Содержание

Сечение провода (кабеля) по диаметру: формула, таблица

По идее, диаметр проводников должен соответствовать заявленным параметрам. Например, если указано на маркировке, что кабель 3 x 2,5, значит сечение проводников должно быть именно 2,5 мм2. На деле получается, что отличаться реальный размер может на 20-30%, а иногда и больше. Чем это грозит? Перегревом или оплавлением изоляции со всеми вытекающими последствиями. Потому, перед покупкой, желательно узнать размер провода, чтобы определить его поперечное сечение. Как именно считать сечение провода по диаметру и будем выяснять дальше. 

Содержание статьи

Как и чем измерить диаметр провода (проволоки)

Для измерения диаметра провода подойдет штангенциркуль или микрометр любого типа (механический или электронный). С электронными работать проще, но они есть не у всех. Измерять надо саму жилу без изоляции, потому предварительно ее отодвиньте или снимите небольшой кусок. Это можно делать, если продавец разрешит. Если нет — купите небольшой кусок для тестирования и проводите измерения на нем. На очищенном от изоляции проводнике замеряете диаметр, после чего можно определить реальное сечение провода по найденным размерам.

Измерения диаметра провода микрометром более точные, чем механическим штангенциркулем

Какой измерительный прибор в данном случае лучше? Если говорить о механических моделях, то микрометр. У него точность измерений выше. Если говорить об электронных вариантов, то для наших целей они оба дают вполне достоверные результаты.

Если нет ни штангенциркуля, ни микрометра, захватите с собой отвертку и линейку. Придется зачищать довольно приличный кусок проводника, так что без покупки тестового образца на этот раз вряд ли обойдетесь. Итак, снимаете изоляцию с куска провода 5-10 см. Наматываете проволоку на цилиндрическую часть отвертки. Витки укладываете вплотную один к другому, без зазора. Все витки должны быть полными, то есть «хвосты» провода должны торчать в одном направлении — вверх или вниз, например.

Определение диаметра провода при помощи линейки

Количество витков не важно — около 10. Можно больше или меньше, просто на 10 делить проще. Витки считаете,  затем прикладываете полученную намотку к линейке, совместив начало первого витка с нулевой отметкой (как на фото). Измеряете длину участка, занятого проводом, потом его делите на количество витков. Получаете диаметр провода. Вот так все просто.

Например, посчитаем каков размер проволоки, изображенной на фото выше. Количество витков в данном случае — 11, занимают они 7,5 мм. Делим 7,5 на 11, получаем 0,68 мм. Это и будет диаметр данного провода. Далее можно искать сечение этого проводника.

 

Ищем сечение провода по диаметру: формула

Провода в кабеле имеют в поперечном сечении форму круга. Потому при расчетах пользуемся формулой площади круга. Ее можно найти используя радиус (половину измеренного диаметра) или диаметр (смотрите формулу).

Определяем сечение провода по диаметру: формула

Например, посчитаем площадь поперечного сечения проводника (проволоки) по размеру, рассчитанному ранее: 0,68 мм. Давайте сначала используем формулу с радиусом. Сначала находим радиус: делим диаметр на два. 0,68 мм / 2 = 0,34 мм. Далее эту цифру подставляем в формулу

S = π * R2 = 3,14 * 0,342 = 0,36 мм

Считать надо так: сначала возводим в квадрат 0,34, потом умножаем полученное значение на 3,14. Получили сечение данного провода 0,36 квадратных миллиметров. Это очень тонкий провод, который в силовых сетях не используется.

Давайте посчитаем сечение кабеля по диаметру, используя вторую часть формулы. Должно получиться точно такое же значение. Разница может быть в тысячные доли из-за разного округления.

S = π/4 * D2 = 3. 14/4 * 0,682 = 0,785 * 0,4624 = 0,36 мм2

В данном случае делим число 3,14 на четыре, потом возводим диаметр в квадрат,  две полученные цифры перемножаем. Получаем аналогичное значение, как и должно быть. Теперь вы знаете, как узнать сечение кабеля по диаметру. Какая из этих формул вам удобнее, ту и используйте. Разницы нет.

Таблица соответствия диаметров проводов и их площадь сечения

Проводить расчеты в магазине или на рынке не всегда хочется или есть возможность. Чтобы не тратить время на расчеты или не ошибиться, можно воспользоваться таблицей соответствия диаметров и сечений проводов, в которой есть наиболее распространенные (нормативные) размеры. Ее можно переписать, распечатать и захватить с собой.

Диаметр проводникаСечение проводника
0,8 мм0,5 мм2
0,98 мм0,75 мм2
1,13 мм1 мм2
1,38 мм1,5 мм2
1,6 мм2,0 мм2
1,78 мм2,5 мм2
2,26 мм4,0 мм2
2,76 мм6,0 мм2
3,57 мм10,0 мм2
4,51 мм16,0 мм2
5,64 мм25,0 мм2

Как работать с этой таблицей? Как правило, на кабелях есть маркировка или бирка, на которой указаны его параметры.

