Онлайн расчёт сопротивлений проводов. Площадь сечения проводов от мощности.

На первый взгляд может показаться, что эта статья из рублики «Электрику на заметку».

С одной стороны, а почему бы и нет,
с другой — так ведь и нам, пытливым электронщикам, иногда нужно рассчитать сопротивление обмотки катушки индуктивности, или
самодельного нихромового резистора, да и чего уж там греха таить — акустического кабеля для высококачественной звуковоспроизводящей
аппаратуры.

Формула тут совсем простая R = p*l/S, где l и S соответственно длина и площадь сечения проводника, а p — удельное сопротивление
материала, поэтому расчёты эти можно провести самостоятельно, вооружившись калькулятором и Ля-минорной мыслью, что все собранные
данные надо привести к системе СИ.

Ну а для нормальных пацанов, решивших сберечь своё время и не нервничать по пустякам, нарисуем незамысловатую таблицу.

ТАБЛИЦА ДЛЯ РАСЧЁТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА

Страница получилась сиротливой, поэтому помещу-ка я сюда таблицу для желающих связать своё время с прокладкой
электропроводки, подключить мощный источник энергопотребления, либо просто посмотреть в глаза электрику Василию
и, «похлёбывая из котелка» задать справедливый вопрос: «А почему, собственно? Может разорить меня решил? Зачем мне тут четыре
квадрата из бескислородной меди для двух лампочек и холодильника? Из-за чего, собственно?»

И расчёты эти мы с вами сделаем не от вольного и, даже не в соответствии с народной мудростью, гласящей, что
«необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, делённому на 10», а в строгом соответствии нормативными
документами Минэнерго России по правилам устройства электроустановок.

Правила эти игнорируют провода, сечением, меньшим 1,5 мм². Проигнорирую их и я, а за компанию и алюминиевые,
в силу их вопиющей архаичности.

Итак.

РАСЧЁТ ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МОЩНОСТИ НАГРУЗКИ

Потери в проводниках возникают из-за ненулевого значения их сопротивления, зависящего от длины провода.

Значения мощности этих потерь, выделяемых в виде тепла в окружающее пространство, приведены в таблице.

В итоге к потребителю энергии на другом конце провода напряжение доходит в несколько урезанном виде — меньшим, чем
оно было у источника. Из таблицы видно, что к примеру, при напряжении в сети 220 В и 100 метровой длине провода, сечением 1,5мм²,
напряжение на нагрузке, потребляющей 4 кВт, окажется не 220, а 199 В.


Хорошо, это или плохо?

Для каких-то приборов — безразлично, какие-то работать будут, но при пониженной мощности, а какие-то взбрыкнут и пошлют Вас к
едрене фене вместе с вашими длинными проводами и умными таблицами.


Поэтому Минэнерго — минэнергой, а собственная голова не повредит ни при каких обстоятельствах. Если ситуация складывается подобным
примеру образом — прямая дорога к выбору проводов, большего сечения.

Расчет сопротивления медных проводов и выбор сечения кабеля

Содержание

• 1 От чего зависит сопротивление металла
• 2 Удельное сопротивление различных металлов
  • 2. 1 Медь и алюминий
  • 2.2 Другие металлы
• 3 Выбор сечения кабелей
  • 3.1 Выбор сечения проводника по допустимому нагреву
  • 3.2 Выбор сечения по потерям напряжения
• 4 Видео

При проектировании электросхем важно правильно выбрать материал и сечение проводов. Чаще всего для этих целей применяется медь, обладающая меньшим сопротивлением.

Медные провода

От чего зависит сопротивление металла

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц. В металлах это свободные электроны. Они двигаются между атомами кристаллической решётки. Сопротивление их движению зависит от металла или сплава, а также его температуры – при её повышении сопротивление провода электрическому току растёт.

Исключение составляют специальные сплавы, применяемые в измерительных приборах. Из них изготавливаются резисторы, не меняющие своих параметров при изменении температуры. Кроме того, для подключения термопар применяются двухжильные провода, сопротивление одного из которых при повышении температуры растёт, а другого – уменьшается. В результате параметры кабеля не меняется.

