю. Сегодняшний рынок готов предложить покупателям множество видов подобных проводов: алюминиевых, медных, одножильных, многожильных, с одинарной и двойной изоляцией, с сечением от 0,35 мм2 до 25 мм2 и более.
Но чаще всего для подключения бытовых потребителей применяют кабеля толщиной от 0,5 до 6 “квадрат” — этого вполне достаточно для питания любой техники.
Классический кабель для проводки в квартире
Почему необходимо подбирать изолированные проводники, а не покупать первый попавшийся? Все дело в том, что от толщины проводника зависит сила тока, которую он может выдержать. К примеру, допустимый ток для медных проводов толщиной 1 мм составляет до 8 Ампер, алюминиевого — до 6 ампер.
Почему бы просто не купить провод максимальной толщины? Потому что чем толще, тем дороже. К тому же толстый кабель нужно где-то прятать, вырезать под него штробу в потолке и стенах, делать отверстия в перегородках. Одним словом, нет никакого смысла переплачивать, ведь вы не будете ездить за хлебом на КАМАЗе.
Если вы выберете провод меньшего диаметра, то он просто не выдерживает силу тока, проходящую через него, и начнет греться. Это приводит к плавлению изоляции, короткому замыканию и возгоранию.
Поэтому никогда не следует торопиться, выбирая качественный кабель для подключения любых приборов — сначала подумайте, что именно будет работать на новой линии, а затем уже выбирайте толщину и тип кабеля.
Как посчитать мощность приборов
Для начала разберем вариант выбора сечения кабеля по мощности приборов, подключенных к нему. Как правильно считать?
Подумайте, какие именно приборы будут питаться от конкретного кабеля. Если вы затягиваете его в зал, то от розетки в комнате может одновременно работать телевизор, компьютер, пылесос, аудиосистема, приставка, фен, торшер, подсветка аквариума или другие бытовые приборы. Сложите мощности всех этих устройств и умножьте полученное значение на 0,8, чтобы получить реальный показатель. Действительно, вряд ли вы будете использовать их все одновременно, поэтому 0,8 — понижающий коэффициент, который позволит адекватно оценить суммарную нагрузку.
Если вы считаете для кухни, то складывайте мощность электрочайника, электродуховки и варочной поверхности, микроволновки, посудомойки, тостера, хлебопечки и других имеющихся/планируемых приборов.
Кухня обычно потребляет больше всего энергии, поэтому на нее следует заводить или два кабеля с отдельными автоматами, или один мощный.
Итак, для подсчета суммарной мощности всех приборов вам нужно использовать формулу Pобщ =(P1+P2+…+Pn)*0.8, где P — мощность конкретного потребителя, подключенного в розетку.
Медные провода лучше подходят для проводки и выдерживают большую нагрузку
Выбираем толщину
После того как вы определили мощность, можно подбирать толщину кабеля. Ниже мы приведем таблицу сечений проводов по мощности и току для классического медного провода, поскольку алюминиевые для создания проводки сегодня уже не используют.
| Сечение кабеля, мм | Для 220 V | Для 380 V | ||
| ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность кВт | |
| 1,5 | до 17 | 4 | 16 | 10 |
| 2,5 | 26 | 5,5 | 25 | 16 |
| 4 | 37 | 8,2 | 30 | 20 |
| 6 | 45 | 10 | 40 | 25 |
| 10 | 68 | 15 | 50 | 32 |
| 16 | 85 | 18 | 75 | 48 |
Внимание: при выборе учитывайте, что большинство российских производителей экономит на материале, и кабель в 4 мм2 на самом деле может оказаться фактически в 2,5 мм2.
Практика показывает, что подобная “экономия” может достигать 40%, поэтому обязательно либо сами перемеряйте диаметр кабеля, либо приобретайте его с запасом.Теперь давайте рассмотрим пример расчета сечения провода по потребляемой мощности. Итак, у нас есть абстрактная кухня, мощность приборов на которой составляет 6 кВт. Умножаем эту цифру 6*0,8=4,8 кВт. В квартире используется одна фаза, 220 вольт. Ближайшее значение (брать можно только в плюс) — 5.5 кВт, то есть кабель толщиной 2,5 квадрата. На всякий случай мы имеет запас в 0,7 кВт, который “сглаживает” экономию производителей.
Также следует учитывать, что если провод работает на пределе своих возможностей, то он быстро нагревается. Из-за нагрева до 60-80 градусов максимальный ток снижается на 10-20 процентов, что ведет к перегрузке и короткому замыканию. Поэтому для ответственных участков цепи следует применять повышенный коэффициент, умножая значение не на 0,8, а на 1,2-1,3.
Правильный расчет толщины кабеля — залог его долгой работы
Чаще всего для прокладки систем освещения применяют медные конструкции толщиной в 1,5 квадрата, для розеток — 2,5 квадрата, для мощных потребителей — 4 или 6 квадрат (автоматы ставятся соответственно на 16, 25, 35 и 45А).
Но такое использование подходит только для стандартных квартир или домов, в которых нет мощных потребителей. Если у вас работает электрокотел, бойлер, духовой шкаф или другие приборы, потребляющие больше 4 кВт, то необходимо рассчитывать кабеля под каждый конкретный случай, а не использовать общие рекомендации.
Приведенная выше использует граничные значения, поэтому если у вас получаются накладки расчетных цифр на энциклопедические, то старайтесь брать кабель с запасом. К примеру, если бы в нашей кухне была мощность в 7 кВт, то 7*0,8=5,6 кВт, что больше значения 5,5 для кабеля в 2,5 квадрата. Берите с запасом кабель на 4 квадрата или разделите кухню на две зоны, подведя два кабеля 2,5 мм2.
Как быть с длиной
Если вы считаете кабель по квартире или небольшому дому, то поправки на длину кабеля можно вообще не делать — вряд ли у вас будут ветки длиной от 100 и более метров. Но если вы прокладываете проводку в крупном многоэтажном коттедже или торговом центре, то нужно обязательно закладывать возможные потери на длину. Обычно они составляют 5 процентов, но правильнее рассчитывать их по таблице и формулам.
Так, момент нагрузки считается в виде произведения длины вашего провода на суммарную мощность потребления. То есть длина вашего кабеля вычисляется как произведение длины кабеля в метрах на мощность в киловаттах.
В приведенной ниже таблице мы видим, как зависят потери от сечения проводника. К примеру, кабель толщиной 2,5 мм2 с нагрузкой до 3 кВт и длиной в 30 метров имеет потери 30х3=90, то есть 3%. Если уровень потерь переваливает за 5%, то рекомендуется выбирать более толстый кабель — не нужно экономить на своей безопасности.
| U, % | Момент нагрузки, кВт*м | |||||
| 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | |
| 1 | 18 | 30 | 48 | 72 | 120 | 192 |
| 2 | 36 | 60 | 96 | 144 | 240 | 384 |
| 3 | 54 | 90 | 144 | 216 | 360 | 575 |
| 4 | 72 | 120 | 192 | 288 | 480 | 768 |
| 5 | 90 | 150 | 240 | 360 | 600 | 960 |
Данная таблица нагрузок по сечению кабеля справедлива для однофазной сети. Для трехфазной характерно увеличение величины нагрузки в среднем в шесть раз. В три раза поднимается значение за счет распределения по трем фазам, в два — за счет нулевого проводника. Если нагрузка на фазы неодинакова (имеются сильные перекосы), то потери и нагрузки сильно увеличиваются.
Правильное подключение автоматов медным кабелем
Также следует учитывать, какие именно потребители будут подключены к вашему проводу. Если вы планируете подключать галогеновые низковольтные лампы, то старайтесь размещать их как можно ближе к трансформаторам. Почему? Потому что при падении напряжения на 3 вольта при 220 вольт мы просто не заметим, а при падении на те же 3 вольта при 12 вольт лампы просто не загорятся.
Если вы проводите выбор сечения провода по току для алюминиевого кабеля, то учитывайте, что сопротивление материала в 1,7 раз выше, чем у меди. Соответственно, потери в них будут больше в эти же 1,7 раза.
Виды кабелей
Теперь давайте рассмотрим, какие же именно кабеля можно выбирать для создания электропроводки на объекте. Помните, что провода согласно стандартам можно прокладывать только закрытым способом в коробах или трубах. Кабеля при этом прокладываются свободно — их можно пускать даже по поверхности, что часто практикуется в деревянных и рубленых домах.
Вы уже знаете, как рассчитать сечения кабеля по мощности, поэтому рассмотрим принцип выбора кабелей. Для прокладки в жилом помещении лучше всего подходит классический ВВГ (лучше выбирать с пометкой НГ- негорючий). Для подключения к щитку или к мощному потребителю хорошо подойдет NYM. Разберем виды кабелей более подробно.
ВВГ представляет собой кабель с медными проводниками, защищенными поливинилхлоридной “рубашкой”. Сверку провода покрыты дополнительной пластиковой оболочкой, предотвращающей возможные пробои и порывы. Этот кабель можно применять даже во влажных помещениях , он неплохо гнется и защищает поверхность от возгорания. Для прокладки проводки лучше всего подходит плоский провод, в котором провода расположены в одной плоскости — он занимает минимум места.
NYM представляет собой изделие, содержащее несколько медных жил, покрытых цветной металлнаполненной негорючей резиной. Сверху жилы запакованы в поливинилхлоридную изоляцию (иногда применяется несколько слоев). В большинстве случаев она обладает негорючими свойствами и не выделяет вредных газов при критических температурах. Обладает отличной гибкостью — его очень легко прокладывать в углах, выводить на различные поверхности и пр. Главное — правильно выполнить подбор сечения провода по току, взяв его с небольшим запасом.
ПУНП — это классический установочный провод плоской формы, который используется для подключения различных потребителей. Очень часто применяется для создания недорогой проводки в квартирах и домах. Имеет две/три жилы, покрытые поливинилхлоридом. Имеет плоскую форму.
Существует еще много других кабелей — бронированные, усиленные, для прокладки во влажных комнатах и помещениях с высокой вероятностью взрыва. Но перечисленные выше используются чаще всего.
Теперь вы знаете, как рассчитать сечение провода по нагрузке и какие кабеля выбирать для создания полноценной электропроводки. Напоминаем — всегда делайте запас по мощности в 20-30 процентов, чтобы избежать неприятностей.
Вконтакте
Значения токов легко определить , зная паспортную мощность потребителей по формуле: I = Р/220. Зная суммарный ток всех потребителей и учитывая соотношения допустимой для провода токовой нагрузки (открытой проводки) на сечение провода:
- для медного провода 10 ампер на миллиметр квадратный,
- для алюминиевого 8 ампер на миллиметр квадратный, можно определить, подойдет ли имеющийся у вас провод или же необходимо использовать другой.
При выполнении скрытой силовой проводки (в трубке или же в стене) приведенные значения уменьшаются умножением на поправочный коэффициент 0,8. Следует отметить, что открытая силовая проводка обычно выполняется проводом с сечением не менее 4 кв. мм из расчета достаточной механической прочности.
Приведенные выше соотношения легко запоминаются и обеспечивают достаточную точность для использования проводов. Если требуется с большей точностью знать длительно допустимую токовую нагрузку для медных проводов и кабелей , то можно воспользоваться нижеприведенными таблицами.
В следующей таблице сведены данные мощности, тока и сечения кабельно-проводниковых материалов, для расчетов и выбора зашитных средств, кабельно-проводниковых материалов и электрооборудования.
Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных.
* Токи относятся к проводам и кабелям с нулевой жилой и без нее.
Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных.
Примечание. Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по данной таблице как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.
Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки.
В таблице приведены данные на основе ПУЭ, для выбора сечений кабельно-проводниковой продукции, а также номинальных и максимально возможных токов автоматов защиты, для однофазной бытовой нагрузки чаще всего применяемой в быту.
Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях.
- Медь, U = 220 B, одна фаза, двухжильный кабель
- Медь, U = 380 B, три фазы, трехжильный кабель
* величина сечения может корректироваться в зависимости от конкретных условий прокладки кабеля
Наименьшие сечения токопроводящих жил проводов и кабелей в электропроводках.
Сечение жил, мм 2 | ||
Проводники | алюминиевых | |
Шнуры для присоединения бытовых электроприемников | ||
Кабели для присоединения переносных и передвижных электроприемников в промышленных установках | ||
Скрученные двухжильные провода с многопроволочными жилами для стационарной прокладки на роликах | ||
Незащищенные изолированные провода для стационарной электропроводки внутри помещений: | ||
непосредственно по основаниям, на роликах, клицах и тросах | ||
на лотках, в коробах (кроме глухих): | ||
однопроволочных | ||
многопроволочных (гибких) | ||
на изоляторах | ||
Незащищенные изолированные провода в наружных электропроводках: | ||
по стенам, конструкциям или опорам на изоляторах; | ||
вводы от воздушной линии | ||
под навесами на роликах | ||
Незащищенные и защищенные изолированные провода и кабели в трубах, металлических рукавах и глухих коробах | ||
Кабели и защищенные изолированные провода для стационарной электропроводки (без труб, рукавов и глухих коробов): | ||
для жил, присоединяемых к винтовым зажимам | ||
для жил, присоединяемых пайкой: | ||
однопроволочных | ||
многопроволочных (гибких) | ||
Защищенные и незащищенные провода и кабели, прокладываемые в замкнутых каналах или замоноличенно (в строительных конструкциях или под штукатуркой) | ||
Electric-220.ru
При выборе кабельно-проводниковой продукции, в первую очередь, необходимо обращать внимание на материал, использованный при изготовлении, а также на сечение того или иного проводника. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо произвести расчет сечения провода по нагрузке. При таком расчете, провода и кабели обеспечат, в дальнейшем, надежную и безопасную работу всей электропроводки. Параметры сечения проводаОсновными критериями, по которым определяется сечение, является металл токопроводящих жил, предполагаемое напряжение, суммарная мощность и значение токовой нагрузки. Если провода подобраны неправильно и не соответствуют нагрузке, они будут постоянно нагреваться и, в конечном итоге, перегорят. Выбирать провода с сечением, большим, чем это необходимо, также не стоит, поскольку это приведет к значительным затратам и дополнительным сложностям при монтаже. Практическое определение сеченияСечение определяется еще и применительно к их дальнейшему использованию. Так, в стандартной квартире, для розеток используется медный кабель, сечение жил которого 2,5 мм2. Для освещения могут применяться жилы с меньшим сечением – всего 1,5 мм2. А вот для электрических приборов с большой мощностью, применяются от 4-х до 6-ти мм2. Такой вариант пользуется наибольшей популярностью, когда выполняется расчет сечения провода по нагрузке. Действительно, это очень простой способ, достаточно просто знать, что медный провод в 1,5 мм2 способен выдержать нагрузку по мощности свыше 4-х киловатт и силе тока в 19 ампер. 2,5-миллиметровый — соответственно выдерживает около 6-ти киловатт и 27-ми ампер. 4-х и 6-ти-миллиметровые свободно переносят мощность в 8 и 10 киловатт. При правильном подключении, этих проводов вполне хватит для нормальной работы всей электропроводки. Таким образом, можно создать даже определенный небольшой резерв на случай подключения дополнительных потребителей. При расчете большую роль играет рабочее напряжение. Мощность электрических приборов может быть одинаковой, однако, токовая нагрузка, приходящая к жилам кабелей, подающих питание, может быть разной. Так провода, рассчитанные на работу при напряжении 220 вольт, будут нести нагрузку более высокую, чем провода рассчитанные на 380 вольт. |
el-cab.ru
Как можно узнать сечение кабеля по диаметру жилы
Каждый из нас хоть раз в жизни прошел через ремонт. В процессе ремонта приходится делать монтаж и замену электропроводки, ведь она приходит в негодность при длительной эксплуатации. К сожалению, на рынке сегодня можно встретить очень много некачественной кабельно-проводниковой продукции. За счет различных способов удешевления товара страдает его качество. Заводы-изготовители занижают толщину изоляции и сечение кабеля в процессе производства.
Один из способов удешевления − использование для изготовления токопроводящей жилы материалов низкого качества. Некоторые производители добавляют дешевые примеси при изготовлении проводов. За счет этого токопроводность провода снижается, а, значит, качество продукции оставляет желать лучшего.
Кроме того, заявленные характеристики проводов (кабелей) уменьшаются из-за заниженного сечения. Все уловки изготовителя приводят к тому, что в продаже появляется все больше некачественной продукции. Поэтому стоит отдавать предпочтение той кабельной продукции, которая имеет подтверждение качества в виде сертификатов.
Цена качественного кабеля – это единственный, и, пожалуй, главный недостаток, который перечеркивает массу достоинств этого изделия. Медное кабельно-проводниковое изделие, которое выпущено по ГОСТу, имеет заявленное сечение проводника, требуемые по ГОСТу состав и толщину оболочки и медной жилы, произведено с соблюдением всех технологий, будет стоить дороже той продукции, которая выпускалась в кустарных условиях. Как правило, в последнем варианте можно найти массу недостатков: заниженное сечение в 1,3-1,5 раза, придание жилам цвета за счет стальки с добавлением меди.
Покупатели опираются на цену при выборе товара. На поиске низкой цены сконцентрировано основное внимание. И многие из нас даже не в силах назвать производителя, не говоря уже о качестве кабеля. Нам важнее, что мы нашли кабель с нужной маркировкой, например, ВВГп3х1,5, а качество изделия нас не интересует.
Поэтому чтобы не попасть на брак в данной статье рассмотрим несколько способов, как можно определить сечение кабеля по диаметру жилы. В сегодняшнем мануале я покажу, как такие расчеты можно произвести и с помощью высокоточных измерительных инструментов, так и без них.
Проводим расчет сечения провода по диаметру
В последнее десятилетие особенно заметно снизилось качество выпускаемой кабельной продукции. Больше всего страдает сопротивление — сечения провода. На форуме я часто замечал, что народ недоволен подобными изменениями. И продолжаться это будет до тех пор, пока на это наглое воровство изготовителя не начнут реагировать.
Со мной произошел аналогичный случай. Мною было куплено метра два провода маркировки ВВГнг 3х2,5 кв. миллиметра. Первое что мне бросилось в глаза, это очень тонкий диаметр. Я подумал, что, скорее всего, мне подсунули провод меньшего сечения. Еще больше удивился, когда увидел надпись на изоляции ВВГнг 3х2.5 кв.мм.
Опытному электрику, ежедневно сталкивающемуся с проводами, легко определить «на глаз» сечение кабеля или провода. Но порой даже профессионал делает это с трудом, не говоря уже о новичках. Сделать расчет сечения провода по диаметру – это важная задача, которую нужно решить прямо в магазине. Поверьте, эта минимальная проверка обойдется вам дешевле и проще, чем восстановление ущерба от возгорания, которое может возникнуть из-за короткого замыкания.