Там указывается маркировка кабеля, количество жил и их сечение. Например, ВВНГ 2х4. Нас интересуют параметры жилы а это цифры, которые стоят после знака «х». В данном случае заявлено, что есть два проводника, имеющих поперечное сечение 4 мм2. Вот и будем проверять, соответствует ли эта информация действительности.

Как работать с таблицей

Чтобы проверить, проводите измерение диаметра любым из описанных методов, после сверяетесь с таблицей. В ней указано, что при таком сечении в четыре квадратных миллиметра, размер провода должен быть 2,26 мм. Если измерения у вас такие же или очень близкие (погрешность измерений существует, так как приборы неидеальные), все нормально, можно данный кабель покупать.

Заявленные размеры далеко не всегда соответствуют реальным

Но намного чаще фактический диаметр проводников значительно меньше заявленного. Тогда у вас два пути: искать провод другого производителя или взять большего сечения. За него, конечно, придется переплатить, но первый вариант потребует достаточно большого промежутка времени, да и не факт, что вам удастся найти соответствующий ГОСТу кабель.

Второй вариант потребует больше денег, так как цена существенно зависит от заявленного сечения. Хотя, не факт — хороший кабель, сделанный по всем нормам, может стоит еще дороже. Это и понятно — расходы меди, а, часто, и на изоляцию, при соблюдении технологии и стандартов — значительно больше. Потому производители и хитрят, уменьшая диаметр проводов — чтобы снизить цену. Но такая экономия может обернуться бедой. Так что обязательно проводите измерения перед покупкой. Даже и проверенных поставщиков.

И еще: осмотрите и пощупайте изоляцию. Она должна быть толстой, сплошной, иметь одинаковую толщину. Если кроме изменения диаметра еще и с изоляцией проблемы — ищите кабель другого производителя. Вообще, желательно найти продукцию, отвечающую требованиям ГОСТа, а не сделанную по ТУ. В этом случае есть надежда на то, что кабель или провод буде служить долго и без проблем. Сегодня это сделать непросто, но если вы разводите проводку в доме или подключаете электричество от столба, качество очень важно.

Потому, стоит, наверное, поискать.

Как определить сечение многожильного провода

Иногда проводники используются многожильные — состоящие из множества одинаковых тонких проволочек. Как посчитать сечение провода по диаметру в этом случае? Да точно также. Проводите измерения/вычисления для одной проволоки, считаете их количество в пучке, потом умножаете на это число. Вот вы и узнаете площадь поперечного сечения многожильного провода.

Сечение многожильного провода считается аналогично

 

Как определить сечение провода или жил кабеля: 7 способов

При монтаже электропроводки необходимо следить за тем, чтобы реальное сечение проводника соответствовало заложенному в проекте, так как этот параметр определяет сопротивление электрическому току, а при несоответствии возникнет перегрев и угроза возгорания.

На практике встречаются такие ситуации, когда приобретенный провод вообще не маркирован или у электромонтажника возникают сомнения по поводу соответствия заявленных характеристик фактическим. В таком случае нужно знать, как определить сечение провода на месте проведения работ.

Почему возникает несоответствие?

Несмотря на то, что в условиях современной конкуренции производители всеми силами стремятся не упустить своих клиентов, некоторые из них берутся за надувательство. Для этого они экономят металл за счет уменьшения диаметра. Достаточно убрать всего лишь пару квадратных миллиметров, и на сотнях километров кабеля это  окупиться значительным снижением себестоимости.

А потом и покупателю цену снизят, и сами останутся довольными. Но вот потребитель, в конечном итоге, подводит себя под угрозу из-за того, что сопротивление проводника гораздо ниже заявленного. И в месте прокладки такого провода возникает вероятность возгорания.

Способы определения сечения провода пошагово

Существует несколько способов для измерения сечения по диаметру жилы.

Если провод одножильный, то замеры будут производиться сразу на нем, а вот из бухты кабеля необходимо выпутать один проводник. После этого его очищают от изоляции, чтобы остался только металл.

Рис. 1. Удаление изоляции с провода

Чтобы вычислить площадь круга через величину радиуса, применяется расчет по формуле: S = π × R2­, где:

  • π – константа равная 3,14;
  • R – радиус окружности.

Но, в связи с тем, что с практической точки зрения гораздо проще вычислить диаметр, равный двум радиусам,  формула расчета примет такой вид: S = π × (D/2)2.

Рис. 2. Диаметр провода

В зависимости от способов замеров диаметра выделяют несколько методов вычисления сечения провода и жил кабеля. Рассмотрим их.

По диаметру с помощью штангенциркуля или микрометра

Наиболее актуальным вариантом, чтобы измерить диаметр являются такие приборы, как штангенциркуль и микрометр. Данные устройства позволяют измерить диаметр максимально точно. Для этого вам понадобится провод и микрометр

Рис.
3: Провод и микрометр

Рассмотрите пример определения сечения для одножильного провода (рисунок 4).