Удельное сопротивление различных металлов

Разные металлы обладают различными свойствами и используются для разных целей.

Медь и алюминий

Удельное сопротивление меди

Самыми распространёнными проводами являются медные и алюминиевые. У меди ниже электросопротивление, чем сопротивление алюминиевого провода, кабеля из неё имеют меньшее сечение. Она прочнее, это позволяет сделать кабеля тоньше, а также гибкими и многожильными. Кроме того, медь паяется оловянными припоями.

Но у алюминия есть одно преимущество: он намного дешевле. Поэтому его используют для намотки трансформаторов и прокладки проводки, при эксплуатации которой отсутствуют изгибы, движение или вибрация.

Другие металлы

• Золото. Имеет самое малое электросопротивление, но из-за его цены используется только в отдельных местах в военной и космической технике;
• Серебро. Обладает лучшим соотношением цена/качество, чем золото, но также применяется ограниченно, в основном для изготовления контактов и разъёмов – оно не окисляется;
• Нихром (сплав никеля и хрома) и фехраль (железо, хром и алюминий). Обладают  высокой температурой плавления. Сопротивление нихрома и нихромовой проволоки достаточно большое для изготовления нагревателей и проволочных сопротивлений;
• Вольфрам. Имеет высокое удельное сопротивление и очень тугоплавкий – 3422 градуса. Из него изготавливаются нити накала в электролампочках;
• Константан. Сплав из меди, никеля и марганца, не меняющий своих свойств при изменениях температуры. Применяется для изготовления резисторов в измерительных приборах;
• Компенсационные. Из этих сплавов изготавливаются кабеля для подключения термопар и других датчиков. При повышении температуры электросопротивление одного проводника увеличивается, а другого – уменьшается. В результате общее значение остаётся неизменным.

Интересно. В 50-е годы проектировались трансформаторы для высоковольтных подстанций с серебряными обмотками. С учётом пониженных потерь это было выгодно. Но из-за повышения цены на серебро на мировом рынке эти проекты не были реализованы.

Выбор сечения кабелей

При расчёте сечения токопроводящей жилы учитываются нагрев и падение напряжения в кабелях большой длины. Выполнить расчет сопротивления провода можно по специальным таблицам или при помощи онлайн-калькуляторов.

Сечение, рассчитанное по потерям, может быть больше или меньше рассчитанного по нагреву. Это зависит от длины кабеля. Для прокладки выбирается большее значение.

Выбор сечения проводника по допустимому нагреву

При протекании электрического тока по кабелю он греется. Этот нагрев может расплавить изоляцию, что приведёт к её разрушению и замыканию рядом расположенных проводов между собой или на заземлённые детали конструкций.

Важно! Разрушение изоляции и К.З. (короткое замыкание) могут привести к пожару.

Расплавленная изоляция

Для того чтобы предотвратить подобную ситуацию, сечение кабеля должно соответствовать току нагрузки, типу изоляции и условиям прокладки. По проводам, проложенным открыто, или с термостойкой изоляцией можно пропускать больший ток, чем по кабелю, проложенному по трубам в виниловой или резиновой оболочке.

Выбор сечения по нагреву

Выбор сечения по потерям напряжения

При протекании электрического тока по кабелю происходит уменьшение напряжения возле нагрузки. Это связано с тем, что, хотя и сопротивление небольшого куска провода, и падение напряжения на нём невелико, на большой длине оно может достичь значительной величины.

Например, удельное сопротивление медного провода – 0,017 Ом•мм²/м. Но в одножильном кабеле длиной 100 м сечением 10 мм² оно составит 0,17Ом. При токе 80А (допустимому по нагреву) падение напряжения в сети 220В составит 27В (100 м фазного провода и 100 м нулевого с падением 13В в каждом проводнике). Поэтому при допустимом падении напряжения 2% или 5В сечение кабеля должно быть не меньше, чем 66 мм², или ближайшее большее стандартное значение – 75 мм².