Вы наверное спросите зачем необходимо проводить расчет сечения кабеля по диаметру? Ведь в магазине любой продавец подскажет, какой провод вы должны купить под вашу нагрузку, тем более на проводах есть надписи, на которых указано количество жил и сечение. Что тут сложного рассчитал нагрузку, купил провод, сделал электромонтаж. Однако не все так просто.
Порой на бухте провода или кабеля и вовсе нет бирки, на которой указаны технические характеристики. Скорее всего, эта та ситуация, о которой я рассказывал выше, − несоответствие проводниковой и кабельной продукции требованиям современных ГОСТов.
Чтобы никогда не становиться жертвой обмана, настоятельно рекомендую вам научиться определять сечение провода по диаметру самостоятельно.
Заниженное сечение провода — в чем опасность?
Итак, рассмотрим опасности, которые поджидают нас при использовании в быту проводов низкого качества. Понятно, что токовые характеристики токоведущих жил снижаются прямо пропорционально уменьшению их сечения. Нагрузочная способность провода из-за заниженного сечения падает. Согласно стандартам рассчитан ток, который может пропустить через себя провод. Он не разрушится, если по нему пройдет меньший ток.
Сопротивление между жилами уменьшается, если слой изоляции более тонкий, чем требуется. Тогда в аварийной ситуации при повышении питающего напряжения в изоляции может возникнуть пробой. Если наряду с этим сама жила имеет заниженное сечение, то есть не может пропустить тот ток, который по стандартам она должна пропускать, тонкая изоляция начинает постепенно расплавляться. Все эти факторы неизбежно приведут к короткому замыканию, а потом и к пожару. Пожар возникает от искр, появляющихся в момент короткого замыкания.
Приведу пример: трехжильный медный провод (например, сечением 2,5 кв. мм.) согласно нормативной документации может длительно пропускать через себя 27А, обычно, считают 25А.
Но попадающиеся мне в руки провода, выпущенные согласно ТУ, на самом деле имеют сечение от 1,8 кв. мм. до 2 кв. мм. (это при заявленном 2.5 кв.мм.). Исходя из нормативной документации провод сечением 2 кв. мм. может длительно пропускать ток 19А.
Поэтому случись такая ситуация, что по выбранному вами проводу, который якобы имеет сечение 2,5 кв. мм., потечет рассчитанный на такое сечение ток, провод перегреется. А при длительном воздействии произойдет оплавление изоляции, затем и короткое замыкание. Контактные соединения (например, в розетке) очень быстро разрушаться, если такие перегрузки будут происходить регулярно. Поэтому сама розетка, а также вилки бытовых приборов также могут подвергнуться оплавлению.
А теперь представьте последствия всего этого! Особенно обидно, когда сделан красивый ремонт, установлена новая техника, например, кондиционер, электрический духовой шкаф, варочная панель, стиральная машинка, электрический чайник, микроволновка. И вот вы поставили печься булочки в духовку, запустили стиральную машину, включили чайник, да еще и кондиционер, так как стало жарко. Этих включенных приборов достаточно, чтобы пошел дым из распределительных коробок и розеток.
Потом вы услышите хлопок, который сопровождается вспышкой. А после этого пропадет электричество. Все еще хорошо закончится, если у вас имеются защитные автоматы. А если они низкого качества? Тогда хлопком и вспышкой вы не отделаетесь. Начнется пожар, который сопровождается искрами от проводки, горящей в стене. Проводка будет гореть в любом случае, даже если она замурована наглухо под плиткой.
Описанная мной картина дает ясно понять, насколько ответственно нужно выбирать провода. Ведь вы будете использовать их в своем жилище. Вот что значит, следовать не ГОСТам, а ТУ.
Формула сечения провода по диаметру
Итак, хотелось бы подвести итог всему вышесказанному. Если среди вас есть те, кто не читал статью до этого абзаца, а просто перепрыгнул, повторюсь. На кабельной и проводниковой продукции зачастую отсутствует информация о нормах, согласно которым она изготавливалась. Поинтересуйтесь у продавца, по ГОСТ или по ТУ. Продавцы порой и сами не могут ответить на этот вопрос.
Можно смело утверждать, что провода, изготовленные по ТУ, в 99,9 % случаев имеют не только заниженное сечение токоведущих жил (на 10−30%), но и меньший допустимый ток. Также в таких изделиях вы обнаружите тонкую внешнюю и внутреннюю изоляцию.
Если вы обошли все магазины, а проводов, выпущенных по ГОСТ, так и не нашли, то берите провод с запасом +1 (если он выпущен по ТУ). Например, вам нужен провод 1,5 кв. мм., тогда следует брать 2,5 кв. мм. (выпущенный то ТУ). На практике его сечение окажется равным 1,7-2,1 кв. мм.
Благодаря запасу сечения обеспечится запас по току, то есть нагрузка может быть немного превышена. Тем лучше для вас. Если же вам нужен провод сечением 2,5 кв. мм., то возьмите с сечением 4 кв. мм., так как его реальное сечение будет равно 3 кв.мм.
Итак вернемся к нашему вопросу. Проводник имеет поперечное сечение в виде круга. Наверняка, вы помните, что в геометрии площадь круга рассчитывается по конкретной формуле. В эту формулу достаточно подставить полученное значение диаметра. Сделав все расчеты, вы получите сечение провода.
- π — это константа в математике равная 3.14;
- R — радиус круга;
- D — диаметр круга.
Это и есть формула для расчета сечения провода по диаметру, которую многие почему то боятся. К примеру, вы провели измерения диаметра жилы и получили значение 1,8 мм. Подставив это число в формулу, получим следующее выражение: (3.14/4)*(1.8)2=2,54 кв. мм. Значит, провод, диаметр жилы которого вы измеряли, имеет сечение 2,5 кв.мм.
Расчет монолитной жилы
Когда вы идете в магазин за проводом, возьмите с собой микрометр или штангенциркуль. Последний более распространен в качестве измерительного прибора сечения провода.
Скажу сразу расчет сечения кабеля по диаметру в данной статье я буду выполнять для кабеля ВВГнг 3*2.5 мм2 трех разных фирм производителей. То есть суть всей работы будет разбита на три этапа (это только для монолитного провода). Посмотрим что получится.
Чтобы узнать сечение провода (кабеля), состоящего из одной проволоки (монолитная жила), необходимо взять обычный штангенциркуль или микрометр и сделать замер диаметра жилы провода (без изоляции).
Для этого нужно предварительно очистить небольшой участок измеряемого провода от изоляции, а потом уже приступить к измерению токоведущей жилы. Другими словами, берем одну жилу и снимаем изоляцию, а затем измеряем диаметр этой жилы штангенциркулем.
Пример №1. Кабель ВВГ-Пнг 3*2.5 мм2 (производитель неизвестен). Общее впечатление — сечение показалось сразу маловато, поэтому и взял для опыта.
Снимаем изоляцию, меряем штангенциркулем. У меня получилось диаметр жилы равен 1.5 мм. (маловато однако).
Теперь возвращаемся к нашей вышеописанной формуле и подставляем в нее полученные данные.
Получается фактическое сечение составляет 1.76 мм2 вместо заявленного 2.5 мм2.
Пример №2. Кабель ВВГ-Пнг 3*2.5 мм2 (производитель «Азовкабель»). Общее впечатление — сечение вроде бы нормальное, изоляция тоже хорошая, плотная с виду не экономили на материалах.
Делаем все аналогично, снимаем изоляцию, меряем, получаем следующие цифры: диаметр — 1.7 мм.
Подставляем в нашу формулу для расчета сечения по диаметру, получаем:
Фактическое сечение составляет 2.26 мм2.
Пример №3. Итак остался последний пример кабель ВВГ-Пнг 3*2.5 мм2 производитель неизвестен. Общее впечатление — сечение также показалось заниженным, изоляция вообще голыми руками снимается (прочности ни какой).
В этот раз диаметр жилы составил 1.6 мм.
Фактическое сечение составляет 2.00 мм2.
Выбор сечения кабеля — stroka.by
Кабель обычно состоит из 2-4 жил. Сечение (точнее, площадь поперечного сечения) жилы определяется ее диаметром.
Напомним: площадь круга S = 0,78d², где d — диаметр круга. Исходя из практических соображений, при малых значениях силы тока сечение медной жилы берут не менее 1 мм², а алюминиевой — 2 мм².
При достаточно больших токах сечение провода выбирают по подключаемой мощности.
Обычно исходят из расчета мощности, что нагрузка величиной 1 кВт требует 1,57 мм² сечения жилы. Отсюда следуют приближенные значения сечений провода, которых следует придерживаться при выборе его диаметра. Для алюминиевых проводов это 5 А на 1 мм²., для медных — 8 А на 1 мм². Проще говоря, если у вас стоит проточный водонагреватель на 5 кВт, то подключать его надо проводом, рассчитанным не менее чем на 25 А, и для медного провода сечение должно быть не менее 3,2 мм². Учтите, из ряда предпочтительных величин сечений (0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6 мм² и т. д.) для алюминиевых проводов сечение выбирают на ступень выше, чем для медных, так как их проводимость составляет примерно 62% от проводимости медных.
Например, если по расчетам нагрузки для меди нужна величина сечения 2,5 мм², то для алюминия следует брать 4 мм², если же для меди нужно 4 мм², то для алюминия — 6 мм² и т. д.
А вообще кабель лучше выбирать большего поперечного сечения, чем требуется, — вдруг вы захотите подключить еще что-нибудь? Кроме того, необходимо проверить, согласуется ли сечение проводов с максимальной фактической нагрузкой, а также с током защитных предохранителей или автоматического выключателя, которые обычно находятся рядом со счетчиком.
В таблицах приводится зависимость сечения кабеля, проводов и автомобильных гибких многожильных проводников в зависимости от силы тока и мощности нагрузки.
Таблица выбора сечения кабеля при прокладке проводов открыто и в трубе
Сечение | Проложенные открыто | Проложенные в трубе | ||||||||||
Медь | Алюминий | Медь | Алюминий | |||||||||
Ток | Мощность, кВт | Ток | Мощность, кВт | Ток | Мощность, кВт | Ток | Мощность, кВт | |||||
А | 220в | 380в | А | 220в | 380в | А | 220в | 380в | А | 220в | 380в | |
0,5 | 11 | 2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,75 | 15 | 3,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 | 17 | 3,7 | 6,4 |
|
|
| 14 | 3,0 | 5,3 |
|
|
|
1,5 | 23 | 5,0 | 8,7 |
|
|
| 15 | 3,3 | 5,7 |
|
|
|
2,0 | 26 | 5,7 | 9,8 | 21 | 4,6 | 7,9 | 19 | 4,1 | 7,2 | 14,0 | 3,0 | 5,3 |
2,5 | 30 | 6,6 | 11,0 | 24 | 5,2 | 9,1 | 21 | 4,6 | 7,9 | 16,0 | 3,5 | 6,0 |
4,0 | 41 | 9,0 | 15,0 | 32 | 7,0 | 12,0 | 27 | 5,9 | 10,0 | 21,0 | 4,6 | 7,9 |
6,0 | 50 | 11,0 | 19,0 | 39 | 8,5 | 14,0 | 34 | 7,4 | 12,0 | 26,0 | 5,7 | 9,8 |
10,0 | 80 | 17,0 | 30,0 | 60 | 13,0 | 22,0 | 50 | 11,0 | 19,0 | 38,0 | 8,3 | 14,0 |
16,0 | 100 | 22,0 | 38,0 | 75 | 16,0 | 28,0 | 80 | 17,0 | 30,0 | 55,0 | 12,0 | 20,0 |
25,0 | 140 | 30,0 | 53,0 | 105 | 23,0 | 39,0 | 100 | 22,0 | 38,0 | 65,0 | 14,0 | 24,0 |
35,0 | 170 | 37,0 | 64,0 | 130 | 28,0 | 49,0 | 135 | 29,0 | 51,0 | 75,0 | 16,0 | 28,0 |
Выбор сечения одиночного проводника гибкого многожильного автомобильного провода:
Номинальное сечение провода, мм² | Сила тока в одиночном проводе, А при длительной нагрузке и при температуре окружающей среды, оС | |||
20 оС | 30 оС | 50 оС | 80 оС | |
0,5 | 17,5 | 16,5 | 14,0 | 9,5 |
0,75 | 22,5 | 21,5 | 17,5 | 12,5 |
1,0 | 26,5 | 25,0 | 21,5 | 15,0 |
1,5 | 33,5 | 32,0 | 27,0 | 19,0 |
2,5 | 45,5 | 43,5 | 37,5 | 26,0 |
4,0 | 61,5 | 58,5 | 50,0 | 35,5 |
6,0 | 80,5 | 77,0 | 66,0 | 47,0 |
16,0 | 149,0 | 142,5 | 122,0 | 88,5 |
Примечание: при прокладке проводов сечением 0,5 — 4,0 мм² в жгутах, в поперечном сечении которых по трассе содержится от двух до семи проводов, сила допустимого тока в проводе составляет 0,55 от силы тока в одиночном проводе согласно таблице, а при наличии 8-19 проводов — 0,38 от силы тока в одиночном проводе.
Расчет сечения кабеля
Сечение кабеля — это площадь среза токоведущей жилы. Если срез жилы круглый (как в большинстве случаев) и состоит из одной проволочки — то площадь/сечение определяется по формуле площади круга. Если в жиле много проволочек, то сечением будет сумма сечений всех проволочек в данной жиле.
Величины сечения во всех странах стандартизированы, причем стандарты бывшего СНГ и Европы в этой части полностью совпадают. В нашей стране документом, которым регулируется этот вопрос, являются «Правила устройства электроустановок» или кратко — ПУЭ.
Сечение кабеля выбирается исходя из нагрузок с помощью специальных таблиц, называемых «Допустимые токовые нагрузки на кабель.» Если нет никакого желания разбираться в этих таблицах — то Вам вполне достаточно знать, что на розетки желательно брать медный кабель сечением 1,5-2,5мм², а на освещение — 1,0-1,5мм². Для ввода одной фазы в рядовую 2-3 комнатную квартиру вполне хватит 6,0мм². Все равно на Ваших 40-80 м² большего оборудования не поместиться, даже с учетом электроплиты.
Многие электрики для «прикидки» нужного сечения считают, что 1мм² медного провода может пропустить через себя 10А электрического тока: соответственно 2,5 мм² меди способны пропустить 25А, а 4,0 мм² — 40А и т.д. Если Вы немного проанализируете таблицу выбора сечения кабеля, то увидите, что такой метод годится только для прикидки и только для кабелей сечением не выше 6,0мм².
Ниже дана сокращенная таблица выбора сечения кабеля до 35 мм² в зависимости от токовых нагрузок. Там же для Вашего удобства приведена суммарная мощность электрооборудования при 1-фазном (220В) и 3-фазном (380В) потреблении. Обратите внимание, что при прокладке кабеля в трубе (т.е. в любых закрытых пространствах, как например, в стене) возможные токовые нагрузки на кабель должны быть меньше, чем при прокладке открыто. Это связано с тем, что кабель в процессе эксплуатации нагревается, а теплоотдача в стене или в земле значительно ниже, чем на открытом пространстве.
Важно Когда нагрузка называется в кВт — то речь идет о совокупной нагрузке. Т.е. для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного — совокупно по всем трем. Когда величина нагрузки названа в амперах (А) — речь всегда идет о нагрузке на одну жилу (или фазу).
| Сечение кабеля, мм² | Проложенные открыто | Проложенные в трубе | ||||||||||
| медь | алюминий | медь | алюминий | |||||||||
| ток, А | кВт | ток, А | кВт | ток, А | кВт | ток, А | кВт | |||||
| 220В | 380В | 220В | 380В | 220В | 380В | 220В | 380В | |||||
| 0,5 | 11 | 2,4 | ||||||||||
| 0,75 | 15 | 3,3 | ||||||||||
| 1,0 | 17 | 3,7 | 6,4 | 14 | 3,0 | 5,3 | ||||||
| 1,5 | 23 | 5,0 | 8,7 | 15 | 3,3 | 5,7 | ||||||
| 2,5 | 30 | 6,6 | 11,0 | 24 | 5,2 | 9,1 | 21 | 4,6 | 7,9 | 16,0 | 3,5 | 6,0 |
| 4,0 | 41 | 9,0 | 15,0 | 32 | 7,0 | 12,0 | 27 | 5,9 | 10,0 | 21,0 | 4,6 | 7,9 |
| 6,0 | 50 | 11,0 | 19,0 | 39 | 8,5 | 14,0 | 34 | 7,4 | 12,0 | 26,0 | 5,7 | 9,8 |
| 10,0 | 80 | 17,0 | 30,0 | 60 | 13,0 | 22,0 | 50 | 11,0 | 19,0 | 38,0 | 8,3 | 14,0 |
| 16,0 | 100 | 22,0 | 38,0 | 75 | 16,0 | 28,0 | 80 | 17,0 | 30,0 | 55,0 | 12,0 | 20,0 |
| 25,0 | 140 | 30,0 | 53,0 | 105 | 23,0 | 39,0 | 100 | 22,0 | 38,0 | 65,0 | 14,0 | 24,0 |
| 35,0 | 170 | 37,0 | 64,0 | 130 | 28,0 | 49,0 | 135 | 29,0 | 51,0 | 75,0 | 16,0 | 28,0 |
Если Вы внимательно изучили приведенную таблицу и таки желаете самостоятельно определить необходимое Вам сечение кабеля, например, для ввода в дом, то Вам также необходимо знать следующее. Настоящая таблица касается кабелей и проводов в резиновой и пластмассовой изоляции. Это такие широко распространенные марки как: ПВС, ВВП, ВПП, ППВ, АППВ, ВВГ. АВВГ и ряд других. На кабеля в бумажной изоляции есть своя таблица, на не изолированные провода и шины — своя. При расчетах сечения кабеля специалист должен также учитывать методы прокладки кабеля: в лотках, пучками и т.п. Кроме того, величины из таблиц о допустимых токовых нагрузках должны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:
поправочный коэффициент, соответствующий сечению кабеля и расположению его в блоке;
поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;
поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в земле;
поправочный коэффициент на различное число работающих кабелей, проложенных рядом.
Если и это Вас не останавливает — то открывайте справочник под ред.Белоруссова на стр.503, а мы снимаем шляпу.