Рис. 4. Измерение микрометром

Для этого фиксатор Б переводится в открытое положение. Ручка микрометра откручивается на такое расстояние, чтобы провод легко поместился в пространстве между щупами А. Затем при помощи ручки Г прибор закручивается до срабатывания трещотки. После этого фиксируются показания по всем трем шкалам в точке В.

В данном примере диаметр составляет 1,4 мм, следовательно, чтобы вычислить сечение, необходимо S =  3,14 × 1,4 × 1,4 / 4 = 1,53 мм2.  Такую же процедуру определения сечения можно произвести, используя штангенциркуль.

Преимуществом такого метода является возможность измерить любой проводник круглого сечения, даже если он уже установлен и эксплуатируется для питания какого-либо электрического прибора. Основной недостаток метода – это высокая стоимость приспособлений, естественно, что приобретать их для пары замеров совершенно нецелесообразно.

По диаметру с помощью карандаша или ручки

Данный способ определения сечения основан на том факте, что по всей длине у провода одинаковый диаметр. Возьмите обычный карандаш, ручку или фломастер, на который намотайте провод по спирали.  Чтобы исключить толщину изоляции, ее необходимо срезать по всей длине. Кольца должны располагаться максимально плотно, чем больше пространство между кольцами, тем ниже точность.

Рис. 5: Определение сечения карандашом

Так как все провода имеют одинаковую толщину, то для определения диаметра медных проводов, измерьте длину всей намотки и разделите на количество витков. В данном примере D = 15 мм / 15 витков = 1 мм, соответственно, используя ту же формулу расчета, получим сечение S =  3,14 × 1 × 1 / 4 = 0,78 мм2. Заметьте, чем больше витков вы сделаете, тем более точно определите сечение.

Стоит отметить, что преимущество такого метода в том, что для определения сечения можно использовать только подручные средства. Недостаток – низкая точность и возможность намотки только тонких проводников. В примере использовался относительно тонкий провод, но расстояние между витками уже просматривается. Из-за чего точность оставляет желать лучшего, разумеется, что алюминиевую проволоку таким способом согнуть не удастся.

По диаметру с помощью линейки

Сразу оговоримся, что для измерения линейкой можно брать только относительно толстый провод, чем меньше толщина, тем ниже точность. Диаметр жилки при этом может определяться ниткой или бумагой, второй вариант является наиболее предпочтительным, так как дает большую точность.

Рис. 6: Подготовка бумаги для замера

Оторвите небольшую полоску и загните ее с одной стороны. Предпочтительнее более тонкая бумага, поэтому не нужно складывать листок в несколько раз.

Рисунок 7: Обматывание бумагой провода

Затем бумагу прикладывают к проводу и заворачивают по окружности до соприкосновения полоски. В месте соприкосновения ее загибают второй раз и прикладывают к линейке для измерения.

Рисунок 8: измерение при помощи линейки

Через полученную длину окружности L находят диаметр жилки D = L / 2 π, а расчет сечения выполняется как показывалось ранее.   Данный метод определения сечения хорошо подходит для крупных алюминиевых жил. Но точность в этом методе наиболее низкая.

По диаметру с помощью готовых таблиц

Этот метод подходит для проводов стандартного сечения. К примеру, вы уже определили диаметр по одному из вышеприведенных методов. После чего вы используете таблицу для определения сечения.

Таблица 1: определение сечения через диаметр провода

Диаметр проводникаСечение проводника
0,8 мм0,5 мм2
0,98 мм0,75 мм2
1,13 мм1 мм2
1,38 мм1,5 мм2
1,6 мм2,0 мм2
1,78 мм2,5 мм2
2,26 мм4,0 мм2
2,76 мм6,0 мм2
3,57 мм10,0 мм2
4,51 мм16,0 мм2
5,64 мм25,0 мм2
 

К примеру, если у вас диаметр получился 1,8 мм, то это значит, что сечение по таблице будет равно 2,5 мм2.

По мощности или току

Если известна проводящая способность жилы, то с ее помощью можно определить сечение. Для этого понадобится один из параметров токопроводящей жилы – ток или мощность. Тоже можно сделать, если вы сможете рассчитать нагрузку. После чего из нижеприведенных таблиц необходимо выбрать соответствующий вариант. Но при этом необходимо учитывать алюминиевыми или медными жилами выполнен провод.

Таблица 2: для выбора сечения медного провода, в зависимости от силы потребляемого тока

Максимальный расчетный ток, А1,02,03,04,05,06,010,016,020,025,032,040,050,063,0
Стандартное сечение медного провода, мм20,350,350,500,751,01,22,02,53,04,05,06,08,010,0
Диаметр провода, мм0,670,670,800,981,11,21,61,82,02,32,52,73,23,6

Таблица 3: для выбора сечения медного провода, в зависимости от потребляемой мощности

Мощность электроприбора, ватт (Вт)100300500700900100012001500180020002500300035004000
Стандартное сечение жилы медного провода, мм20,350,350,350,50,750,751,01,21,51,52,02,52,53,0

Таблица 4: для определения сечения жил из алюминиевого провода

Диаметр провода, мм1,61,82,02,32,52,73,23,64,55,66,2
Сечение провода, мм22,02,53,04,05,06,08,010,016,025,035,0
Максимальный ток
при длительной нагрузке, А
1416182124263238556575
Максимальная мощность нагрузки,
киловатт (кВт)
3,03,54,04,65,35,76,88,412,114,316,5

К примеру, если  при монтаже электропроводки из алюминия вам известно, что максимальный ток, который провод может пропускать при длительной нагрузке, составляет 21 А, то чтобы выбрать сечение необходимо посмотреть строку выше —  4 мм2.