Если расчет сечения по нагреву производится по рабочему току электродвигателя и на участке от вводного автомата до устройства, то расчёт по потерям необходимо производить по пусковому току с учётом всей длины кабелей: от магистрали до электромашины.

Выбор сечения провода по допустимому падению напряжения

Сопротивление медного провода – это величина, влияющая на выбор кабелей и проводов для намотки катушек при проектировании электросхем, а также электродвигателей и трансформаторов. Знание того, как выполняется расчет сопротивления проводника, и необходимых формул поможет правильно спроектировать электропроводку и избежать аварийных ситуаций.

Видео

Сопротивление тока: формула

Оцените статью:

Калькулятор сопротивления круглого провода

Калькулятор сопротивления круглого провода

Логотип Chemandy Electronics

Логотип Chemandy Electronics
CHEMANDY ELECTRONICSПоставщики необычного

Рассчитывает сопротивление постоянному току одиночного круглого провода из обычных проводящих материалов, используя приведенное ниже уравнение 2.

	РЕЗУЛЬТАТЫ
Удельное сопротивление (ρ):	x 10 -8 Ом·м
пост. Сопротивление:	Ом

  Примечание. Чтобы использовать другие значения удельного сопротивления, выберите «Ввести данные» в текстовом поле «Выбор материала проводника», а затем введите требуемое значение удельного сопротивления (ρ) в поле, выделенном желтым цветом.

Этот калькулятор использует JavaScript и будет работать в большинстве современных браузеров. Подробнее см. О наших калькуляторах

.

  Сопротивление проводника постоянному току рассчитывается с использованием удельного сопротивления и площади поперечного сечения: —

   Уравнение 1.

Где:

ρ — Удельное сопротивление проводника в Ом·м

l — Длина в метрах

A — Площадь поперечного сечения в метрах

Круглый провод обычно указывается по диаметру, а сопротивление постоянному току от диаметра составляет: —

   Уравнение 2.

Где:

ρ — удельное сопротивление проводника в Ом.м

l — длина в метрах

d — диаметр круглого проводника в метрах

Значения ρ взяты из CRC Handbook of Chemistry and Physics 1st Student Edition 1998 page F-88 и относятся к элементам высокой чистоты при 20°C.

Этот калькулятор бесплатно предоставляется Chemandy Electronics для продвижения FLEXI-BOX

Вернуться к индексу калькулятора

Медь и электричество.

Сопротивление и сопротивление.

Медь и электричество. Сопротивление и сопротивление.

Рисунок 2.2 График удельных сопротивлений некоторых металлов.

Некоторые удельные сопротивления В таблице 3 показаны некоторые удельные сопротивления. Вы увидите, что удельное сопротивление изменяется от примерно 10 -8 Ом·м до более чем 10 16  Ом м более чем на 24 порядка. Ни одно другое свойство материалов не изменяется в таком широком диапазоне. Металл Удельное сопротивление /(Вт·м) Материал Удельное сопротивление /(Вт·м) серебро 1,6 × 10 -8 уголь от 35 до 5000 × 10 -8 медь 1,7 × 10 -8 графит 800 × 10 -8 алюминий 3,2 × 10 -8 германий 0,65 свинец 21,0 × 10 -8 кремний 2,3  × 10 -3 манганин (сплав) 44,0 × 10 -8 стекло пирекс 10 12 эврика (сплав) 49,0 × 10 -8 ПТФЭ 10 12 до × 10 16 сталь (варьируется) от 10 до 100 × 10 -8 кварц 5 × 10 16 Таблица 3. Значения удельного сопротивления при комнатной температуре. Для металлов удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры. Для полупроводников и многих изоляторов верно обратное.

Рисунок 2.3 График, иллюстрирующий изменение сопротивления в зависимости от l, A и rho.

Расчет сопротивления Чтобы рассчитать сопротивление R провода, нам нужно знать три вещи: его длина  чем длиннее провод, тем больше его сопротивление его площадь поперечного сечения А   чем больше площадь, тем меньше его сопротивление удельное сопротивление материала r   больше удельное сопротивление, тем больше его сопротивление.