Если деньги для Вас не проблема, тогда смело увеличивайте справочное сечение жилы на 50%, и спите спокойно: так как даже все поправочные коэффициенты в сумме не дадут больше.
При расчете необходимого сечения кабеля основной критерий — это количество тепла, выделяемого кабелем при прохождении через него электрического тока и температура окружающей среды. Вообще-то, любой электропроводник может пропустить через себя очень много тока, вплоть до температуры своего плавления, а это в десятки раз больше, чем указано в справочниках. Обратите внимание, что в справочниках приведены величины для длительных токовых нагрузок на кабель. А кратковременные нагрузки могут быть гораздо выше. Т.е. запас всегда есть. Но при условии, что Вы приобрели кабель, произведенный по ГОСТу. Если же Вам вместо медного кабеля продали нечто, сделанное из какого-то сплава и покрытое пластиком из вторичного полиэтилена (из использованных кульков и ПЭТ-бутылок), то зачем Вам все эти таблицы: см. статью «Как выбрать кабель»
Токовые нагрузки в сетях с постоянным током
В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по другому. Сопротивление проводника постоянному
напряжению гораздо выше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще пренебрегают).
Кроме этого, для потребителей постоянного тока как правило очень важно, чтобы напряжение на концах было не ниже 0,5В (для потребителей
переменного тока, как известно колебания напряжения в пределах 10% в любую строону допустимы). Есть формула, определяющая
насколько упадет напряжение на концах по сравнению с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления
и силы тока в цепи:
U = ((p l) / S) I, где
U — напряжение постоянного тока, В
p — удельное сопротивление провода, Ом*мм2/м
l — длина провода, м
S — площадь поперечного сечения, мм2
I — сила тока, А
Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подставновки, или с помощью простйеших арифметических
действий над данным уравнением.
Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то для для выбора сечения можно пользоваться таблицей для переменного тока, но при этом корректировать величины тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при постоянном токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем указано в таблице. Подобное правило также работает для выбора автоматических выключателей для сетей с постоянным током, например: для цепей с нагрузкой в 25А, нужно брать автомат на 15% меньшего номинала, в нашем случае подходит предыдущий типоразмер автомата — 20А.
Удельное электрическое сопротивление некоторых металлов, применяемых в электротехнике
| Металл | Сопротивление, Ом·мм2/м |
| Серебро | 0,015…0,0162 |
| Медь | 0,01724…0,018 |
| Золото | 0,023 |
| Алюминий | 0,0262…0,0295 |
| Вольфрам | 0,053…0,055 |
| Цинк | 0,059 |
| Никель | 0,087 |
| Железо | 0,098 |
| Платина | 0,107 |
| Олово | 0,12 |
| Свинец | 0,217…0,227 |
Внимание: это авторская статья, поэтому при использовании материала просьба делать ссылку на первоисточник.
author: Оleg Stolyarov
Какую нагрузку выдерживает медный провод 1.5 кв
Проводник на основании меди имеет высокую востребованность за счет стойкости к перегибам и гибкости. Но какую нагрузку выдерживает медный провод 1.5 мм диаметра? Учитывать допустимый уровень следует в обязательном порядке, необходимо выбирать вариант, способный перенести силу воздействия токовой силы. Даже с одинаковым сечением мм2, алюминиевый и медный кабель будут иметь разные возможности. Поэтому в расчет всегда следует брать размер сечения кабеля.
Почему так важно знать возможности конкретного кабеля?
Осознанный выбор лучше делать на основании таблицы с указанием допустимых КВТ продукции. Чрезмерная мощность нужна далеко не всегда, поэтому покупка изделий с большим сечением и КВ может привести к бесполезным затратам. Если мощности мало, пользователя ждет пожар, короткое замыкание. Обязательно выбирать корректное сечение, поскольку это залог безопасности.
Преимущества использования проводки подходящего сечения:
- жила не будет перегреваться и справится в случае кратковременного скачка напряжения, даже если она значительно превышает обозначенную величину;
- кабель создает нужный токовый запас на случай увеличения мощности или количества объектов потребления энергии;
- медный провод при максимальной загрузке не нагреется, поэтому рисков возгорания нет;
- превышая нагрузку, увеличивают шансы на деформации, найти поврежденное место сложно, если был выполнен монтаж закрытым способом. Правильный размер для каждого квадрата позволит избежать потребности в штроблении стен и ремонте.
Нагрузка на медный провод – допустимые показатели
Любой медный провод переносит 10 ампер на 1 кв. мм, это равносильно нагрузке около 2 киловатт. Расчет проводов выполняется по представленному принципу, но лучше использовать готовые таблицы. Показатели тока при сети 380 вольт отличаются. Согласно таблице, провода 1,5 кв. мм. могут монтироваться при нагрузке 3,3 киловатта. При выборе рекомендуется учитывать общий перечень используемых приборов и создаваемую ими нагрузку. Такого размера достаточно для подключения лампы, но его недостаточно для электрической плиты. Зная, какую нагрузку выдерживает медный провод 1.5, проще определиться с выбором и правильно распределить проводку.
Сечение кабеля (провода) по току и мощности таблица
При прокладке электропроводки в частном доме или квартире важно правильно подобрать сечение используемых проводов (кабелей). Если взять слишком толстый кабель (большого сечения) — это «влетит вам в копеечку», так как его цена сильно зависит от диаметра токопроводящих жил. Применение же тонкого кабеля, приводит к его перегрузке и, при несрабатывании защиты, перегреву, оплавлению изоляции, короткому замыканию и пожару. Правильным будет выбор сечения провода в зависимости от тока, что отражено в приведенных ниже таблицах.
Сечение кабеля
Сечение кабеля — это площадь среза токоведущей жилы. Если срез жилы круглый (как в большинстве случаев) и состоит из одной проволочки — то площадь/сечение определяется по формуле площади круга. Если в жиле много проволочек, то сечением будет сумма сечений всех проволочек в данной жиле.
Величины сечения во всех странах стандартизированы, причем стандарты бывшего СНГ и Европы в этой части полностью совпадают. В нашей стране документом, которым регулируется этот вопрос, являются «Правила устройства электроустановок» или кратко — ПУЭ.
Сечение кабеля выбирается исходя из нагрузок с помощью специальных таблиц, называемых «Допустимые токовые нагрузки на кабель.» Если нет никакого желания разбираться в этих таблицах — то Вам вполне достаточно знать, что на розетки желательно брать медный кабель сечением 1,5-2,5 мм², а на освещение — 1,0-1,5мм².
Для ввода одной фазы в рядовую 2-3 комнатную квартиру вполне хватит 6,0 мм². Все равно на Ваших 40-80 м² большего оборудования не поместиться, даже с учетом электроплиты.
Многие электрики для «прикидки» нужного сечения считают, что 1 мм² медного провода может пропустить через себя 10А электрического тока: соответственно 2,5 мм² меди способны пропустить 25А, а 4,0 мм² — 40А и т.д. Если Вы немного проанализируете таблицу выбора сечения кабеля, то увидите, что такой метод годится только для прикидки и только для кабелей сечением не выше 6,0 мм².
Ниже дана сокращенная таблица выбора сечения кабеля до 35 мм² в зависимости от токовых нагрузок. Там же для Вашего удобства приведена суммарная мощность электрооборудования при 1-фазном (220В) и 3-фазном (380В) потреблении.
При прокладке кабеля в трубе (т.е. в любых закрытых пространствах) возможные токовые нагрузки на кабель должны быть меньше, чем при прокладке открыто. Это связано с тем, что кабель в процессе эксплуатации нагревается, а теплоотдача в стене или в земле значительно ниже, чем на открытом пространстве.
Когда нагрузка называется в кВт — то речь идет о совокупной нагрузке. Т.е. для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного — совокупно по всем трем. Когда величина нагрузки названа в амперах (А) — речь всегда идет о нагрузке на одну жилу (или фазу).
Таблица нагрузок по сечению кабеля:
| Сечение кабеля, мм² | Проложенные открыто | Проложенные в трубе | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| медь | алюминий | медь | алюминий | |||||||||
| ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | |||||
| 220В | 380В | 220В | 380В | 220В | 380В | 220В | 380В | |||||
| 0.5 | 11 | 2.4 | ||||||||||
| 0.75 | 15 | 3.3 | ||||||||||
| 1 | 17 | 3.7 | 6.4 | 14 | 3 | 5.3 | ||||||
| 1.5 | 23 | 5 | 8.7 | 15 | 3.3 | 5.7 | ||||||
| 2.5 | 30 | 6.6 | 11 | 24 | 5.2 | 9.1 | 21 | 4.6 | 7.9 | 16 | 3.5 | 6 |
| 4 | 41 | 9 | 15 | 32 | 7 | 12 | 27 | 5.9 | 10 | 21 | 4.6 | 7.9 |
| 6 | 50 | 11 | 19 | 39 | 8.5 | 14 | 34 | 7.4 | 12 | 26 | 5.7 | 9.8 |
| 10 | 80 | 17 | 30 | 60 | 13 | 22 | 50 | 11 | 19 | 38 | 8.3 | 14 |
| 16 | 100 | 22 | 38 | 75 | 16 | 28 | 80 | 17 | 30 | 55 | 12 | 20 |
| 25 | 140 | 30 | 53 | 105 | 23 | 39 | 100 | 22 | 38 | 65 | 14 | 24 |
| 35 | 170 | 37 | 64 | 130 | 28 | 49 | 135 | 29 | 51 | 75 | 16 | 28 |
Для самостоятельного расчета необходимого сечение кабеля, например, для ввода в дом, можно воспользоваться кабельным калькулятором или выбрать необходимое сечение по таблице.
Настоящая таблица касается кабелей и проводов в резиновой и пластмассовой изоляции. Это такие широко распространенные марки как: ПВС, ВВП, ВПП, ППВ, АППВ, ВВГ. АВВГ и ряд других. На кабели в бумажной изоляции есть своя таблица, на не изолированные провода и шины — своя.
При расчетах сечения кабеля специалист должен также учитывать методы прокладки кабеля: в лотках, пучками и т.п.
- Кроме того, величины из таблиц о допустимых токовых нагрузках должны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:
- поправочный коэффициент, соответствующий сечению кабеля и расположению его в блоке;
- поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;
- поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в земле;
- поправочный коэффициент на различное число работающих кабелей, проложенных рядом.
Расчет сечения провода
Начнем не с таблицы, а с расчета. То есть, каждый человек, не имея под рукой интернет, где в свободном доступе ПУЭ с таблицами имеется, может самостоятельно определить сечение кабеля по току. Для этого потребуется штангенциркуль и формула.
Если рассмотреть сечение кабеля, то это круг с определенным диаметром.
Существует формула площади круга: S= 3,14*D²/4, где 3,14 – это Архимедово число, «D» — диаметр измеренной жилы. Формулу можно упростить: S=0,785*D².
Если провод состоит из нескольких жил, то замеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, затем все показатели суммируются. А как вычислить сечение кабеля, если каждая его жила состоит из нескольких тоненьких проводков?
Процесс немного усложняется, но не сильно. Для этого придется подсчитать количество проводков в одной жиле, измерить диаметр одного проводка, вычислить его площадь по описанной формуле и умножить данный показатель на количество проводков. Это и будет сечение одной жилы. Теперь необходимо это значение умножить на количество жил.
Если нет желания считать проводки и измерять их размеры, надо просто замерить диаметр одной жилы, состоящий из нескольких проводов. Снимать размеры надо аккуратно, чтобы не смять жилу. Обратите внимание, что этот диаметр не является точным, потому что между проводками остается пространство.
Соотношение тока и сечения
Чтобы понять, как работает электрический кабель, необходимо вспомнить обычную водопроводную трубу. Чем больше ее диаметр, тем больше воды через нее будет проходить. То же самое и с проводами.
Чем больше их площадь, тем большей силы ток, через них пройдет, тем большую нагрузку такой провод выдерживает. При этом кабель не будет перегреваться, что является самым важным требованием правил пожарной безопасности.
Поэтому связка сечение – ток является основным критерием, который используется в подборе электрических проводов в разводке. Поэтому вам необходимо сначала разобраться, сколько бытовых приборов и какой общей мощности будет подключены к каждому шлейфу.
| Сечение жилы провода, мм2 | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
|---|---|---|---|---|
| Ток, А | Мощность, Вт | Ток, А | Мощность, Вт | |
| 0.5 | 6 | 1300 | ||
| 0.75 | 10 | 2200 | ||
| 1 | 14 | 3100 | ||
| 1.5 | 15 | 3300 | 10 | 2200 |
| 2 | 19 | 4200 | 14 | 3100 |
| 2.5 | 21 | 4600 | 16 | 3500 |
| 4 | 27 | 5900 | 21 | 4600 |
| 6 | 34 | 7500 | 26 | 5700 |
| 10 | 50 | 11000 | 38 | 8400 |
| 16 | 80 | 17600 | 55 | 12100 |
| 25 | 100 | 22000 | 65 | 14300 |
К примеру, на кухне обязательно устанавливается холодильник, микроволновка, кофемолка и кофеварка, электрочайник иногда посудомоечная машина. То есть, все эти прибору могут в один момент быть включены одновременно. Поэтому в расчетах и используется суммарная мощность помещения.
Узнать потребляемую мощность каждого прибора можно из паспорта изделия или на бирке.
- Для примера обозначим некоторые из них:
- Чайник – 1-2 кВт.
- Микроволновка и мясорубка 1,5-2,2 кВт.
- Кофемолка и кофеварка – 0,5-1,5 кВт.
- Холодильник 0,8 кВт.
Узнав мощность, которая будет действовать на проводку, можно подобрать ее сечение из таблицы. Не будем рассматривать все показатели данной таблицы, покажем те, которые преобладают в быту.
Чем отличается кабель от провода
Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Несмотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.
Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.
Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию.
Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.
Выбор кабеля
Делать внутреннюю разводку лучше всего из медных проводов. Хотя алюминиевые им не уступят. Но тут есть один нюанс, который связан с правильно проведенном соединении участков в распределительной коробке. Как показывает практика, места соединений часто выходят из строя из-за окисления алюминиевого провода.
Еще один вопрос, какой провод выбрать: одножильный или многожильный? Одножильный имеет лучшую проводимость тока, поэтому именно его рекомендуют к применению в бытовой электрической разводке. Многожильный имеет высокую гибкость, что позволяет его сгибать в одном месте по несколько раз без ущерба качеству.
Одножильный или многожильный
При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой.
Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба, которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу.
Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди.
В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше.
Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.
Медь или алюминий
В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот.
Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться.
Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…».
Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал.
Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5 мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.
Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.
Зачем производится расчет
Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются важнейшей частью электропроводки.
Расчет сечения провода необходимо производить затем, чтобы убедится, что выбранный провод соответствует всем требованиям надежности и безопасной эксплуатации электропроводки.
Безопасная эксплуатация заключается в том, что если вы выберете сечение, не соответствующее его токовым нагрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву провода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.
Поэтому к вопросу о выборе сечения провода необходимо отнестись очень серьезно.
Что нужно знать
Основным показателем, по которому рассчитывают провод, является его длительно допустимая токовая нагрузка. Проще говоря, это такая величина тока, которую он способен пропускать на протяжении длительного времени.
Чтобы найти величину номинального тока, необходимо подсчитать мощность всех подключаемых электроприборов в доме. Рассмотрим пример расчета сечения провода для обычной двухкомнатной квартиры.
Таблица потребляемой мощности/силы тока бытовыми электроприборами
| Электроприбор | Потребляемая мощность, Вт | Сила тока, А |
|---|---|---|
| Стиральная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Джакузи | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Электроподогрев пола | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Стационарная электрическая плита | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| СВЧ печь | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Посудомоечная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Морозильники, холодильники | 140 – 300 | 0,6 – 1,4 |
| Мясорубка с электроприводом | 1100 – 1200 | 5,0 – 5,5 |
| Электрочайник | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
| Электрическая кофеварка | 630 – 1200 | 3,0 – 5,5 |
| Соковыжималка | 240 – 360 | 1,1 – 1,6 |
| Тостер | 640 – 1100 | 2,9 – 5,0 |
| Миксер | 250 – 400 | 1,1 – 1,8 |
| Фен | 400 – 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Утюг | 900 –1700 | 4,1 – 7,7 |
| Пылесос | 680 – 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Вентилятор | 250 – 400 | 1,0 – 1,8 |
| Телевизор | 125 – 180 | 0,6 – 0,8 |
| Радиоаппаратура | 70 – 100 | 0,3 – 0,5 |
| Приборы освещения | 20 – 100 | 0,1 – 0,4 |
После того как мощность будет известна расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока на основании этой мощности. Найти силу тока можно по формуле:
1) Формула расчета силы тока для однофазной сети 220 В:
расчет силы тока для однофазной сети
где Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
U — напряжение сети, В;
КИ= 0.75 — коэффициент одновременности;
cos для бытовых электроприборов- для бытовых электроприборов.
2) Формула для расчета силы тока в трехфазной сети 380 В:
расчет силы тока для трехфазной сети
Зная величину тока, сечение провода находят по таблице. Если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в этом случае выбирают ближайшее большее значение. Например, расчетное значение тока составляет 23 А, выбираем по таблице ближайшее большее 27 А — с сечением 2.5 мм2.
Какой провод лучше использовать
На сегодняшний день для монтажа, как открытой электропроводки, так и скрытой, конечно же большой популярностью пользуются медные провода.
- Медь, по сравнению с алюминием, более эффективна:
- она прочнее, более мягкая и в местах перегиба не ломается по сравнению с алюминием;
- меньше подвержена коррозии и окислению. Соединяя алюминий в распределительной коробке, места скрутки со временем окисляются, это приводит к потере контакта;
- проводимость меди выше чем алюминия, при одинаковом сечении медный провод способен выдержать большую токовую нагрузку чем алюминиевый.
Недостатком медных проводов является их высокая стоимость. Стоимость их в 3-4 раза выше алюминиевых. Хотя медные провода по стоимости дороже все же они являются более распространенными и популярными в использовании чем алюминиевые.
Расчет сечения медных проводов и кабелей
Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на примере двухкомнатной квартиры.
Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовую и осветительную.
В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне и в ванной. Так как там устанавливается наиболее мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.п.).
Для этой розеточной группы выбираем провод сечением 2.5 мм2. При условии, что силовая нагрузка будет разбросана по разным розеткам. Что это значит? Например, на кухне для подключения всей бытовой техники нужно 3-4 розетки подключенных медным проводом сечением 2.5 мм2 каждая.
Если вся техника подключается через одну единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 будет недостаточно, в этом случае нужно использовать провод сечением 4-6 мм2. В жилых комнатах для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2, но окончательный выбор нужно принимать после соответствующих расчетов.