Расчет сечения многожильного провода

Если используется многожильный провод, в котором все проводники одинаковые, общее сечение определяется путем  сложения площади всех. К примеру, измеряют размер для одной жилы любым из вышеприведенных методов. После чего фактическое сечение определяется по формуле So = n ×  Si, где

  • So – это общее сечение всего проводника;
  • n – число проводников одинакового диаметра;
  • Si – сечение одного провода.

Расчет сечения кабеля с помощью онлайн калькуляторов

Советы от электрика

Если вы подбираете провод или кабель ВВГНГ для того, чтобы запитать электрическую сеть, обратите внимание на следующие моменты:

  • Посмотрите на цвет медного и алюминиевого провода, так как изготовитель мог сэкономить и использовать сплав, что значительно увеличивает электрическое сопротивление и не позволяет использовать допустимые нагрузки по сечению.
  • Насколько бы тонкой изоляцией не обладал гибкий кабель, для расчета сечения вам все равно необходимо измерять только жилу. Так как лишние миллиметры позволят использовать провод меньшим сечением для запитки чрезмерной нагрузки, а это чревато повреждениями.
  • Если на каком-то этапе вы засомневались в достаточности сечения или поняли, что применять приборы меньшей мощности не получится, лучше смонтировать проводку более толстым проводом.

Как определить соответствие параметров?

Как правило, избежать подобных казусов во время покупки позволяет предельная внимательность с вашей стороны:

  • На нормальном проводе обязательно присутствует его маркировка, которая предоставляет покупателю всю информацию о модели, особенностях эксплуатации, параметрах. В случае столкновения с сомнительной продукцией, можно обнаружить, что данные об изделии представлены не в полном объеме или вовсе отсутствуют.
  • Если проводник действительно хорош, на него обязательно должны предоставить сертификаты качества. Техническая документация свидетельствует о том, что такой он не только изготовлен в соответствии с  НД, но и прошел соответствующие испытания.
  • Хороший провод не может стоить копейки – так как цена материалов достаточно высока, дешевизна должна заставить задуматься о том, не кроется ли в этом какой-то подвох. При желании вы можете прийти в магазин с микрометром или штангенциркулем и выполнить проверку, чтобы развеять сомнения.

Видео версия

Как определить сечение кабеля по диаметру.

Пошаговая инструкция

Как правило, любой кабель состоит из нескольких жил, которые в сечении представляют тобой круг. Именно от площади этого сечения пропорционально зависит проводимость кабеля. Если оно будет слишком маленьким, кабель может перегореть, а это одна из основных причин пожаров в современном мире.

Как правило, любой кабель состоит из нескольких жил, которые в сечении представляют тобой круг. Именно от площади этого сечения пропорционально зависит проводимость кабеля. Если оно будет слишком маленьким, кабель может перегореть, а это одна из основных причин пожаров в современном мире.

Как определить сечение кабеля, зная его диаметр? Очень просто – нужно прочитать он-лайн журнал о строительстве ProfiDom.com.ua и найти эту пошаговую инструкцию

Вам понадобится

• - кабель с неизвестным сечением; 

• - штангенциркуль или микрометр; 

• - таблица удельных сопротивлений веществ.

Инструкция

Шаг 1. Возьмите кабель, сечение которого нужно определить. Чаще всего он состоит из 2-4 жил, которые изолированы друг от друга специальными материалами. Эти жилы имеют одинаковый диаметр. Иногда можно встретить кабель, одна жила которого тоньше остальных – она предназначена для заземления.

Шаг 2. Очистите от изоляции жилы кабеля. С помощью штангенциркуля, а лучше микрометра (это позволит произвести более точное измерение), найдите диаметр жилы. Значение получите в миллиметрах. Затем высчитайте площадь поперечного сечения. Для этого коэффициент 0,25 умножьте на число π≈3,14 и значение диаметра d возведенное в квадрат S=0,25∙π∙d². Это значение умножьте на количество жил кабеля. Зная длину провода, его сечение и материал из которого он сделан, вычислите его сопротивление.

Шаг 3. Например, если нужно найти сечение медного кабеля из 4 жил, а измерение диаметра жилы дало значение 2 мм, найдите площадь его поперечного сечения. Для этого рассчитайте площадь поперечного сечения одной жилы. Она будет равна S=0,25∙3,14∙2²=3,14 мм². Затем определите сечение всего кабеля для этого сечение одной жилы умножьте на их количество в нашем примере это 3,14∙4=12,56 мм².

Шаг 4. Теперь можно узнать максимальный ток, который может по нему протекать, или его сопротивления, если известна длина. Максимальный ток для медного кабеля рассчитайте из соотношения 8 А на 1 мм². Тогда предельное значение тока, который может проходить по кабелю, взятому в примере составляет 8∙12,56=100,5 А. Учитывайте, что для алюминиевого кабеля это соотношение составляет 5 А на 1 мм².

Шаг 5. Например, длина кабеля составляет 200 м. Для того чтобы найти его сопротивление, умножьте удельное сопротивление меди ρ в Ом∙ мм²/м, на длину кабеля l и поделите на площадь его поперечного сечения S (R=ρ∙l/S). Сделав подстановку, получите R=0,0175∙200/12,56≈0,279 Ом, что приведет к очень малым потерям электроэнергии при ее передаче по такому кабелю.

Как определить сечение провода

Диаметр провода.

Для того, чтобы удачно купить провод, перед покупкой необходимо измерить диаметр провода, иначе можно стать жертвой обмана. Также измерять сечение провода придется, если будете добавлять новую электрическую точку на старой проводке, так как буквенной маркировки на ней может не быть. Информация, приведенная ниже, поможет вам правильно выбрать методику измерения диаметра провода и эффективно ее использовать на практике.

При этом у вас сразу возникнет вопрос: «Какой смысл компании портить свою репутацию?» Объяснений этому может быть несколько:Но все дело в том, что даже совершив правильные расчеты сечения провода, вы все равно можете столкнуться с проблемой, несмотря на то, что купите провод с подходящим диаметром. Авария может произойти из-за того, что на маркировке проводов будет указано сечение жил, которое не соответствует действительному. Это может случится в результате того, что завод-производитель сэкономил на материале, или же компанией, выпускающей данную продукцию, не были соблюдены все характеристики изделия. Также на прилавках можно найти провода, на которых совсем отсутствует маркировка, что изначально заставляет усомниться в их качественности.

1. В целях экономии. Например, завод сделал диаметр провода меньше всего лишь на 2 мм. кв. при 2,5-миллиметровой жиле, что дало возможность выиграть на одном погонном метре несколько килограмм металла, не говоря уже о прибыли при массовом производстве.

2. В результате большой конкуренции компания снижает цену на электропроводку, пытаясь переманить к себе большую часть потребителей. Естественно, это происходит за счет уменьшения диаметра провода, что невозможно определить невооруженным глазом.

И первый, и второй вариант имеет место быть на рынке продаж, поэтому вам лучше перестраховаться и сделать самостоятельно точные вычисления, о которых и пойдет речь дальше.

Зачем надо точное значение

Узнают сечение покупаемых кабелей, чтобы подобрать подходящий для определенной цели. Если проводник не будет соответствовать по этому параметру, то возникает повышенная опасность возгорания. Так, нельзя брать кабель или электропровод, у которого этот параметр ниже допустимой нормы, так как он будет сильно греться во время эксплуатации. Такой нагрев постепенно будет снижать запас прочности изоляции и по итогу произойдет ее пробой и, возможно – последующее возгорание.

Кроме необходимости перепроверки указанного в спецификации значений при покупке нового провода, узнать точное сечение может быть нужно и в других ситуациях. Одна из самых распространенных – это необходимость замены уже отработавшего токопроводного элемента. Его параметры нельзя посмотреть, так как такие сведения редко помнят или сохраняют где-то записанными. Если брать новый провод «на глаз», то также возможно его возгорание после ввода в эксплуатацию.

Как делается расчёт потребляемой мощности

Рассчитать приблизительное сечение кабеля можно и самостоятельно — необязательно прибегать к помощи квалифицированного специалиста. Полученные в результате расчётов данные можно использовать для покупки провода, однако, сами электромонтажные работы следует доверять только опытному человеку.

Последовательность действий при расчёте сечения такова:

  1. Составляется подробный список всех находящихся в помещении электрических приборов.
  2. Устанавливаются паспортные данные потребляемой мощности всех найденных устройств, после чего определяется непрерывность работы того или иного оборудования.
  3. Выявив значение потребляемой мощности от устройств, работающих постоянно, следует суммировать это значение, добавив к нему коэффициент, равный значению периодически включающийся электроприборов (то есть, если прибор будет работать всего 30% времени, то следует прибавить треть от его мощности).
  4. Далее ищем полученные значения в специальной таблице расчёта сечения провода. Для большей гарантии рекомендуется к полученному значению потребляемой мощности добавить 10-15%.

Для определения необходимых вычислений по подбору сечения кабелей электропроводки согласно их мощности внутри сети важно использовать данные о количестве электрической энергии, потребляемой устройствами и приборами тока. На этом этапе необходимо учесть очень важный момент – данные электропотребляемых приборов дают не точное, а приближенное, усредненное значение

Поэтому к такой отметке необходимо добавлять около 5% от параметров, указанных компанией-производителем оборудования

На этом этапе необходимо учесть очень важный момент – данные электропотребляемых приборов дают не точное, а приближенное, усредненное значение. Поэтому к такой отметке необходимо добавлять около 5% от параметров, указанных компанией-производителем оборудования.