Питание всей осветительной нагрузки выполняется проводом сечением 1.5 мм2.
Необходимо понимать, что мощность на разных участках электропроводки будет разной, соответственно и сечение питающих проводов тоже разным. Наибольшее его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода выбирают 4 – 6 мм2.
При монтаже электропроводки применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ.
Сечение кабеля по мощности (таблица)
Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.
Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда.
Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.
Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток — это направленное движение частиц.
Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока.
Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.
Несмотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.
Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.
Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке:
С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)
Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных.
Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.
А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо, когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.
Общепринятые сечения для проводки в квартире
Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства.
Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.
Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.
Выбор сечения провода исходя из количества потребителей
О чем еще хотелось сказать, так это о том, что лучше использовать несколько независимых линий питания для каждого из помещений в комнате или квартире. Тем самым вы не будете применять провод с сечением 10 мм 2 для всей квартиры, проброшенный во все комнаты, от которого идут отводы.
Такой провод будет приходить на вводный автомат, а затем от него, в соответствии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены выбранные сечения проводов, для каждого из помещений.
Типовая принципиальная схема электропроводки для квартиры или дома с электрической плитой (с указанием сечения кабеля для электроприборов)
Токовые нагрузки в сетях с постоянным током
В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по-другому. Сопротивление проводника постоянному напряжению гораздо выше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще пренебрегают).
Кроме этого, для потребителей постоянного тока как правило очень важно, чтобы напряжение на концах было не ниже 0,5В (для потребителей переменного тока, как известно колебания напряжения в пределах 10% в любую сторону допустимы).
Есть формула, определяющая насколько упадет напряжение на концах по сравнению с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления и силы тока в цепи:
U = ((p l) / S) I
- где:
- U — напряжение постоянного тока, В
- p — удельное сопротивление провода, Ом*мм2/м
- l — длина провода, м
- S — площадь поперечного сечения, мм2
- I — сила тока, А
Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подстановки, или с помощью простейших арифметических действий над данным уравнением.
Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то для выбора сечения можно пользоваться таблицей для переменного тока, но при этом корректировать величины тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при постоянном токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем указано в таблице.
Подобное правило также работает для выбора автоматических выключателей для сетей с постоянным током, например: для цепей с нагрузкой в 25А, нужно брать автомат на 15% меньшего номинала, в нашем случае подходит предыдущий типоразмер автомата — 20А.
Кабель, передающий электрический ток, – один из важнейших элементов электрической сети. В случае выхода кабеля из строя работа всей системы становится невозможной, поэтому для предотвращения отказов, а также опасности возгорания от перегрева, следует произвести точный расчёт сечения кабеля по нагрузке.
Такой расчёт дает уверенность в безопасной и надёжной работе сети и приборов, но что ещё важнее – безопасности людей.
Выбор сечения, недостаточного для токовой нагрузки, приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, а это, в свою очередь, – к короткому замыканию и даже пожару. Так что для проведения расчётов и тщательного выбора подходящего кабеля есть масса причин.
Что необходимо для расчёта по нагрузке
Основной показатель, помогающий рассчитать сечение и марку кабеля – предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Если проще, то это – величина тока, которую кабель способен пропускать в условиях его прокладки без перегрева достаточно долго.
Для этого необходимо простое арифметическое суммирование мощностей всех электроприборов, которые будут включаться в сеть.
Следующим важным этапом, позволяющим достичь безопасности, является расчёт сечения кабеля по нагрузке, для чего необходимо подсчитать силу тока, используя формулу:
Для однофазной сети напряжением 220 В:
- Где:
- Р – это суммарная мощность для всех электроприборов, Вт;
- U — напряжение сети, В;
- COSφ — коэффициент мощности.
Для трёхфазной сети напряжением 380 В:
| Наименование прибора | Примерная мощность, Вт |
|---|---|
| LCD-телевизор | 140-300 |
| Холодильник | 300-800 |
| Пылесос | 800-2000 |
| Компьютер | 300-800 |
| Электрочайник | 1000-2000 |
| Кондиционер | 1000-3000 |
| Освещение | 300-1500 |
| Микроволновая печь | 1500-2200 |
Получив точное значение величины тока, следует обратиться к таблицам, позволяющим найти кабель или провод требуемого сечения и материала. Но если полученное значение величины тока не совсем совпадает с табличным значением, то не стоит «экономить», а лучше выбрать ближайшее, но большее значение сечения кабеля.
Пример: при напряжении сети 220 В полученное значение величины тока составило 22 ампера, ближайшее большее значение (27 А) имеет медный провод или кабель из меди, сечением 2,5 мм кв. Это означает, что оптимальным выбором станет именно такой кабель, а не с сечением 1,5 мм кв., имеющим значение допустимого длительного тока 19 А.
| Сечение токо- проводящих жил, мм | Медные жилы проводов и кабелей | |||
|---|---|---|---|---|
| Напряжение 220В | Напряжение 380В | |||
| Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
Если выбирается кабель с алюминиевыми жилами, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.
| Сечение токо- проводящих жил, мм | Алюминиевые жилы проводов и кабелей | |||
|---|---|---|---|---|
| Напряжение 220В | Напряжение 380В | |||
| Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132 |
Расчёт для помещений
Предыдущий расчёт позволил точно вычислить материал и сечение вводного кабеля, по которому будет идти общая максимальная нагрузка. Теперь следует произвести аналогичные расчёты по каждому помещению и его группам. И вот почему: нагрузка на розеточные группы может значительно отличаться.
Так, розетки с подключённой стиральной машиной и феном нагружены гораздо больше, чем розетка для миксера и кофеварки на кухне. Поэтому не стоит «упрощать» задачу, без раздумий укладывая провод сечением 2,5 квадрата на розетки, так как иногда этого просто не хватит.
Следует помнить, что суммарная нагрузка в помещении состоит из 1) силовой и 2) осветительной. И если с осветительной нагрузкой всё ясно – она выполняется медным проводом с сечением в 1,5 мм кв., то с розетками не так всё просто.
Следует помнить, что обычно кухня и ванная комната – наиболее «нагруженные» линии, так как именно там расположены холодильник, электрочайник, бойлер, микроволновка, а иногда и стиральная машинка. Поэтому лучше всего распределить эту нагрузку по различным розеточным группам, а не использовать блок на 5-6 розеток.
Иногда от «специалистов» можно услышать, что для розеток в остальных помещениях достаточно и «кабеля-полторушки», однако выдели бы вы те чёрные полосы, видные из-под обоев, которые оставляет после себя прогоревший кабель после включения в него масляного обогревателя или тепловентилятора!
- Наиболее распространенные марки проводов и кабелей:
- ППВ — медный плоский двух- или трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой или неподвижной открытой проводки;
- АППВ — алюминиевый плоский двух- или трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой или неподвижной открытой проводки;
- ПВС — медный круглый, количество жил — до пяти, с двойной изоляцией для прокладки открытой и скрытой проводки;
- ШВВП – медный круглый со скрученными жилами с двойной изоляцией, гибкий, для подключения бытовых приборов к источникам питания;
- ВВГ — кабель медный круглый, до четырех жил с двойной изоляцией для прокладки в земле;
- ВВП — кабель медный круглый одножильный с двойной ПВХ (поливинилхлорид) изоляцией, П — плоский (токопроводящие жилы расположены в одной плоскости).
Как рассчитать сечение провода по нагрузке
Кабель, передающий электрический ток, – один из важнейших элементов электрической сети. В случае выхода кабеля из строя работа всей системы становится невозможной, поэтому для предотвращения отказов, а также опасности возгорания от перегрева, следует произвести точный расчёт сечения кабеля по нагрузке. Такой расчёт дает уверенность в безопасной и надёжной работе сети и приборов, но что ещё важнее – безопасности людей. Выбор сечения, недостаточного для токовой нагрузки, приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, а это, в свою очередь, – к короткому замыканию и даже пожару. Так что для проведения расчётов и тщательного выбора подходящего кабеля есть масса причин.
Что необходимо для расчёта сечения кабеля по нагрузке
Основной показатель, помогающий рассчитать сечение и марку кабеля – предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Если проще, то это – величина тока, которую кабель способен пропускать в условиях его прокладки без перегрева достаточно долго. Для этого необходимо простое арифметическое суммирование мощностей всех электроприборов, которые будут включаться в сеть. Рассмотрим пример: вот перечень некоторых, наиболее часто встречающихся бытовых приборов, который представлен в таблице ниже.
таблице ниже.
|
Электроприбор |
Мощность, Вт |
|
LCD телевизор |
140-300 |
|
Холодильник |
300-800 |
|
Бойлер |
1500-2500 |
|
Пылесос |
500-2000 |
|
Утюг |
1000-2000 |
|
Электрочайник |
1000-2500 |
|
Микроволновая печь |
700-1500 |
|
Стиральная машина |
2500 |
|
Компьютер |
300-600 |
|
Освещение |
300-1500 |
|
Фен |
1000-2500 |
|
Всего (примерно) |
10000-20000 |
Следующим важным этапом, позволяющим достичь безопасности, является расчёт сечения кабеля по нагрузке, для чего необходимо подсчитать силу тока, используя формулу:
1. Для однофазной сети напряжением 220 В:
,где:
— Р – это суммарная мощность для всех электроприборов, Вт;
— U — напряжение сети, В;
— КИ = 0.75 — коэффициент одновременности;
Получив точное значение величины тока, следует обратиться к таблицам, позволяющим найти кабель или провод требуемого сечения и материала. Но если полученное значение величины тока не совсем совпадает с табличным значением, то не стоит «экономить», а лучше выбрать ближайшее, но большее значение сечения кабеля. Пример: при напряжении сети 220 В полученное значение величины тока составило 22 ампера, ближайшее большее значение (27 А) имеет медный провод или кабель из меди, сечением 2,5 мм кв. Это означает, что оптимальным выбором станет именно такой кабель, а не с сечением 1,5 мм кв., имеющим значение допустимого длительного тока 19 А. Если выбирается кабель с алюминиевыми жилами, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.
|
Сечение токо-
|
Медные жилы проводов и кабелей | |||
|
Напряжение 220В |
Напряжение 380В | |||
|
Ток. А |
Мощность. кВТ |
Ток. А |
Мощность кВТ | |
|
1.5 |
19 |
4.1 |
16 |
10.5 |
|
2.5 |
27 |
5.9 |
25 |
16.5 |
|
4 |
38 |
8.3 |
30 |
19.8 |
|
6 |
46 |
10.1 |
40 |
26.4 |
|
10 |
70 |
15.4 |
50 |
33 |
|
16 |
80 |
18.7 |
75 |
49.5 |
|
25 |
115 |
25.3 |
90 |
59.4 |
|
35 |
135 |
29.7 |
115 |
75.9 |
|
50 |
175 |
38.5 |
145 |
95.7 |
|
70 |
215 |
47.3 |
180 |
118.8 |
|
95 |
265 |
57.2 |
220 |
145.2 |
|
120 |
300 |
66 |
260 |
171.6 |
|
Сечение Tоко-
|
Алюминиевых жилы проводов и кабелей | |||
|
Напряжение 220В |
Напряжение 380В | |||
|
Ток. А |
Мощность. кВТ |
Ток. А |
Мощность кВТ | |
|
2.5 |
22 |
4.4 |
19 |
12.5 |
|
4 |
28 |
6.1 |
23 |
15.1 |
|
6 |
36 |
7.9 |
30 |
19.8 |
|
10 |
50 |
11 |
39 |
25.7 |
|
16 |
60 |
13.2 |
55 |
36.3 |
|
25 |
85 |
18.7 |
70 |
46.2 |
|
35 |
100 |
22 |
85 |
56.1 |
|
50 |
135 |
29.7 |
110 |
72.6 |
|
70 |
165 |
36.3 |
140 |
92.4 |
|
95 |
200 |
44 |
170 |
112.2 |
|
120 |
230 |
50.6 |
200 |
132 |
Расчёт сечения кабеля по нагрузке для помещений
Предыдущий расчёт позволил точно вычислить материал и сечение вводного кабеля, по которому будет идти общая максимальная нагрузка. Теперь следует произвести аналогичные расчёты по каждому помещению и его группам. И вот почему: нагрузка на розеточные группы может значительно отличаться. Так, розетки с подключённой стиральной машиной и феном нагружены гораздо больше, чем розетка для миксера и кофеварки на кухне. Поэтому не стоит «упрощать» задачу, без раздумий укладывая провод сечением 2,5 квадрата на розетки, так как иногда этого просто не хватит.
Следует помнить, что суммарная нагрузка в помещении состоит из 1) силовой и 2) осветительной. И если с осветительной нагрузкой всё ясно – она выполняется медным проводом с сечением в 1,5 мм кв., то с розетками не так всё просто. Следует помнить, что обычно кухня и ванная комната – наиболее «нагруженные» линии, так как именно там расположены холодильник, электрочайник, бойлер, микроволновка, а иногда и стиральная машинка. Поэтому лучше всего распределить эту нагрузку по различным розеточным группам, а не использовать блок на 5-6 розеток. Если такой возможности нет, то питающий помещение и подводной кабель к розеткам должен быть сечением, 4 мм кв. и выше. При монтаже электропроводки чаще всего применяют провода и кабели ВВГ-ВВГнг, ПУНП, ПУГНП или ПВС.
Иногда от «специалистов» можно услышать, что для розеток в остальных помещениях достаточно и «кабеля-полторушки», однако выдели бы вы те чёрные полосы, видные из-под обоев, которые оставляет после себя прогоревший кабель после включения в него масляного обогревателя или тепловентилятора! Здесь не место для экспериментов, это – жизнь и здоровье родных, близких, и Ваши собственные!
Сколько киловатт выдерживает провод 2.5. Расчет сечения провода по нагрузке
На личном опыте убедился, что чем тоньше провода, тем хуже их использование как для приборов, так и для самой разводки.
Сначала коснусь основных проблем, которые выползают при неправильном выборе проводки:
- На некоторых приборах не хватает мощности тока, это хорошо заметно на сварочном аппарате, чем тоньше провода, тем хуже им варить. Но также можно увидеть различие в свете лампочки, если подключить, допустим лампочку на 150 Ватт в проводку сечением 0,5 мм и 2,5 мм, то на 0,5 мм лампочка будет гореть потускнеет, чем на 2,5 мм.
- Чем тоньше провода и больше мощность используемого конечного прибора, тем сильнее они нагреваются, вплоть до того, что могут воспламениться. Зависит это от того (простым языком), что проводам труднее передать определённое количество тока, необходимое для потребления прибора. Это ка нагруженная узкая автомобильная дорога.
- Этот пункт выходит из 2 пункта, но коснусь его отдельно. Места соединения проводов при меньшем сечении быстрее окисляются и подгорают, так как проходя через них большие потоки мощности, чем рассчитанные по сечению, нагревают эти места быстрее, что приводит в последствии к плохому контакту. Ну а там, где контакт плохой, там есть вероятность сильного нагрева, вплоть до воспламенения изоляции и обгорания проводов.
Всегда надо использовать сечение проводов лишь то, которое подходит под мощность прибора!
Теперь приблизимся к вашему вопросу.
Сразу хочу предупредить, что провода одинакового сечения из одинакового материала могут отличаться по техническим характеристикам, хотя бы по тому, что медные провода (о которых вы спрашиваете в вопросе) могут быть как минимум двух вариантов — одножильный и многожильный.
В проводке квартиры используется одножильный медный провод ВВГ, именно о нём я и хотел рассказать.
Итак что такое ваши примеры:
Провода медные сечением 1 квадрат
Практически не используются в квартире, но могут быть подключены к светодиодной подсветки малой мощности, а также различных световых индикаторов.
Провода медные сечением 1,5 квадрата
Эти провода применяют для прокладки освещения в суммарном значении потребителей не более 4 кВт, т.е. считаете все лампочки по мощности и результат не должен превышать этого значения. Также их используют (я не рекомендую ставить их на те розетки, куда включаются много электроприборов) для подключения розеток одного прибора. Например отдельно светильники, телевизор, компьютер, пылесос, зарядные устройства и т.д., в которых мощность не выше 4 кВт. Конечно можно использовать и несколько приборов в одной розетке, но такие комбинации, как например: компьютер+пылесос+фен, достаточно опасные.
Провода медные сечением 2 квадрата
Это сечение практически не используется, я даже в продаже его не видел, поэтому не имеет смысла заострять на нём внимание.
Провода медные сечением 2,5 квадрата
А вот 2,5 квадрата — это рекомендуемая проводка в квартире (кроме как я упоминал выше — электроплиты). Это сечение подойдёт для подключения в одну розетку нескольких приборов сразу, но суммарно чтобы не превышало 5,8 кВт. Либо отдельных приборов, таких как:
- Холодильник
- Водонагреватель
- Стиральная машина
- Духовка
- Станки, работающие от двигателя не выше 4,5 — 5,0 кВт
Надежная и безопасная работа любых электрических приборов и оборудования во многом зависит от правильного выбора проводов. Большое значение имеет сечение медного провода, таблица позволяет определить его необходимые параметры, в зависимости от токовой нагрузки и мощности. Неправильный подбор кабельной продукции может вызвать короткое замыкание и последующее возгорание. При небольшом сечении провода и слишком высокой мощности оборудования произойдет его перегрев, что вызовет аварийную ситуацию.
Сечение и мощность провода
При выборе кабельной продукции в первую очередь необходимо учитывать существенные различия между медными и алюминиевыми проводами.
Сечение проводов по мощности таблица
Медь является более устойчивой к различного рода изгибам, она обладает более высокой электропроводностью и меньше подвержена воздействию коррозии. Поэтому одна и та же нагрузка предусматривает меньшее сечение медного провода по сравнению с алюминиевым. В любом случае, приобретая электропровод, нужно делать определенный запас его сечения, на случай возрастания нагрузок в перспективе, когда будет устанавливаться новая бытовая техника. Кроме того, сечение должно соответствовать максимальной нагрузке, или других защитных устройств.
Величина тока относится к основным показателям, оказывающим влияние на расчеты площади сечения проводов. То есть, определенная площадь имеет возможность пропускать через себя определенное количество тока в течение продолжительного времени. Этот параметр также называется длительно допустимой нагрузкой.
Само сечение представляет собой общую площадь, которую имеет срез токопроводящей жилы. Для его определения используется формула вычисления площади круга. Таким образом, Sкр. = π × r2, где число π = 3,14, а r — будет радиусом измеряемой окружности. При наличии в кабельной жиле сразу нескольких проводников, измеряется диаметр каждого из них, а затем полученные данные суммируются. Чтобы найти радиус, нужно вначале с помощью микрометра или штангенциркуля. Наиболее эффективным методом считается определение площади сечения по специальным таблицам, с учетом необходимых показателей.