Большинство далеко не самых компетентных и квалифицированных электриков уверены в одной простой истине – для того, чтобы правильно провести электрические провода для источников освещения (к примеру, для светильников), необходимо брать провода с сечением, равным 0,5 мм², для люстр – 1,5 мм², а для розеток – 2,5 мм².

Об этом думают и так считают только некомпетентные электрики. Но что, если, например, в одном помещении одновременно работают микроволновка, чайник, холодильник и освещение, для которых нужны провода с разным сечением? Это может привести, к самым разным ситуациям: короткому замыканию, быстрой порче проводки и изоляционного слоя, а также к возгоранию (это редкий случай, но все же возможный).

Точно такая же не самая приятная ситуация может произойти, если человек будет подключать к одной и той же розетке мультиварку, кофеварку и, допустим, стиральную машину.

Зачем нужно проводить расчет нагрузки кабеля?

Этот вопрос часто возникает при прокладке проводки в квартире или своём доме. Сначала считаются все планируемые нагрузки, а потом определяется необходимое сечение провода. Потом приобретается нужный материал в магазине и производится монтаж электропроводки в доме.

В результате эксплуатации новой проводки сначала «выбивает» автомат на электрощитке, а потом обнаруживается повреждение провода. Причём он часто оказывается полностью расплавленным, в результате чего и произошло короткое замыкание. Получается, что сделаны неправильные расчёты, и как узнать минимально допустимое значение сечение провода в таком случае?

Чтобы избежать серьёзных перегрузок, необходимо подсчитать, сколько электрических приборов в квартире будет задействовано одновременно. Среди самых мощных бытовых приборов, которые обычно используются дома при приготовлении пищи и создания нашего комфорта, можно выделить:

  • электроплиту;
  • кондиционер;
  • микроволновку;
  • электрочайник;
  • утюг;
  • стиральную и посудомоечную машины;
  • кофемолку;
  • пылесос.

Потребляемая мощность этой бытовой техники колеблется от 1 до 2 киловатт (за исключением электроплиты).

Расчет по длине

Ну и последний способ, позволяющий рассчитать сечение кабеля – по длине. Суть следующих вычислений заключается в том, что каждый проводник имеет свое сопротивление, которое с увеличением протяженности линии способствует потерям напряжения (чем больше расстояние, тем больше и потери). В том случае, если величина потерь превысит отметку в 5%, необходимо выбрать проводник с жилами покрупнее.

Для вычислений используется следующая методика:

  • Нужно рассчитать суммарную мощность электроприборов и силу тока (выше мы предоставили соответствующие формулы).
  • Выполняется расчет сопротивления электропроводки. Формула имеет следующий вид: удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах). Получившееся значение необходимо разделить на выбранное поперечное сечение кабеля.

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Обращаем Ваше внимание на то, что длина прохождения тока должна умножаться в два раза, т.к. ток изначально идет по одной жиле, а потом возвращается назад по другой

Рассчитываются потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.

Uпотерь=Iнагрузки*Rпровода

ПОТЕРИ=(Uпотерь/Uном)*100%

  • Определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
  • Итоговое число анализируется. Если значение меньше 5%, оставляем выбранное сечение жилы. В противном случае подбираем более «толстый» проводник.

Допустим мы рассчитали, что сопротивление жил у нас 0,5 Ома, а ток 16 Ампер, тогда:

Uпотерь=16*0,5=8 Вольт

ПОТЕРИ=(8/220)*100%=0,03636*100%=3,6%

Что вполне допустимо для большинства случаев, согласно ГОСТ 29322-14 «Стандартные напряжения». Подробнее в статье: https://samelectrik.ru/kakoe-otklonenie-napryazheniya-v-seti-schitaetsya-predelnym.html.

Таблица удельных сопротивлений:

Если Вы протягиваете линию на довольно протяженное расстояние, обязательно производите расчет с учетом потерь по длине, иначе будет высокая вероятность неправильного выбора сечения кабеля.

Таблица соответствия диаметров проводов и их площадь сечения

Проводить расчеты в магазине или на рынке не всегда хочется или есть возможность. Чтобы не тратить время на расчеты или не ошибиться, можно воспользоваться таблицей соответствия диаметров и сечений проводов, в которой есть наиболее распространенные (нормативные) размеры. Ее можно переписать, распечатать и захватить с собой.

Диаметр проводникаСечение проводника
0,8 мм0,5 мм2
0,98 мм0,75 мм2
1,13 мм1 мм2
1,38 мм1,5 мм2
1,6 мм2,0 мм2
1,78 мм2,5 мм2
2,26 мм4,0 мм2
2,76 мм6,0 мм2
3,57 мм10,0 мм2
4,51 мм16,0 мм2
5,64 мм25,0 мм2

Как работать с этой таблицей? Как правило, на кабелях есть маркировка или бирка, на которой указаны его параметры. Там указывается маркировка кабеля, количество жил и их сечение. Например, ВВНГ 2х4. Нас интересуют параметры жилы а это цифры, которые стоят после знака «х». В данном случае заявлено, что есть два проводника, имеющих поперечное сечение 4 мм 2 . Вот и будем проверять, соответствует ли эта информация действительности.

Как работать с таблицей

Чтобы проверить, проводите измерение диаметра любым из описанных методов, после сверяетесь с таблицей. В ней указано, что при таком сечении в четыре квадратных миллиметра, размер провода должен быть 2,26 мм. Если измерения у вас такие же или очень близкие (погрешность измерений существует, так как приборы неидеальные), все нормально, можно данный кабель покупать.

Заявленные размеры далеко не всегда соответствуют реальным

Но намного чаще фактический диаметр проводников значительно меньше заявленного. Тогда у вас два пути: искать провод другого производителя или взять большего сечения. За него, конечно, придется переплатить, но первый вариант потребует достаточно большого промежутка времени, да и не факт, что вам удастся найти соответствующий ГОСТу кабель.

Второй вариант потребует больше денег, так как цена существенно зависит от заявленного сечения. Хотя, не факт — хороший кабель, сделанный по всем нормам, может стоит еще дороже. Это и понятно — расходы меди, а, часто, и на изоляцию, при соблюдении технологии и стандартов — значительно больше. Потому производители и хитрят, уменьшая диаметр проводов — чтобы снизить цену. Но такая экономия может обернуться бедой. Так что обязательно проводите измерения перед покупкой. Даже и проверенных поставщиков.

И еще: осмотрите и пощупайте изоляцию. Она должна быть толстой, сплошной, иметь одинаковую толщину. Если кроме изменения диаметра еще и с изоляцией проблемы — ищите кабель другого производителя. Вообще, желательно найти продукцию, отвечающую требованиям ГОСТа, а не сделанную по ТУ. В этом случае есть надежда на то, что кабель или провод буде служить долго и без проблем

Сегодня это сделать непросто, но если вы разводите проводку в доме или подключаете электричество от столба, качество очень важно. Потому, стоит, наверное, поискать

P=IU

Данные формулы используют в случаях активной нагрузки (потребители в жилых помещениях, лампочки, утюги). Для реактивной нагрузки в основном используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (для работы мощных трансформаторов, электродвигателей, обычно в промышленности).

В следующей таблице предложены исходные параметры – потребляемый ток и мощность, а определяемые величины – сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.

Исходя из потребляемой мощности и тока – выбор площади поперечного сечения провода и автоматического выключателя.

Зная мощность и ток, в нижеприведенной таблице можно выбрать сечение провода.

Таблица 2.

Макс. мощность,
кВт

Макс. ток нагрузки,
А

Сечение
провода, мм2

Ток автомата,
А

1

4.5

1

4-6

2

9. 1

1.5

10

3

13.6

2.5

16

4

18.2

2.5

20

5

22.7

4

25

6

27.3

4

32

7

31.8

4

32

8

36.4

6

40

9

40.9

6

50

10

45.5

10

50

11

50.0

10

50

12

54.5

16

63

13

59. 1

16

63

14

63.6

16

80

15

68.2

25

80

16

72.7

25

80

17

77.3

25

80

Критические случаи в таблице выделены красным цветом, в этих случаях лучше перестраховаться, не экономя на проводе, выбрав более толстый провод, нежели указано в таблице. А ток автомата наоборот поменьше.

По таблице можно без труда выбрать сечение провода по току, или сечение провода по мощности. Под заданную нагрузку выбрать автоматический выключатель.

В данной таблице все данные приведены для следующего случая.

  • Одна фаза, напряжение 220 В
  • Температура окружающей среды +300С
  • Прокладка в воздухе либо коробе (находится в закрытом пространстве)
  • Провод трехжильный, в общей изоляции (провод)
  • Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
  • В очень редких случаях потребитель достигает максимальную мощность. В таких случаях, максимальный ток может действовать длительно без отрицательных последствий.

Рекомендовано выбирать большее сечение (следующее из ряда), в случаях, когда температура окружающей среды будет на 200С выше, либо в жгуте будет несколько проводов

Это особо важно в тех случаях, если значение рабочего тока, приближено к максимальному

В сомнительных и спорных моментах, таких как:

большие пусковые токи; возможное в будущем увеличение нагрузки; пожароопасные помещения; большие перепады температур (например, провод находится на солнце), необходимо увеличить толщину проводов. Либо же для достоверной информации, обратиться к формулам и справочникам. Но в основном, табличные справочные данные применимы для практики.

Также толщину провода можно узнать эмпирическим (полученным опытным путем) правилом:

Правило выбора площади сечения провода для максимального тока.

Нужную площадь сечения для медного провода, исходя из максимального тока, можно подобрать применяя правило:

Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.

Расчеты по этому правилу без запаса, поэтому полученный результат нужно округлить в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, нужен провод сечением мм, а ток 32 Ампер. Необходимо брать ближайший, конечно, в большую сторону – 4 мм . Видно, что данное правило вполне укладывается в табличные данные.