Прежде всего, принимаются во внимание конкретные условия эксплуатации, а также предполагаемая величина максимального тока, который будет протекать по данному кабелю в течение продолжительного времени.
Сечение медных проводов и мощность электрооборудования
Перед монтажом того или иного электрического оборудования необходимо выполнить все расчеты. Они проводятся с учетом полной мощности будущих потребителей электроэнергии. Если монтируется сразу несколько единиц оборудования, то расчеты проводятся в соответствии с их суммарной мощностью.
Мощности каждого прибора указываются на корпусе или в технической документации на изделие и отражаются в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт). Для того, чтобы рассчитать сечение медного провода по мощности, таблица со специальными параметрами поможет подобрать наиболее оптимальный вариант.
В стандартных городских квартирах как правило действует однофазная система электроснабжения, напряжение которой составляет 220 вольт. Расчеты проводятся с учетом так называемого коэффициента одновременности, составляющему 0,7. Этот показатель означает возможность одновременного включения около 70% установленного оборудования. Данный коэффициент нужно умножить на значение суммарной мощности всех имеющихся приборов. По полученному результату в таблице определяется необходимое сечение проводки в соответствии с заданными техническими и эксплуатационными условиями.
Как определить сечение для многожильного провода
Для правильного выбора сечения провода необходимо учитывать величину максимально потребляемого нагрузкой тока. Значения токов легко определить, зная паспортную мощность потребителей по формуле: I=Р/220 где I — сила тока (А), P — мощность потребителей (Вт), V — напряжение цепи (В).
Например, для электрообогревателя мощностью 2000Вт ток составит 9А, для 60Вт лампочки — 0,3А.
Зная общий ток всех потребителей, и учитывая соотношения допустимой для провода токовой нагрузки (открытой проводки) на сечение провода:
— медного провода 10 Ампер на миллиметр квадратный,
— алюминиевого провода 8 Ампер на миллиметр квадратный.
При выборе типа провода нужно также учитывать допустимое напряжение пробоя изоляции.
При выполнении скрытой проводки (в трубке или же в стене) приведенные значения уменьшаются умножением на поправочный коэффициент 0,8.
Следует отметить, что открытая проводка обычно выполняется проводом с сечением не менее 4 кв. мм из расчета достаточной механической прочности.
Приведенные выше соотношения легко запоминаются и обеспечивают достаточную точность.
Если требуется с большей точностью знать длительно допустимую токовую нагрузку для медных проводов и кабелей, то можно воспользоваться таблицей.
Таблица 1.
Сечение кв. мм | |||||||||
Допустимая сила тока для алюминиевых и медных проводов.
* Токи относятся к кабелям и проводам с нулевой жилой и без нее.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
- ПРИ ПЕРЕГОРАНИИ ПЛАВКОГО ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ (в случае перегрузки цепи) для его замены, удобно воспользоваться упрощенной формулой, которая позволит правильно изготовить плавкий предохранитель на любой ток с достаточной точностью. Для одножильного медного провода ток защиты предохранителя определяется по упрощенной формуле: Iпр. = 80√ d3, где d — диаметр провода в миллиметрах.
В таблице приведены результаты расчетов для некоторых часто используемых проводов.
Для изготовления предохранителя провод нужного диаметра можно взять из многожильных монтажных проводов, аккуратно сняв изоляцию.
- Какой кабель выбрать для электропроводки внутри жилого помещения?
Если озадачиться прокладкой электрического кабеля внутри жилого здания, кажется, что работать так называемым «мягким» проводом удобнее. Самое интересное, его легче изогнуть и вообще приспособить под конкретные особенности помещения. Но у мягкого проводника имеется ряд особенностей, которые так, же необходимо учитывать при его выборе.
Как выбрать кабель?
Как известно, мягкий провод состоит из множества тонких проводников. И поэтому при соединении тонкие проволочки, образующие провод, нужно как следует обжать. То есть оконцевать или напрессовать специальный наконечник, превратив окончания тонких проводов в монолит. Для этой цели тонкие проводники между собой можно даже спаять. И это является определенным минусом при использовании «мягкого» провода. Поскольку появляется дополнительная операция. Если, конечно, делать все по правилам. С другой стороны, можно найти такие изделия, которые рассчитаны на корректную фиксацию и надежный зажим именно мягких проводов в соответствии с требованиями монтажа электропроводки.
Кабель у которого каждый проводник состоит из единственной жилы называют «жестким». Его нельзя применять на участках, где возможны частые изгибы или вибрации. Для бытовых целей с одинаковым успехом можно использовать как «мягкие» проводники, так и «жесткие». Главное — надежность монтажа и соответствие проводки нагрузке, которую она должна выдержать. Если ваш дом был построен довольно давно, и в нем нет заземляющего проводника в этажных щитах, приобретайте трехжильный с дополнительным заземляющим проводом. Он понадобится вам в будущем.
Последнее, с чем вам осталось определиться, это марка кабеля. Ниже перечислены типы наиболее часто используемых при монтаже электропроводки кабелей.
NYM (НУМ) кабель круглой формы, образуется медными однопроволочными жилами, имеющими ПВХ-изоляцию, и двумя оболочками, делающими его более пожаробезопасным.
Очень удобен в монтаже вследствие своей мягкости.
ПВС — представляет собой гибкий кабель, имеющий круглую форму, в состав которого входят скрученные многопроволочные отожженные медные жилы с ПВХ-изоляцией. Хорошая гибкость делает этот провод отличным выбором для использования в качестве сетевого провода для бытовых приборов. Однако и для монтажа электропроводки ПВС вполне подходит.
ВВГ — кабель состоит из медных, однопроволочных жил и покрыт ПВХ-изоляцией его форма бывает круглой или плоской, по сравнению с NYM, этот кабель более компактен, его легко укладывать в штробы или каналы. Существует негорючий вид, имеющий маркировку ВВГнг, у него в оболочке и изоляции имеются противопожарные добавки, делающие его использование более безопасным. Кабель можно использовать во влажных и сухих помещениях, хорошо подходит для монтажа электропроводки квартир и имеет невысокую стоимость.
Нередко применяется в монтаже электропроводки квартир и провод ПУНП, схожий двойной изоляцией из ПВХ, но имеющий однопроволочные жилы из меди. Более тонкая изоляция ПУНП компенсируется его более низкой стоимостью по сравнению с ВВГ. Цвет изоляции ПУНП может быть различным.
При выборе производителя кабеля, остановите свое внимание на московских компаниях, так как их изоляция немного толще, чем у других фирм.
Здравствуйте!
Наслышан о некоторых затруднениях, возникающих при выборе техники и её подключении (какая розетка необходима для духовки, варочной панели или стиральной машины). Для того чтобы Вы могли быстро и просто это решить, в качестве доброго совета предлагаю Вам ознакомится с представленными ниже таблицами.
| Виды техники | Входит в комплект | Что ещё необходимо |
| клеммы | ||
| Эл. панель (независимая) | клеммы | кабель, подведённый от автомата, с запасом не менее 1 метра (для подсоединения к клеммам) |
| евророзетка | ||
| Газовая панель | газовый шланг, евророзетка | |
| Газовый духовой шкаф | кабель и вилка для электроподжига | газовый шланг, евророзетка |
| Стиральная машина | ||
| Посудомоечная машина | кабель, вилка, шланги около 1300мм. (слив, залив) | для подключения к воде вывод ¾ или проходной кран, евророзетка |
| Холодильник, винный шкаф | кабель, вилка | евророзетка |
| Вытяжка | кабель, вилкой может не комплектоваться | гофрированная труба (не менее 1 метра) или короб ПВХ, евророзетка |
| Кофемашина, пароварка, свч-печь | кабель, вилка | евророзетка |
| Виды техники | Розетка | Сечение кабель | Автомат+ УЗО⃰ в щите | ||
| Однофазное подключение | Трехфазное подключение | ||||
| Зависимый комплект: эл. панель, духовой шкаф | около 11 Квт (9) | 6мм² (ПВС 3*6) (32-42) | 4мм² (ПВС 5*4) (25)*3 | отдельный не менее 25А (только 380В) | |
| Эл. панель (независимая) | 6-15 Квт (7) | до 9 Квт/4мм² 9-11 Квт/6мм² 11-15Квт/10мм² (ПВС 4,6,10*3) | до 15 Квт/ 4мм² (ПВС 4*5) | отдельный не менее 25А | |
| Эл. духовой шкаф (независимый) | около 3,5 — 6 Квт | евророзетка | 2,5мм² | не менее 16А | |
| Газовая панель | евророзетка | 1,5мм² | 16А | ||
| Газовый духовой шкаф | евророзетка | 1,5мм² | 16А | ||
| Стиральная машина | 2,5 Квт | евророзетка | 2,5мм² | отдельный не менее 16А | |
| Посудомоечная машина | 2 Квт | евророзетка | 2,5мм² | отдельный не менее 16А | |
| Холодильник, винный шкаф | менее 1Квт | евророзетка | 1,5мм² | 16А | |
| Вытяжка | менее 1Квт | евророзетка | 1,5мм² | 16А | |
| Кофемашина, пароварка | до 2 Квт | евророзетка | 1,5мм² | 16А | |
⃰ Устройство защитного отключения
Электрическое подключение при напряжении 220В/380В
| Виды техники | Максимальная потребляемая мощность | Розетка | Сечение кабель | Автомат+ УЗО⃰ в щите | |
| Однофазное подключение | Трехфазное подключение | ||||
| Зависимый комплект: эл. панель, духовой шкаф | около 9.5Квт | Рассчитанная на потребляемую мощность комплекта | 6мм² (ПВС 3*3-4) (32-42) | 4мм² (ПВС 5*2.5-3) (25)*3 | отдельный не менее 25А (только 380В) |
| Эл. панель (независимая) | 7-8 Квт (7) | Рассчитанная на потребляемую мощность панели | до 8 Квт/3.5-4мм² (ПВС 3*3-4) | до 15 Квт/ 4мм² (ПВС 5*2-2.5) | отдельный не менее 25А |
| Эл. духовой шкаф (независимый) | около 2-3 Квт | евророзетка | 2-2,5мм² | не менее 16А | |
| Газовая панель | евророзетка | 0.75-1.5мм² | 16А | ||
| Газовый духовой шкаф | евророзетка | 0.75-1,5мм² | 16А | ||
| Стиральная машина | 2,5-7(с сушкой) Квт | евророзетка | 1.5-2,5мм²(3-4 мм²) | отдельный не менее 16А-(32) | |
| Посудомоечная машина | 2 Квт | евророзетка | 1.5-2,5мм² | отдельный не менее 10-16А | |
| Холодильник, винный шкаф | менее 1Квт | евророзетка | 1,5мм² | 16А | |
| Вытяжка | менее 1Квт | евророзетка | 0.75-1,5мм² | 6-16А | |
| Кофемашина, пароварка | до 2 Квт | евророзетка | 1,5-2.5мм² | 16А | |
Выбирая провод, в первую очередь следует обратить внимание на номинальное напряжение, которое не должно быть меньше чем в сети. Во вторую очередь следует обратить внимание на материал жил. Медный провод имеет большую гибкость по сравнению с алюминиевым проводом, и его можно паять. Алюминиевые провода нельзя прокладывать по сгораемым материалам.
Также следует обратить внимание на сечение жил, которое должно соответствовать нагрузке в амперах. Определить силу тока в амперах можно разделив мощность (в ваттах) всех подключаемых устройств на напряжение в сети. Например, мощность всех устройств 4,5 кВт, напряжение 220 V, это 24,5 ампера. Найдем по таблице нужное сечение кабеля. Это будет медный провод с сечением 2 мм 2 или алюминиевый провод с сечением 3 мм 2 . Выбирая провод нужного вам сечения, учитывайте, легко ли его будет подключать к электро-устройствам. Изоляция провода должна соответствовать условиям прокладки.
| Проложенные открыто | ||||||
| S | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||||
| мм 2 | Ток | Мощность кВт | Ток | Мощность кВт | ||
| А | 220 В | 380 В | А | 220 В | 380 В | |
| 0,5 | 11 | 2,4 | ||||
| 0,75 | 15 | 3,3 | ||||
| 1 | 17 | 3,7 | 6,4 | |||
| 1,5 | 23 | 5 | 8,7 | |||
| 2 | 26 | 5,7 | 9,8 | 21 | 4,6 | 7,9 |
| 2,5 | 30 | 6,6 | 11 | 24 | 5,2 | 9,1 |
| 4 | 41 | 9 | 15 | 32 | 7 | 12 |
| 6 | 50 | 11 | 19 | 39 | 8,5 | 14 |
| 10 | 80 | 17 | 30 | 60 | 13 | 22 |
| 16 | 100 | 22 | 38 | 75 | 16 | 28 |
| 25 | 140 | 30 | 53 | 105 | 23 | 39 |
| 35 | 170 | 37 | 64 | 130 | 28 | 49 |
| Проложенные в трубе | ||||||
| S | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||||
| мм 2 | Ток | Мощность кВт | Ток | Мощность кВт | ||
| А | 220 В | 380 В | А | 220 В | 380 В | |
| 0,5 | ||||||
| 0,75 | ||||||
| 1 | 14 | 3 | 5,3 | |||
| 1,5 | 15 | 3,3 | 5,7 | |||
| 2 | 19 | 4,1 | 7,2 | 14 | 3 | 5,3 |
| 2,5 | 21 | 4,6 | 7,9 | 16 | 3,5 | 6 |
| 4 | 27 | 5,9 | 10 | 21 | 4,6 | 7,9 |
| 6 | 34 | 7,4 | 12 | 26 | 5,7 | 9,8 |
| 10 | 50 | 11 | 19 | 38 | 8,3 | 14 |
| 16 | 80 | 17 | 30 | 55 | 12 | 20 |
| 25 | 100 | 22 | 38 | 65 | 14 | 24 |
| 35 | 135 | 29 | 51 | 75 | 16 | 28 |
Маркировка проводов.
1 -я буква характеризует материал токопроводящей жилы:
алюминий — А, медь — буква опускается.
2-я буква обозначает:
П — провод.
3-я буква обозначает материал изоляции:
В — оболочка из поливинилхлоридного пластиката,
П — оболочка полиэтиленовая,
Р — оболочка резиновая,
Н — оболочка наиритовая.
В марках проводов и шнуров могут также присутствовать буквы, характеризующие другие элементы конструкции:
О — оплетка,
Т — для прокладки в трубах,
П — плоский,
Ф -т металлическая фальцованная оболочка,
Г — повышенная гибкость,
И — повышенные защитные свойства,
Р — оплетка из хлопчатобумажной пряжи, пропитанная противогнилостным составом, и т. д.
Например: ПВ — медный провод с поливинилхлоридной изоляцией.
Установочные провода ПВ-1, ПВ-3, ПВ-4 предназначены для подачи питания на электрические приборы и оборудование, а также для стационарной прокладки осветительных электросетей. ПВ-1 выпускается с одно-проволочной токопроводящей медной жилой, ПВ-3, ПВ-4 — со скрученными жилами из медной проволоки. Сечение проводов составляет 0,5-10 мм 2 . Провода имеют окрашенную ПВХ изоляцию. Применяются в цепях переменного с номинальным напряжением не более 450 В с частотой 400 Гц и в цепях постоянного тока с напряжением до 1000 В. Рабочая температура ограничена диапазоном -50…+70 °С.
Установочный провод ПВС предназначен для подключения электрических приборов и оборудования. Число жил может быть равным 2, 3, 4 или 5. Токопроводящая жила из мягкой медной проволоки имеет сечение 0,75-2,5 мм 2 . Выпускается со скрученными жилами в ПВХ-изоляции и такой же оболочке.
Применяется в электросетях с номинальным напряжением, не превышающим 380 В. Провод рассчитан на максимальное напряжение 4000 В, с частотой 50 Гц, приложенное в течение 1 мин. Рабочая температура — в диапазоне -40…+70 °С.
Установочный провод ПУНП предназначен для прокладки стационарных осветительных сетей. Число жил может быть равным 2,3 или 4. Жилы имеют сечение 1,0-6,0 мм 2 . Токопроводящая жила из мягкой медной проволоки имеет пластмассовую изоляцию в ПВХ-оболочке. Применяется в электросетях с номинальным напряжением не более 250 В с частотой 50 Гц. Провод рассчитан на максимальное напряжение 1500 В с частотой 50 Гц в течение 1 мин.
Силовые кабели марки ВВГ и ВВГнг предназначены для передачи электрической энергии в стационарных установках переменного тока. Жилы изготовлены из мягкой медной проволоки. Число жил может составлять 1-4. Сечение токопроводящих жил: 1,5-35,0 мм 2 . Кабели выпускаются с изоляционной оболочкой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Кабели ВВГнг обладают пониженной горючестью. Применяются с номинальным напряжением не более 660 В и частотой 50 Гц.
Силовой кабель марки NYM предназначен для промышленного и бытового стационарного монтажа внутри помещений и на открытом воздухе. Провода кабеля имеют одно-проволочную медную жилу сечением 1,5-4,0 мм 2 , изолированную ПВХ-пластикатом. Наружная оболочка, не поддерживающая горения, выполнена также из ПВХ-пластиката светло-серого цвета.
Вот, вроде бы главное, что желательно понимать при выборе техники и проводов к ним))
При выборе кабельно-проводниковой продукции, в первую очередь, необходимо обращать внимание на материал, использованный при изготовлении, а также на сечение того или иного проводника. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо произвести расчет сечения провода по нагрузке. При таком расчете, провода и кабели обеспечат, в дальнейшем, надежную и безопасную работу всей .
Параметры сечения провода
Основными критериями, по которым определяется сечение, является металл токопроводящих жил, предполагаемое напряжение, суммарная мощность и значение токовой нагрузки. Если провода подобраны неправильно и не соответствуют нагрузке, они будут постоянно нагреваться и, в конечном итоге, перегорят. Выбирать провода с сечением, большим, чем это необходимо, также не стоит, поскольку это приведет к значительным затратам и дополнительным сложностям при монтаже.
Практическое определение сечения
Сечение определяется еще и применительно к их дальнейшему использованию. Так, в стандартной , для розеток используется медный кабель, сечение жил которого 2,5 мм2. Для освещения могут применяться жилы с меньшим сечением — всего 1,5 мм2. А вот для электрических приборов с большой мощностью, применяются от 4-х до 6-ти мм2.
Такой вариант пользуется наибольшей популярностью, когда выполняется расчет сечения провода по нагрузке. Действительно, это очень простой способ, достаточно просто знать, что медный провод в 1,5 мм2 способен выдержать нагрузку по мощности свыше 4-х киловатт и силе тока в 19 ампер. 2,5-миллиметровый — соответственно выдерживает около 6-ти киловатт и 27-ми ампер. 4-х и 6-ти-миллиметровые свободно переносят мощность в 8 и 10 киловатт. При правильном подключении, этих проводов вполне хватит для нормальной работы всей электропроводки. Таким образом, можно создать даже определенный небольшой резерв на случай подключения дополнительных потребителей.
При расчете большую роль играет рабочее напряжение. Мощность электрических приборов может быть одинаковой, однако, токовая нагрузка, приходящая к жилам кабелей, подающих питание, может быть разной. Так провода, рассчитанные на работу при напряжении 220 вольт, будут нести нагрузку более высокую, чем провода рассчитанные на 380 вольт.
1, 1,5, 2,5, 4, 6 квадратных проводов
Насколько 1, 1,5, 2,5, 4, 6 квадратных проводов могут нагружать кВт?При покупке электропровода многие спросят о нагрузке проводов с разным сечением. Есть 1 квадратный провод, 1,5 квадратных провода, 2,5 квадратных провода, 4 квадратных провода, 6 квадратных проводов и так далее. Ниже приводится краткое описание того, сколько ватт могут быть нагружены этими проводами.
1 квадратная линия: сечение 1 квадратный миллиметр проволоки
Если исходить из формулы: площадь = 2 * 3.14 радиуса
Итак, 1 квадратная линия составляет примерно = 1,13 мм
Сколько ватт может нагрузить один квадратный провод или один квадратный провод?
Электрик обычно использует «формулу»: если длина медного провода, площадь поперечного сечения на квадратный миллиметр может быть безопасно через номинальный ток 4-5A; 220В в однофазной цепи, мощность на 1кВт, ток около 4,5А; в трехфазной симметричной схеме 380В, мощность на 1кВт, ток около 2А. Приведенные выше значения могут быть очень близки к рассчитанным по формуле физических расчетов.Поэтому, чтобы избежать этих «утомительных» формул, мы должны помнить об этих вещах.
Тогда согласно этому алгоритму мы знаем: медный провод на 1 квадратный миллиметр площади, если 220 В используется в однофазной цепи, он может безопасно пропускать ток нагрузки через 1 кВт; при использовании в цепи трехфазной сбалансированной нагрузки (например, двигателя) может выдерживать нагрузку по току на 2,5 кВт.
Сколько ватт могут нагружать два и 1,5 квадратных провода?
Если в линию питания установлена линия из медного провода, максимально допустимый рабочий ток составляет 20А или 4400 Вт; два — скрытая стальная гильза, сила тока 16А, мощность 3520 Вт; тройка скрытая ПВХ, ток 14А, потом мощность 3000 Вт.
Сколько ватт могут нагружать три и 2,5 квадратных провода?
2,5 квадратный провод Cheng, сколько киловатт электроэнергии, положения национального стандарта GB4706.1-1992 / 1998 значение тока нагрузки провода, медный провод 2,5 мм 16A 25A примерно до 5500 Вт, провод с алюминиевым сердечником 2,5 мм 13A ~ 20A около 4400 Вт 220 В переменного тока длительное время напряжение не превышает 10 А, стандартное время не более 15 А безопасно.
сколько ватт может потреблять кабель 2,5 мм?
1 квадратная линия = 8A, 8A × 2,5 квадрат = 20 ампер по формуле: P = U × I, 220V × 20A = 4,4 кВт
Таким образом, можно использовать провод 2,5 квадрата BV с максимальной мощностью 4,4 кВт.
Сколько ватт могут нагрузить четыре и четыре квадратных провода?
Однофазный источник питания 1 кВт составляет около 4,5 А, а 8 кВт — около 36 А. Пропускная способность 4 квадратных проводов (одиночный пластиковый провод) составляет около 30 А, некоторых небольших, 6 квадратных линий (мощность одного прохода). Вы должны изменить стол и ворота. Не используйте такую большую линейку мощности, даже самую маленькую 4KW.4 квадратных провода Cheng по тому, сколько киловатт мощности зависит от мощности вашего дома 220 В или заводской мощности 380 В, если 4 квадратных провода 220 могут нагружать от 6 до 8 кВт.
Сколько ватт могут нагрузить пять и шесть квадратных проводов?
Квадратный провод 6 не может быть напрямую связан с тем, сколько киловатт линии электропередачи и мощность передачи. В общем, для кондиционирования 6 квадратных квадратов более чем достаточно. Для электроснабжения на стройплощадке обычно используется кабель 10х6 + 1х4. Что касается силы тока, который должен выдерживать, этот кабель обычно управляется воздушным выключателем 63A, согласно моему опыту в строительстве.Алюминиевый провод 6 квадратных метров может нагружать 6 кВт медного провода 6 квадратных метров для нагрузки 10 кВт.
В качестве первоклассного китайского предприятия по производству кабельных проводов и кабелей SANHENG, в основном производство силовых кабелей, кабелей управления, кабеля с ПВХ-изоляцией, строительного провода, кабелей с ПВХ-изоляцией и оболочкой, резиновых кабелей, воздушных кабелей, неизолированных проводов 8-й серии. можно разделить на более чем 50 разновидностей, разделенных на 1000 спецификаций.
Вся продукция сертифицирована обязательной сертификацией Китая, сертификацией BV, сертификатом SONCAP Нигерии, лицензией на промышленное производство в Китае и другими национальными сертификатами.У нас также есть возможность производить продукцию, соответствующую международным стандартам, таким как IEC, CE, RoHS и так далее.
Henan Sanheng Cable Co., Ltd, основанная в 2000 году, уже почти 20 лет является одним из ведущих производителей проводов и кабелей в китайской кабельной промышленности. Компания имеет более 5 производственных линий .
Производственный кабель можно разделить на более чем 50 разновидностей и 1000 спецификаций. Все продукты прошли национальную сертификацию, такую как обязательная сертификация в Китае, сертификация bv, нигерийский сертификат SONCAP, национальная промышленная сертификация Китая и т. Д. Китайская национальная лицензия на промышленное производство и т. Д. Он также имеет возможность производить продукцию, соответствующую международным стандартам, таким как IEC, CE, RoHS и т. Д.
Если вы хотите купить провода и кабели, вы можете спросить у сотрудников службы поддержки клиентов и мы свяжемся с вами как можно скорее.
- Алюминиевый кабель с ПВХ изоляцией
Проводник: Алюминиевый проводник класса 1/2 (сплошной)
Изоляция: компаунд ПВХ
Цвет изоляции: красный, синий, зеленый, желтый, коричневый, черный, серый, белый, розовый, оранжевый, желтый / зеленый
- Гибкий плоский кабель
Проводник: многожильный медный провод класса 5/6 (гибкий)
Изоляция: компаунд ПВХ
Цвет изоляции: красный, синий, желтый / зеленый или по запросу
- Одноядерный гибкий кабель
Проводник: многожильный медный провод класса 5 (гибкий)
Изоляция: компаунд ПВХ
Цвет проводника: красный, синий, зеленый, желтый, коричневый, черный, серый, белый, розовый, оранжевый, желтый / зеленый
- Двойной и заземляющий кабель
Проводник: медный провод класса 1/2 (сплошной)
Изоляция: компаунд ПВХ
Цвет изоляции: красный, синий, желтый / зеленый или по запросу
Электроэнергетика и энергия | Физика
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Рассчитайте мощность, рассеиваемую резистором, и мощность, подаваемую источником питания.
- Рассчитайте стоимость электроэнергии при различных обстоятельствах.
Мощность в электрических цепях
У многих людей власть ассоциируется с электричеством. Зная, что мощность — это коэффициент использования или преобразования энергии, каково выражение для электроэнергии ? На ум могут прийти линии электропередач. Мы также думаем о лампочках с точки зрения их номинальной мощности в ваттах. Сравним лампочку на 25 Вт с лампой на 60 Вт.(См. Рис. 1 (а).) Поскольку оба работают от одного и того же напряжения, лампа мощностью 60 Вт должна потреблять больше тока, чтобы иметь большую номинальную мощность. Таким образом, сопротивление лампы на 60 Вт должно быть ниже, чем у лампы на 25 Вт. Если мы увеличиваем напряжение, мы также увеличиваем мощность. Например, когда лампочка мощностью 25 Вт, рассчитанная на работу от 120 В, подключена к 240 В, она на короткое время очень ярко светится, а затем перегорает. Как именно напряжение, ток и сопротивление связаны с электроэнергией?
Рис. 1. (a) Какая из этих лампочек, лампа мощностью 25 Вт (вверху слева) или лампа мощностью 60 Вт (вверху справа), имеет более высокое сопротивление? Что потребляет больше тока? Что потребляет больше всего энергии? Можно ли по цвету сказать, что нить накаливания мощностью 25 Вт круче? Является ли более яркая лампочка другого цвета, и если да, то почему? (кредиты: Дикбаух, Wikimedia Commons; Грег Вестфолл, Flickr) (б) Этот компактный люминесцентный светильник (КЛЛ) излучает такую же интенсивность света, как и лампа мощностью 60 Вт, но при входной мощности от 1/4 до 1/10.(кредит: dbgg1979, Flickr)
Электрическая энергия зависит как от напряжения, так и от перемещаемого заряда. Проще всего это выражается как PE = qV , где q — это перемещенный заряд, а V, — напряжение (или, точнее, разность потенциалов, через которую проходит заряд). Мощность — это скорость перемещения энергии, поэтому электрическая мощность равна
.[латекс] P = \ frac {PE} {t} = \ frac {qV} {t} \\ [/ latex].
Учитывая, что ток равен I = q / t (обратите внимание, что Δ t = t здесь), выражение для мощности принимает вид
P = IV
Электрическая мощность ( P ) — это просто произведение тока на напряжение.Мощность имеет знакомые единицы ватт. Поскольку единицей СИ для потенциальной энергии (PE) является джоуль, мощность выражается в джоулях в секунду или ваттах. Таким образом, 1 A ⋅V = 1 Вт. Например, в автомобилях часто есть одна или несколько дополнительных розеток, с помощью которых можно заряжать сотовый телефон или другие электронные устройства. Эти розетки могут быть рассчитаны на 20 А, так что цепь может выдавать максимальную мощность P = IV = (20 А) (12 В) = 240 Вт. В некоторых приложениях электрическая мощность может выражаться в вольт-амперах или даже киловольт-амперы (1 кА V = 1 кВт).Чтобы увидеть отношение мощности к сопротивлению, мы объединяем закон Ома с P = IV . {2} R \\ [/ latex].
Обратите внимание, что первое уравнение всегда верно, тогда как два других можно использовать только для резисторов. В простой схеме с одним источником напряжения и одним резистором мощность, подаваемая источником напряжения, и мощность, рассеиваемая резистором, идентичны. (В более сложных схемах P может быть мощностью, рассеиваемой одним устройством, а не полной мощностью в цепи.) Из трех различных выражений для электрической мощности можно получить различное понимание. Например, P = V 2 / R подразумевает, что чем меньше сопротивление, подключенное к данному источнику напряжения, тем больше подаваемая мощность.Кроме того, поскольку напряжение возведено в квадрат в P = V 2 / R , эффект от приложения более высокого напряжения, возможно, больше, чем ожидалось. Таким образом, когда напряжение увеличивается вдвое до лампочки мощностью 25 Вт, ее мощность увеличивается почти в четыре раза и составляет примерно 100 Вт, что приводит к ее перегоранию. Если бы сопротивление лампы оставалось постоянным, ее мощность была бы ровно 100 Вт, но при более высокой температуре ее сопротивление также будет выше.
Пример 1. Расчет рассеиваемой мощности и тока: горячая и холодная мощность
(a) Рассмотрим примеры, приведенные в Законе Ома: сопротивление и простые цепи и сопротивление и удельное сопротивление.Затем найдите мощность, рассеиваемую фарой автомобиля в этих примерах, как в горячую, так и в холодную погоду. б) Какой ток он потребляет в холодном состоянии?
Стратегия для (а)Для горячей фары нам известны напряжение и ток, поэтому мы можем использовать P = IV , чтобы найти мощность. Для холодной фары нам известны напряжение и сопротивление, поэтому мы можем использовать P = V 2 / R , чтобы найти мощность.
Решение для (a)Вводя известные значения тока и напряжения для горячей фары, получаем
P = IV = (2.{2}} {0,350 \ text {} \ Omega} = 411 \ text {W} \\ [/ latex].
Обсуждение для (а)30 Вт, рассеиваемые горячей фарой, являются типичными. Но 411 Вт в холодную погоду на удивление выше. Начальная мощность быстро уменьшается по мере увеличения температуры лампы и увеличения ее сопротивления.
Стратегия и решение для (b)Ток при холодной лампочке можно найти несколькими способами. Переставляем одно из уравнений мощности, P = I 2 R , и вводим известные значения, получая
[латекс] I = \ sqrt {\ frac {P} {R}} = \ sqrt {\ frac {411 \ text {W}} {{0.350} \ text {} \ Omega}} = 34,3 \ text {A} \\ [/ latex].
Обсуждение для (б)Холодный ток значительно выше, чем установившееся значение 2,50 А, но ток будет быстро снижаться до этого значения по мере увеличения температуры лампы. Большинство предохранителей и автоматических выключателей (используемых для ограничения тока в цепи) спроектированы так, чтобы выдерживать очень высокие токи на короткое время при включении устройства. В некоторых случаях, например, с электродвигателями, ток остается высоким в течение нескольких секунд, что требует использования специальных плавких предохранителей с замедленным срабатыванием.
Чем больше электроприборов вы используете и чем дольше они остаются включенными, тем выше ваш счет за электроэнергию. Этот знакомый факт основан на соотношении энергии и мощности. Вы платите за использованную энергию. Поскольку P = E / t , мы видим, что
E = Pt
— это энергия, используемая устройством, использующим мощность P в течение интервала времени t . Например, чем больше горело лампочек, тем больше использовалось P ; чем дольше они работают, тем больше т .Единицей измерения энергии в счетах за электроэнергию является киловатт-час (кВт) ч), что соответствует соотношению E = Pt . Стоимость эксплуатации электроприборов легко оценить, если у вас есть некоторое представление об их потребляемой мощности в ваттах или киловаттах, времени их работы в часах и стоимости киловатт-часа для вашей электросети. Киловатт-часы, как и все другие специализированные единицы энергии, такие как пищевые калории, можно преобразовать в джоули. Вы можете доказать себе, что 1 кВт ⋅ ч = 3.6 × 10 6 Дж.
Потребляемая электрическая энергия ( E ) может быть уменьшена либо за счет сокращения времени использования, либо за счет снижения энергопотребления этого прибора или приспособления. Это не только снизит стоимость, но и снизит воздействие на окружающую среду. Улучшение освещения — один из самых быстрых способов снизить потребление электроэнергии в доме или на работе. Около 20% энергии в доме расходуется на освещение, в то время как в коммерческих учреждениях эта цифра приближается к 40%.Флуоресцентные лампы примерно в четыре раза эффективнее ламп накаливания — это верно как для длинных ламп, так и для компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). (См. Рис. 1 (b).) Таким образом, лампу накаливания мощностью 60 Вт можно заменить на КЛЛ мощностью 15 Вт, которая имеет такую же яркость и цвет. КЛЛ имеют изогнутую трубку внутри шара или спиралевидную трубку, соединенную со стандартным резьбовым основанием, подходящим для стандартных розеток лампы накаливания. (В последние годы были решены исходные проблемы с цветом, мерцанием, формой и высокими начальными инвестициями для КЛЛ.) Теплопередача от этих КЛЛ меньше, и они служат до 10 раз дольше. В следующем примере рассматривается важность инвестиций в такие лампы. Новые белые светодиодные фонари (представляющие собой группу небольших светодиодных лампочек) еще более эффективны (в два раза больше, чем у КЛЛ) и служат в 5 раз дольше, чем КЛЛ. Однако их стоимость по-прежнему высока.
Установление соединений: энергия, мощность и времяОтношение E = Pt может оказаться полезным во многих различных контекстах.Энергия, которую ваше тело использует во время упражнений, зависит, например, от уровня мощности и продолжительности вашей активности. Степень нагрева от источника питания зависит от уровня мощности и времени ее применения. Даже доза облучения рентгеновского изображения зависит от мощности и времени воздействия.
Пример 2. Расчет рентабельности компактных люминесцентных ламп (КЛЛ)
Если стоимость электроэнергии в вашем районе составляет 12 центов за кВтч, какова общая стоимость (капитальные плюс эксплуатация) использования лампы накаливания мощностью 60 Вт в течение 1000 часов (срок службы этой лампы), если стоимость лампы составляет 25 центов? (б) Если мы заменим эту лампочку компактной люминесцентной лампой, которая дает такой же световой поток, но составляет четверть мощности и стоит 1 доллар.50, но длится в 10 раз дольше (10 000 часов), какова будет общая стоимость?
СтратегияЧтобы найти эксплуатационные расходы, мы сначала находим использованную энергию в киловатт-часах, а затем умножаем ее на стоимость киловатт-часа.
Решение для (a)Энергия, используемая в киловатт-часах, определяется путем ввода мощности и времени в выражение для энергии:
E = Pt = (60 Вт) (1000 ч) = 60,000 Вт ⋅ ч
В киловатт-часах это
E = 60.0 кВт ⋅ ч.
Сейчас стоимость электроэнергии
Стоимость= (60,0 кВт ч) (0,12 долл. США / кВт час) = 7,20 долл. США.
Общая стоимость составит 7,20 доллара за 1000 часов (около полугода при 5 часах в день).
Решение для (b)Поскольку CFL использует только 15 Вт, а не 60 Вт, стоимость электроэнергии составит 7,20 доллара США / 4 = 1,80 доллара США. КЛЛ прослужит в 10 раз дольше, чем лампа накаливания, так что инвестиционные затраты будут составлять 1/10 стоимости лампы за этот период использования или 0.1 (1,50 доллара США) = 0,15 доллара США. Таким образом, общая стоимость 1000 часов составит 1,95 доллара США.
ОбсуждениеСледовательно, использование КЛЛ намного дешевле, даже если начальные вложения выше. Повышенная стоимость рабочей силы, которую бизнес должен включать в себя для более частой замены ламп накаливания, здесь не учитывается.
Установление соединений: эксперимент на вынос — инвентаризация использования электроэнергии1) Составьте список номинальной мощности для ряда приборов в вашем доме или комнате.Объясните, почему что-то вроде тостера имеет более высокий рейтинг, чем цифровые часы. Оцените энергию, потребляемую этими приборами в среднем за день (оценивая время их использования). Некоторые приборы могут указывать только рабочий ток. Если бытовое напряжение составляет 120 В, используйте P = IV . 2) Проверьте общую мощность, используемую в туалетах на этаже или в здании вашей школы. (Возможно, вам придется предположить, что используемые длинные люминесцентные лампы рассчитаны на 32 Вт.) Предположим, что здание было закрыто все выходные, и что эти огни были оставлены включенными с 6 часов вечера.{2} R \\ [/ латекс].
- Энергия, используемая устройством с мощностью P за время t , составляет E = Pt .
Концептуальные вопросы
1. Почему лампы накаливания тускнеют в конце жизни, особенно незадолго до того, как их нити оборвутся?
Мощность, рассеиваемая на резисторе, равна P = V 2 / R , что означает, что мощность уменьшается при увеличении сопротивления. Тем не менее, эта мощность также определяется соотношением P = I 2 R , что означает, что мощность увеличивается при увеличении сопротивления.Объясните, почему здесь нет противоречия.
Задачи и упражнения
1. Какова мощность разряда молнии 1,00 × 10 2 МВ при токе 2,00 × 10 4 A ?
2. Какая мощность подается на стартер большого грузовика, который потребляет 250 А тока от аккумуляторной батареи 24,0 В?
3. Заряд в 4,00 Кл проходит через солнечные элементы карманного калькулятора за 4,00 часа. Какова выходная мощность, если выходное напряжение вычислителя равно 3.00 В? (См. Рисунок 2.)
Рис. 2. Полоса солнечных элементов прямо над клавишами этого калькулятора преобразует свет в электричество для удовлетворения своих потребностей в энергии. (Источник: Эван-Амос, Wikimedia Commons)
4. Сколько ватт проходит через него фонарик с 6,00 × 10 2 за 0,500 ч использования, если его напряжение составляет 3,00 В?
5. Найдите мощность, рассеиваемую в каждом из этих удлинителей: (a) удлинительный шнур с сопротивлением 0,0600 Ом, через который 5.00 А течет; (б) более дешевый шнур с более тонким проводом и сопротивлением 0,300 Ом.
6. Убедитесь, что единицами измерения вольт-ампер являются ватты, как следует из уравнения P = IV .
7. Покажите, что единицы 1V 2 / Ω = 1W, как следует из уравнения P = V 2 / R .
8. Покажите, что единицы 1 A 2 ⋅ Ω = 1 Вт, как следует из уравнения P = I 2 R .
9. Проверьте эквивалент единиц энергии: 1 кВт ⋅ ч = 3,60 × 10 6 Дж.
10. Электроны в рентгеновской трубке ускоряются до 1,00 × 10 2 кВ и направляются к цели для получения рентгеновских лучей. Вычислите мощность электронного луча в этой трубке, если она имеет ток 15,0 мА.
11. Электрический водонагреватель потребляет 5,00 кВт на 2,00 часа в сутки. Какова стоимость его эксплуатации в течение одного года, если электроэнергия стоит 12,0 центов / кВт · ч? См. Рисунок 3.
Рисунок 3. Водонагреватель электрический по запросу. Тепло в воду подается только при необходимости. (кредит: aviddavid, Flickr)
12. Сколько электроэнергии необходимо для тостера с тостером мощностью 1200 Вт (время приготовления = 1 минута)? Сколько это стоит при 9,0 цента / кВт · ч?
13. Какова будет максимальная стоимость КЛЛ, если общая стоимость (капиталовложения плюс эксплуатация) будет одинаковой как для КЛЛ, так и для ламп накаливания мощностью 60 Вт? Предположим, что стоимость лампы накаливания составляет 25 центов, а электричество стоит 10 центов / кВтч.Рассчитайте стоимость 1000 часов, как в примере с КЛЛ по рентабельности.
14. Некоторые модели старых автомобилей имеют электрическую систему 6,00 В. а) Каково сопротивление горячему свету у фары мощностью 30,0 Вт в такой машине? б) Какой ток течет через него?
15. Щелочные батареи имеют то преимущество, что они выдают постоянное напряжение почти до конца своего срока службы. Как долго щелочная батарея с номиналом 1,00 А · ч и 1,58 В будет поддерживать горящую лампочку фонарика мощностью 1,00 Вт?
16.Прижигатель, используемый для остановки кровотечения в хирургии, выдает 2,00 мА при 15,0 кВ. а) Какова его выходная мощность? б) Какое сопротивление пути?
17. В среднем телевизор работает 6 часов в день. Оцените годовые затраты на электроэнергию для работы 100 миллионов телевизоров, предполагая, что их потребляемая мощность составляет в среднем 150 Вт, а стоимость электроэнергии составляет в среднем 12,0 центов / кВт · ч.
18. Старая лампочка потребляет всего 50,0 Вт, а не 60,0 Вт из-за истончения ее нити за счет испарения.Во сколько раз уменьшается его диаметр при условии равномерного утонения по длине? Не обращайте внимания на любые эффекты, вызванные перепадами температур.
Медная проволока калибра 19. 00 имеет диаметр 9,266 мм. Вычислите потери мощности в километре такого провода, когда он пропускает 1,00 × 10 2 A.
Холодные испарители пропускают ток через воду, испаряя ее при небольшом повышении температуры. Одно такое домашнее устройство рассчитано на 3,50 А и использует 120 В переменного тока с эффективностью 95,0%.а) Какова скорость испарения в граммах в минуту? (b) Сколько воды нужно налить в испаритель за 8 часов работы в ночное время? (См. Рисунок 4.)
Рис. 4. Этот холодный испаритель пропускает ток непосредственно через воду, испаряя ее напрямую с относительно небольшим повышением температуры.
21. Integrated Concepts (a) Какая энергия рассеивается разрядом молнии с током 20 000 А, напряжением 1,00 × 10 2 МВ и длиной 1.00 мс? (б) Какую массу древесного сока можно было бы поднять с 18ºC до точки кипения, а затем испарить за счет этой энергии, если предположить, что сок имеет те же тепловые характеристики, что и вода?
22. Integrated Concepts Какой ток должен вырабатывать подогреватель бутылочек на 12,0 В, чтобы нагреть 75,0 г стекла, 250 г детской смеси и 3,00 × 10 2 алюминия от 20 ° C до 90º за 5,00 мин?
23. Integrated Concepts Сколько времени требуется хирургическому прижигателю, чтобы поднять температуру на 1.00 г ткани от 37º до 100, а затем закипятите 0,500 г воды, если она выдает 2,00 мА при 15,0 кВ? Не обращайте внимания на передачу тепла в окружающую среду.
24. Integrated Concepts Гидроэлектрические генераторы (см. Рисунок 5) на плотине Гувера вырабатывают максимальный ток 8,00 × 10 3 А при 250 кВ. а) Какова выходная мощность? (b) Вода, питающая генераторы, входит и покидает систему с низкой скоростью (таким образом, ее кинетическая энергия не изменяется), но теряет 160 м в высоте.Сколько кубических метров в секунду необходимо при КПД 85,0%?
Рисунок 5. Гидроэлектрические генераторы на плотине Гувера. (кредит: Джон Салливан)
25. Integrated Concepts (a) Исходя из 95,0% эффективности преобразования электроэнергии двигателем, какой ток должны обеспечивать аккумуляторные батареи на 12,0 В 750-килограммового электромобиля: отдых до 25,0 м / с за 1,00 мин? (b) Подняться на холм высотой 2,00 × 10 2 м за 2,00 мин при постоянной 25.Скорость 0 м / с при приложении силы 5,00 × 10 2 Н для преодоления сопротивления воздуха и трения? (c) Двигаться с постоянной скоростью 25,0 м / с, прилагая силу 5,00 × 10 2 Н для преодоления сопротивления воздуха и трения? См. Рисунок 6.
Рис. 6. Электромобиль REVAi заряжается на одной из улиц Лондона. (кредит: Фрэнк Хебберт)
26. Integrated Concepts Пригородный легкорельсовый поезд потребляет 630 А постоянного тока напряжением 650 В при ускорении.а) Какова его мощность в киловаттах? (b) Сколько времени нужно, чтобы достичь скорости 20,0 м / с, начиная с состояния покоя, если его загруженная масса составляет 5,30 × 10 4 кг, при 95,0% эффективности и постоянной мощности? (c) Найдите его среднее ускорение. (г) Обсудите, как ускорение, которое вы обнаружили для легкорельсового поезда, сравнивается с тем, что может быть типичным для автомобиля.
27. Integrated Concepts (a) Линия электропередачи из алюминия имеет сопротивление 0,0580 Ом / км. Какова его масса на километр? б) Какова масса на километр медной линии с таким же сопротивлением? Более низкое сопротивление сократит время нагрева.Обсудите практические ограничения ускорения нагрева за счет снижения сопротивления.
28. Integrated Concepts (a) Погружной нагреватель, работающий на 120 В, может повысить температуру 1,00 × 10 2 -граммовой алюминиевой чашки, содержащей 350 г воды, с 20 ° C до 95 ° C за 2,00 мин. Найдите его сопротивление, предполагая, что оно постоянно в процессе. (b) Более низкое сопротивление сократит время нагрева. Обсудите практические ограничения ускорения нагрева за счет снижения сопротивления.
29. Integrated Concepts (a) Какова стоимость нагрева гидромассажной ванны, содержащей 1500 кг воды, от 10 ° C до 40 ° C, исходя из эффективности 75,0% с учетом передачи тепла в окружающую среду? Стоимость электроэнергии 9 центов / кВт kWч. (b) Какой ток потреблял электрический нагреватель переменного тока 220 В, если на это потребовалось 4 часа?
30 . Необоснованные результаты (a) Какой ток необходим для передачи 1,00 × 10 2 МВт мощности при 480 В? (b) Какая мощность рассеивается линиями передачи, если они имеют коэффициент 1.00 — сопротивление Ом? (c) Что неразумного в этом результате? (d) Какие допущения необоснованны или какие посылки несовместимы?
31. Необоснованные результаты (a) Какой ток необходим для передачи 1,00 × 10 2 МВт мощности при 10,0 кВ? (b) Найдите сопротивление 1,00 км провода, которое вызовет потерю мощности 0,0100%. (c) Каков диаметр медного провода длиной 1,00 км, имеющего такое сопротивление? (г) Что необоснованного в этих результатах? (e) Какие предположения необоснованны или какие посылки несовместимы?
32.Создайте свою задачу Представьте себе электрический погружной нагреватель, используемый для нагрева чашки воды для приготовления чая. Постройте задачу, в которой вы рассчитываете необходимое сопротивление нагревателя, чтобы он увеличивал температуру воды и чашки за разумное время. Также рассчитайте стоимость электроэнергии, используемой в вашем технологическом процессе. Среди факторов, которые необходимо учитывать, — это используемое напряжение, задействованные массы и теплоемкость, тепловые потери и время, в течение которого происходит нагрев.Ваш инструктор может пожелать, чтобы вы рассмотрели тепловой предохранительный выключатель (возможно, биметаллический), который остановит процесс до того, как в погружном блоке будут достигнуты опасные температуры.
Глоссарий
- электрическая мощность:
- — скорость, с которой электрическая энергия подается источником или рассеивается устройством; это произведение тока на напряжение
Избранные решения проблем и упражнения
1. 2,00 × 10 12 Вт
5.{6} \ text {J} \\ [/ latex]
11. 438 $ / год
13. $ 6.25
15. 1.58 ч
17. 3,94 миллиарда долларов в год
19. 25,5 Вт
21. (а) 2,00 × 10 9 Дж (б) 769 кг
23. 45.0 с
25. (а) 343 A (б) 2,17 × 10 3 A (в) 1,10 × 10 3 A
27. (а) 1,23 × 10 3 кг (б) 2,64 × 10 3 кг
29. (a) 2,08 × 10 5 A
(b) 4,33 × 10 4 МВт
(c) Линии передачи рассеивают больше мощности, чем они должны передавать.
(d) Напряжение 480 В неоправданно низкое для напряжения передачи. В линиях передачи на большие расстояния поддерживается гораздо более высокое напряжение (часто сотни киловольт), чтобы уменьшить потери мощности.
% PDF-1.6 % 6437 0 объект > эндобдж xref 6437 204 0000000016 00000 н. 0000006400 00000 н. 0000006567 00000 н. 0000006613 00000 н. 0000006651 00000 п. 0000006853 00000 н. 0000007043 00000 н. 0000007202 00000 н. 0000007269 00000 н. 0000007335 00000 н. 0000008154 00000 п. 0000008965 00000 н. 0000009791 00000 н. 0000010562 00000 п. 0000010645 00000 п. 0000011471 00000 п. 0000011541 00000 п. 0000012300 00000 п. 0000013061 00000 п. 0000013269 00000 п. 0000013999 00000 п. 0000014828 00000 п. 0000027241 00000 п. 0000331271 00000 н. 0000331757 00000 н. 0000332572 00000 н. 0000332633 00000 н. 0000332764 00000 н. 0000332846 00000 н. 0000332902 00000 н. 0000332993 00000 н. 0000333048 00000 н. 0000333175 00000 н. 0000333343 00000 п. 0000333440 00000 н. 0000333534 00000 н. 0000333717 00000 н. 0000333814 00000 н. 0000333969 00000 н. 0000334121 00000 п. 0000334218 00000 н. 0000334324 00000 н. 0000334497 00000 н. 0000334594 00000 н. 0000334729 00000 н. 0000334884 00000 н. 0000334981 00000 п. 0000335088 00000 н. 0000335249 00000 н. 0000335346 00000 п. 0000335484 00000 н. 0000335645 00000 н. 0000335741 00000 н. 0000335846 00000 н. 0000336003 00000 п. 0000336099 00000 н. 0000336230 00000 н. 0000336411 00000 н. 0000336507 00000 н. 0000336602 00000 н. 0000336775 00000 н. 0000336871 00000 н. 0000336995 00000 н. 0000337166 00000 н. 0000337262 00000 н. 0000337366 00000 н. 0000337541 00000 н. 0000337637 00000 н. 0000337738 00000 п. 0000337869 00000 п. 0000337973 00000 н. 0000338029 00000 н. 0000338138 00000 п. 0000338241 00000 н. 0000338295 00000 н. 0000338410 00000 п. 0000338523 00000 н. 0000338638 00000 п. 0000338752 00000 п. 0000338858 00000 н. 0000338978 00000 н. 0000339127 00000 н. 0000339220 00000 н. 0000339323 00000 п. 0000339473 00000 н. 0000339564 00000 н. 0000339655 00000 н. 0000339836 00000 н. 0000339927 00000 н. 0000340019 00000 н. 0000340136 00000 н. 0000340245 00000 н. 0000340348 00000 н. 0000340526 00000 н. 0000340645 00000 н. 0000340729 00000 н. 0000340903 00000 н. 0000340996 00000 н. 0000341110 00000 п. 0000341238 00000 н. 0000341356 00000 н. 0000341463 00000 н. 0000341573 00000 н. 0000341678 00000 н. 0000341787 00000 н. 0000341894 00000 н. 0000342007 00000 н. 0000342114 00000 п. 0000342211 00000 н. 0000342380 00000 п. 0000342469 00000 н. 0000342618 00000 н. 0000342702 00000 н. 0000342869 00000 н. 0000342958 00000 н. 0000343072 00000 н. 0000343217 00000 н. 0000343307 00000 н. 0000343434 00000 н. 0000343524 00000 н. 0000343656 00000 п. 0000343770 00000 п. 0000343918 00000 н. 0000344019 00000 п. 0000344109 00000 п. 0000344274 00000 н. 0000344403 00000 п. 0000344516 00000 н. 0000344699 00000 н. 0000344796 00000 н. 0000344975 00000 п. 0000345072 00000 н. 0000345170 00000 н. 0000345285 00000 н. 0000345405 00000 н. 0000345562 00000 н. 0000345653 00000 п. 0000345744 00000 н. 0000345872 00000 н. 0000345975 00000 н. 0000346093 00000 н. 0000346207 00000 н. 0000346327 00000 н. 0000346444 00000 н. 0000346572 00000 н. 0000346693 00000 н. 0000346827 00000 н. 0000346924 00000 н. 0000347021 00000 п. 0000347179 00000 н. 0000347292 00000 н. 0000347404 00000 н. 0000347558 00000 н. 0000347643 00000 н. 0000347740 00000 н. 0000347866 00000 н. 0000347984 00000 н. 0000348099 00000 н. 0000348211 00000 н. 0000348309 00000 н. 0000348463 00000 п. 0000348553 00000 п. 0000348640 00000 н. 0000348755 00000 н. 0000348853 00000 н. 0000348952 00000 н. 0000349064 00000 н. 0000349163 00000 п. 0000349310 00000 п. 0000349416 00000 н. 0000349513 00000 п. 0000349633 00000 н. 0000349757 00000 н. 0000349878 00000 н. 0000350009 00000 н. 0000350128 00000 н. 0000350246 00000 н. 0000350351 00000 п. 0000350485 00000 н. 0000350611 00000 н. 0000350727 00000 н. 0000350843 00000 н. 0000350983 00000 н. 0000351097 00000 н. 0000351244 00000 н. 0000351344 00000 н. 0000351433 00000 н. 0000351597 00000 н. 0000351700 00000 н. 0000351860 00000 н. 0000351961 00000 н. 0000352072 00000 н. 0000352232 00000 н. 0000352322 00000 н. 0000352412 00000 н. 0000352566 00000 н. 0000352653 00000 н. 0000352764 00000 н. 0000352864 00000 н. 0000352972 00000 н. 0000353101 00000 п. 0000353206 00000 н. 0000353319 00000 н. 0000004376 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 6640 0 объект > поток xW} luv1tm) Bym’EtRvR`xw7 | zENv; ʜy˘H) 8јiv \ BzqBbv6k ~~ ‘
Инструменты и аксессуары | Bomgaars
Панировочные сухари:
В настоящее время товары недоступны для поиска.Мы с нетерпением ждем запуска нашего нового сайта.
Affinity Tool Works / Fulton
- Складная пила
- Стойки для торцовочной пилы
- Роликовые рабочие стойки
Союзники — ProGrade —
Кузница урожая
- Ручной инструмент
- Наборы инструментов
- Принадлежности и принадлежности
Группа инструментов Apex
- Ручной инструмент
- Наборы инструментов
- Принадлежности
Блокировка канала
CLC — Изготовление на заказ из кожи
- Перчатки
- Фартуки
- Хранение инструментов
- Наколенники
- Опора для спины
Блэк энд Декер
- Электроинструменты
- на открытом воздухе
- Принадлежности и принадлежности
DEWALT
- Электроинструменты
- Аккумуляторные шприцы для смазки
- Принадлежности и принадлежности
- Уровни
- Хранилище
- Средства безопасности
- Зарядные устройства
- Радио
- Абразивы
- Ручной инструмент
- Инструменты для механиков
- Фонари
Датчики Франклина
Гараж
- Ящики для инструментов для механиков
- Накладной / Гладиатор
- Стеллаж
Irwin / Lenox
- Тиски
- Ручной инструмент
- Универсальные ножи и лезвия
- Лента и плашки
- Принадлежности для электроинструментов
Джонсон
Милуоки
- Электроинструменты
- Аккумуляторные шприцы для смазки
- Принадлежности
- Ручной инструмент
Michigan Industrial Tools
- Ручной инструмент
- Переносное освещение
- Наборы инструментов
Skil / Dremel
- Электроинструменты
- Принадлежности и принадлежности
- Дремель
Стэнли /
Стэнли-Бостич
- Рулетки
- Универсальные ножи и лезвия
- Поисковые устройства
- Ручной инструмент
- Хранилище
- Переносное освещение
- Гвоздезабиватели
- Принадлежности
Shop-Vac
- Пылесосы для сухой уборки
- Пылесосы для влажной / сухой уборки
- Вложения
- Принадлежности
- Наборы для чистки
Swanson
- Рулетки
- Уровни
- Квадраты
Циркон
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
К настольному микроскопу для наномасштабной магнитной визуализации с использованием пикосекундных температурных градиентов
Магнитные измерения с импульсными тепловыми градиентами
На рисунке 1b показана схема измерительной установки. Мы фокусируем импульсный лазер для создания кратковременного локального градиента температуры для каждого оптического импульса, создавая, таким образом, соответствующий импульс напряжения, В ANE .Гомодинный метод во временной области используется для преобразования импульсов В, ANE в постоянный ток. напряжение В TRANE , измеренное синхронным усилителем. V TRANE пропорциональна локальной намагниченности, полученной стробоскопической выборкой, как описано в дополнительном примечании 1. В этом эксперименте мы использовали оптические импульсы 792 нм с флюенсом 2,3 мДж / см −2 , что создает вертикальные градиенты температуры 4,0 × 10 8 K м −1 на поверхности, что соответствует максимальному увеличению температуры на 60 K (подробности измерения температуры см. В дополнительном примечании 2 и дополнительных рисунках 1–5 и в дополнительной таблице 1).Первая структура, которую мы исследовали, представляла собой пленку кобальта толщиной 30 нм, сформированную в виде поперечной структуры шириной 18 мкм, показанной на рис. 1b. На рисунке 1c показана кривая гистерезиса этого образца, измеренная с помощью TRANE, которая демонстрирует пропорциональность между V TRANE , которые мы измеряем, и локальным магнитным моментом.
Чтобы проверить, что оптически генерируемые тепловые градиенты кратковременны, мы выполняем измерение с временным разрешением импульсов В ANE , электрически смешивая их с электрическими эталонными импульсами 75 пс от генератора импульсов (рис.1б). На рисунке 1d показаны наши измерения как функция задержки между опорными импульсами и импульсами В, ANE . Мы обнаружили, что результирующий сигнал имеет полную ширину примерно 75 пс на полувысоте (FWHM). Эти данные можно понимать как временную свертку импульсов В, ANE с эталонными импульсами электрического смешения. Поскольку ширина свернутого сигнала аналогична ширине эталонного импульса, импульсы V ANE должны быть короче 75 пс (подробности в дополнительном примечании 3 и дополнительном рис.6). Как мы показали в последующих экспериментах по магнитному резонансу, тепловые градиенты, создаваемые в нашем микроскопе, на самом деле намного короче.
Теперь обсудим чувствительность к сигналу микроскопии TRANE, которая зависит от нескольких факторов, включая коэффициент Нернста, геометрию и импеданс. Для поперечной структуры 18 мкм мы рассчитали чувствительность к углу намагничивания (дополнительную информацию см. В дополнительном примечании 4 и дополнительном рисунке 7). Из-за своей пикосекундной длительности сигнал TRANE чувствителен к микроволновому импедансу образца, причем самый сильный сигнал возникает, когда импеданс образца совпадает с импедансом 50 Ом измерительной цепи.Кроме того, электрический сигнал TRANE масштабируется как d 2 / w для диаметра зонда d и ширины канала w 21 . Таким образом, сигнал TRANE, полученный с помощью источника возбуждения в наномасштабе (<200 нм), может оставаться большим при условии, что w также уменьшено в масштабе. Для сравнения: масштабирование сигнала магнитооптической микроскопии по существу не зависит от геометрии устройства выше оптического дифракционного предела d ∼ λ / (2 NA) ∼200 нм для синего света.
Пространственное измерение с помощью сфокусированных импульсных тепловых градиентов
Далее мы экспериментально продемонстрируем, что боковая тепловая диффузия не ограничивает пространственное разрешение в масштабе сильно сфокусированного лазера, визуализируя локальный магнитный момент кобальтового креста. Сканируя лазер по образцу, создается карта намагниченности (рис. 2а, б), на которой видны доменные границы там, где проецируемый момент равен нулю. Для пленок кобальта, исследованных здесь, доменные стенки имеют ширину 150-200 нм 25 , что намного ниже аппаратного разрешения 311 ± 15 нм, определяемого как гауссова ширина, измеренная по коэффициенту отражения (с соответствующей FWHM 730 ± 35 нм).Мы используем этот факт для оценки разрешения нашего микроскопа TRANE путем подгонки пространственной линии, пересекающей магнитную доменную стенку (линия, разрезанная в направлении y ), с помощью свертки ступенчатой функции и гауссовой функции ширины, δ . Обрезки линий y и x показаны на рис. 2c, d. Подгонка дает δ = 326 ± 70 нм (соответствует FWHM 767 ± 165 нм, процедура подгонки описана в дополнительном примечании 5 и дополнительном рис.8). Эти результаты предполагают, что основным ограничением пространственного разрешения является размер пятна теплового градиента.
Рис. 2: Пространственное разрешение магнитного изображения с использованием температурного градиента.( a ) Оптическая микрофотография структуры кобальта, измеренная с помощью TRANE. Масштабная шкала составляет 50 мкм, белый квадрат очерчивает область, отображаемую с помощью TRANE и показанную в b . ( b ) Изображение магнитной структуры, полученное с помощью TRANE. Масштабная линейка составляет 5 мкм, а темные линии — это положения отрезков линий, показанных в c и d .( c , d ) Отрезки линий изображения, показывающие сигнал TRANE синим цветом (нормализованный по значению при насыщении, M s ) и одновременно измеренный отраженный свет красным цветом. ( c ) Обрезка линии в направлении y (сверху вниз). ( d ) Обрезка линии в направлении x (слева направо). Отметим, что отраженный сигнал спадает на краю креста, в то время как сигнал TRANE стремится к нулю без краевых артефактов.( e ) Конечно-элементное, зависящее от времени моделирование вертикальной составляющей теплового градиента при пиковой приложенной мощности по длине длинной 20 мкм проволоки из пермаллоя в зависимости от расстояния от центра пятна. Синяя линия соответствует источнику тепла с гауссовой шириной 311 нм. Пунктирная красная линия соответствует предполагаемой нанотермической генерации с гауссовой шириной 50 нм, соответствующей потенциальному источнику от (например) сканирующего зонда. Отметим, что из-за радиальной симметрии радиальный (в плоскости) градиент не дает сигнала.( f ) Температура в проволоке из пермаллоя шириной 2 мкм и сапфировой подложке рассчитана с помощью конечно-элементного зависимого от времени моделирования при пиковой приложенной мощности. Источником тепла был гауссиан с шириной 311 нм и пиковой мощностью 2,19 Вт. На двумерном графике показан разрез по ширине провода через середину нагретой области. Масштабная линейка составляет 4 мкм, а вертикальная стрелка — 30 нм. Белая пунктирная линия показывает поверхность сапфировой подложки.
Чтобы получить более глубокое понимание термодиффузии в наших магнитных тонкопленочных образцах, мы выполнили зависимое от времени конечно-элементное моделирование динамики пикосекундного нагрева.Используя численное моделирование, мы показываем на рис. 2e (синяя кривая), что, когда лазерный импульс максимален, вертикальная составляющая теплового градиента не распространяется вбок за пределы импульсного источника тепла. Интересно, что наше моделирование показывает, что это утверждение верно даже для гипотетического наноразмерного источника тепла (пунктирная красная кривая на рис. 2e). Смоделированный двумерный температурный профиль показан на рис. 2е.
Стробоскопическое измерение магнитной динамики
Мы изучаем временное разрешение TRANE путем стробоскопического измерения ферромагнитного резонанса (ФМР) в проволоке Ni 20 Fe 80 (пермаллой) с помощью устройства, изображенного на рис.3а. Чтобы возбудить динамику намагничивания, через медный провод на кристалле пропускают ток сверхвысокой частоты для генерации переменного тока вне плоскости. магнитное поле в пермаллое. Ось проволоки образца выровнена параллельно приложенному статическому магнитному полю, а контакты расположены так, чтобы измерить компонент намагниченности M y (перпендикулярно оси проволоки и полю возбуждения). Чтобы измерить В TRANE для измерений FMR, мы используем дополнительный этап обнаружения синхронизации, чтобы привязать сигнал как к частоте оптического прерывания, так и к модуляции поля с небольшой амплитудой вдоль направления статического магнитного поля.Обнаружение синхронизации с двойной привязкой позволяет нам отклонить влияние переменного тока. токи, вызванные возбуждением микроволн.
Рисунок 3: Измерение магнитной динамики с помощью TRANE.( a ) Схема экспериментальной установки, используемой для измерения FMR в проволоке из пермаллоя. Проволока из пермаллоя шириной 2 мкм (синяя) стимулируется магнитным полем H tim от медной проволоки диаметром 2 мкм на расстоянии 1 мкм от проволоки из пермаллоя. Контакты, используемые для измерения сигнала TRANE, были разделены на 3 мкм.Внешнее поле прикладывается параллельно к проводу. — среднее статическое поле и низкоамплитудная модуляция, используемая в качестве эталона для второго каскадного синхронизирующего усилителя. Белая шкала составляет 5 мкм. ( b ) Зависимое от времени численное моделирование теплового градиента. ( c ) Спектры ФМР измерены с использованием поля возбуждения 5 ГГц и исследованы на двух разных фазах прецессионного цикла. Красные квадраты показывают измерение в фазе θ = 0 ° с аппроксимацией, показанной красной пунктирной кривой, синие кружки показывают измерение в фазе θ = 64 ° с аппроксимацией, показанной сплошной синей кривой.Вертикальная серая линия — это направление к глазу, показывающее расположение резонансного поля, H r , определяемое подгонкой. ( d ) График зависимости резонансных частот от резонансного поля, определенного путем подгонки. Сплошная линия соответствует уравнению Киттеля. На вставке показан спектр FMR, измеренный на частоте 16,4 ГГц. Для всех спектров ФМР точки показывают данные после сглаживания по трем соседним точкам. Линии соответствуют линейной комбинации симметричных и антисимметричных лоренцевых с учетом частоты модуляции.
На этой схеме прецессия M y ( t ) стробоскопически преобразуется коротким тепловым импульсом. Выбирая частоту микроволнового возбуждения ω , соизмеримую с частотой следования лазерных импульсов, мы создаем постоянную связь между приходом лазерных импульсов и фазой поля возбуждения. Исходя из уравнения (1), аномальное напряжение Нернста, генерируемое на электрических датчиках образца, составляет В ANE ( t ) = — βN ∇ T z ( t ) M y ( t ), где β — константа пропорциональности.Поскольку намагниченность прецессирует на частоте ω , она имеет постоянную фазу φ относительно частоты следования лазера. Следовательно, выражение упрощается до V ANE (t) ≈− β ∇ T z ( t ) m y , prec cos ( ωt + φ ), где м y , prec — амплитуда прецессии вдоль y .Фаза определяется относительной задержкой между лазерными импульсами по отношению к переменному току. магнитное возбуждение и определяет, какой сегмент прецессионного цикла исследуется. Конечный сигнал, который мы измеряем после усилителей и смесителя, описывается интегралом по периоду лазерного импульса T , так что
Таким образом, магнитный момент запрашивается только при градиенте температуры ∇ T z ( т ), не равно нулю. В нашем случае численное моделирование (рис.3b) предполагают, что ∇ T z ( t ) отлично от нуля в течение ∼10 пс. Отметим, что если ∇ T z ( t ) сохраняется в течение продолжительности, сравнимой с полупериодом прецессии, π / ω , тогда V TRANE интегрируется почти до нуля. Ниже мы воспользуемся этим фактом, чтобы установить верхнюю границу продолжительности времени ∇ T z ( t ) путем измерения FMR на возрастающих частотах. Полное обсуждение стробоскопического временного разрешения микроскопии TRANE дано в дополнительном примечании 1.
На рис. 3c мы строим график стробоскопического измерения TRANE как функцию магнитного поля и видим пик FMR, соответствующий максимальному углу колебаний. Намагничивание возбуждается стимуляцией 5,00 ГГц до максимального угла 0,07 ° при 176 э. Чувствительность измерения равна, которая улучшена по сравнению с перекрестным образцом кобальта, главным образом из-за уменьшенной ширины образца, которая увеличивает отношение d 2 / w . На рис. 3c показаны две разные фазы одной и той же частоты FMR, регулируемой посредством электрического сдвига временной задержки между возбуждением микроволнового магнитного поля и лазерным зондом на 50 пс.Соответствующий сдвиг формы линии является результатом измерения магнитного момента в другой части прецессионного цикла, что свидетельствует о том, что кратковременный тепловой градиент является зондом во временной области.
Данные FMR анализируются путем подгонки к линейным комбинациям симметричных и антисимметричных функций Лоренца, модифицированных для учета модуляции магнитного поля (дополнительное примечание 6 и дополнительный рисунок 9). Из посадки мы извлекаем разницу фаз между ними в 64 ° ± 24 °.Расхождение с нашим ожиданием сдвига на 90 ° может быть связано с фазовым дрейфом между возбуждением и измерением в лабораторных временных масштабах или потому, что наша модель учитывает только одну однородную моду ФМР. Внимательное изучение двух наборов данных на рис. 3c выявляет дополнительные особенности, которые не коррелируют между фазами измерения. Это предполагает более сложное магнитное поведение, чем мы моделируем, включая существование дополнительных магнитных мод, которые могут влиять на точность фазы, которую мы извлекаем из подгонки.Хотя полное отображение и анализ этих режимов — это возможность микроскопии TRANE, их подробное изучение выходит за рамки настоящей демонстрации.
По мере увеличения частоты магнитного возбуждения мы обнаруживаем, что (как и ожидалось) резонансное поле ФМР хорошо описывается уравнением Киттеля, как показано на рис. 3d, где γ — гиромагнитное отношение, а H — прикладное поле. Здесь мы используем коэффициенты размагничивания N y = 0.015 и N z = 0,985, которые определяются отдельно с измерениями магнитного насыщения твердой оси. Из этих подгонок мы находим эффективный магнитный момент 4 πM с = 840 э.м.е. на см 3 и параметр затухания Гилберта, α = 0,009 ± 0,001. Затухание в этом образце согласуется с отдельными измерениями FMR, которые мы сделали путем электрического мониторинга постоянного тока. выпрямительное напряжение. Эти результаты также отлично согласуются с литературными значениями для пермаллоя 26,27 .Согласованность между нашими различными измерениями и предыдущими отчетами подтверждает идею о том, что локальный кратковременный нагрев образца во время измерения существенно не изменяет его динамические свойства, как показывает микроскопия TRANE.
Как упоминалось выше, данные FMR, показанные на рис. 3d, позволяют нам уточнить верхнюю границу времени жизни теплового градиента. Из уравнения (2) мы видим, что для V TRANE для стробоскопического измерения периодического движения время затухания теплового градиента должно быть меньше половины периода магнитной прецессии, иначе сигнал будет усреднен почти до нуля.В эксперименте (вставка на рис. 3d) мы наблюдаем сильные спектры ФМР до 16,4 ГГц (период 60 пс), что является самой высокой частотой, которую мы можем получить с помощью нашей микроволновой электроники. Таким образом, мы заключаем, что тепловой градиент должен затухать за <30 пс. Это подтверждается нашим нестационарным моделированием методом конечных элементов (рис. 3b), которое показывает, что импульс теплового градиента имеет ширину ∼10 пс для этих образцов.
C Wire Burnham котел
Ремонт аквастата отопительного котла: руководство по диагностике и устранению неисправностей в системе управления аквастатом отопительного котла: в этой статье описаны распространенные проблемы с управлением аквастатом системы отопления, а также способы их диагностики и устранения.Мы обсуждаем такие проблемы аквастата, как неправильная регулировка, неправильная проводка, жужжание или сбои реле.
У меня есть гнездо 3-го поколения, которое я хотел бы использовать для управления высокоскоростной принудительной воздушной системой для переменного тока (провода Y1, G, Rc и C) и паровым котлом Burnham для отопления (провода W1 и Rh). Когда подключаю только систему переменного тока, все хорошо. Nest использует провод C для питания самого себя. Я измерил мультиметром, что провод C обеспечивает 28 В переменного тока.
В обоих случаях топливо смешивается с воздухом и воспламеняется, нагревая герметичную камеру.Свежий отфильтрованный воздух затем дует через внешнюю часть горячей камеры в нагревательные каналы. (В домах с радиаторами вместо топок устанавливаются котлы. Они нагревают воду вместо воздуха, но ежегодный осмотр аналогичен.)
Вентиляторы котла запускаются, но котел не зажигается. Когда вентилятор запускается во время Последовательности работы котла, реле давления воздуха в котле должно сигнализировать печатной плате, а затем зажигаться. Но (например), если есть засоренный дымоход, давление воздуха не будет работать правильно и останется закрытым, создавая неисправность.Котельные циклы на …
Продаем запчасти для котлов Ajax и горелок Ajax. Позвоните нам по телефону 1-800-848-8197, чтобы получить помощь с запасными частями. Отдел запчастей Cici стремится предоставить вам быстрые расценки, конкурентоспособные цены и отличную доступность. Если вам нужно обновление системы управления или просто прокладка, мы здесь, чтобы помочь вам.
Саморегулирующийся нагревательный кабель макс.