Следует заметить, что данное правило хорошо работает для токов до 40 Ампер. Если же токи больше (за пределами жилого помещения, такие токи на вводе) – нужно выбирать провод с еще большим запасом, и делить уже не на 10, а на 8 (до 80 А).

Это же правило и для поиска максимального тока через медный провод, если известна его площадь:

Максимальный ток равен площади сечения, умножить на 10.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К выбору сечения нужно подходить со всей ответственностью. Чтобы знать, кабель 3х4 сколько выдерживает киловатт, надо уметь расшифровать цифры.  Такая маркировка обозначает то, что в кабель имеет три жилы, с сечением по 4 мм2. Далее уже можно смотреть по таблице напряжения и мощности для выбора сечения.

Правильно подобранное сечение кабеля позволит смонтированным сетям не перегреваться, выдерживать даже кратковременные нагрузки, в 2-3 раза превышающие номинальную величину. Это создаёт определённый запас по току в случае увеличения количества и мощности включённых в сеть потребителей. Нагруженный по максимуму провод не будет нагреваться и создавать опасность самовозгорания, повлекшую за собой пожар на объекте.

В квартире при скрытой проводке обнаружить точное место повреждения сложно, требуется замена всего участка с выполнением штробы и последующего ремонта помещения.

Общая информация о кабеле и проводе

При работе с проводниками необходимо понимать их обозначение. Существуют провода и кабеля, которые отличаются друг от друга внутренним устройством и техническими характеристиками. Однако многие люди часто путают эти понятия.

Проводом является проводник, имеющий в своей конструкции одну проволоку или группу проволок, сплетенных между собой, и тонкий общий изоляционный слой. Кабелем же называется жила или группа жил, имеющих как собственную изоляцию, так и общий изоляционный слой (оболочку).

Каждому из типов проводников будут соответствовать свои методы определения сечений, которые почти схожи.

Материалы проводников

Количество энергии, какую передает проводник, зависит от ряда факторов, главный из которых – это материал токопроводящих жил. Материалом жилок проводов и кабелей могут выступать следующие цветные металлы:

  1. Алюминий. Дешевые и легкие проводники, что является их преимуществом. Им присуще такие отрицательные качества, как низкая электропроводность, склонность к механическим повреждением, высокое переходное электросопротивление окисленных поверхностей;
  2. Медь. Наиболее популярные проводники, имеющие, по сравнению с другими вариантами, высокую стоимость. Однако им присуще малое электрическое и переходное на контактах сопротивление, достаточно высокая эластичность и прочность, легкость в спайке и сварке;
  3. Алюмомедь. Кабельные изделия с жилами из алюминия, которые покрыты медью. Им свойственна чуть меньшая электропроводность, чем у медных аналогов. Также им присуще легкость, среднее сопротивление при относительной дешевизне.

Различные вида кабелей по материалу изготовления жил

Важно! Некоторые способы определения сечения кабелей и проводов будут зависеть именно от материала их жильной составляющей, который напрямую влияет на пропускную мощность и силу тока (метод определения сечения жил по мощности и току)

Материал изготовления провода

Как известно, медный и алюминиевый провода имеют разное сопротивление, равно как и различный срок службы, из чего можно сделать вывод, что и расчеты по мощности или току их сечения требуется производить отдельно.

Медный провод, как уже упоминалось, требуется меньшей толщины, чем алюминиевый, при одинаковой нагрузке на кабель, и вот почему. Удельное сопротивление у алюминия выше, чем у меди, а потому токовые потери больше. А как раз за счет этого и идет нагрев кабеля, так как бытовые электроприборы не разбирают, посредством какого материала на них поступило напряжение. Они берут именно столько, сколько им необходимо.

А вот медь, которая имеет сопротивление, равное 0,017 Ом*кВ мм/м. потребляет на нагрев меньшее количество электроэнергии, чем алюминий с его удельным сопротивлением в 0.028 Ом*кв. мм/м. В результате нагрев меди меньший, провод необходим тоньше, а коэффициент полезного действия медного кабеля выше.

Именно по этому, несмотря на высокую стоимость по сравнению с алюминием, медные провода более востребованы на рынке электротехники.


Разница между сечениями проводов на 220 и 380 вольт

Зачем надо уточнять сечения кабеля

На большинстве проводов и кабелей производитель обязан наносить маркировку, указывающую на их тип, количество токопроводящих жил и их сечение. Если провод промаркирован как 3х2,5 – это значит, что сечение провода по диаметру равно 2,5 мм². Фактические значения могут отличаться от указанных примерно на 30%, потому что некоторые виды проводки (в частности ПУНП) производятся по устаревшим нормам, допускающим погрешность на указанное количество процентов и в основном она появляется в меньшую сторону. В итоге, если использовать кабель меньшего сечения, чем расчетное, то для провода эффект будет примерно такой же, если бы тоненький полиэтиленовый шланг подключить к пожарному гидранту. Это может привести к опасным последствиям: перегреву электропроводки, оплавлению изоляции, изменению свойств металла. Поэтому, прежде чем сделать покупку, обязательно надо проконтролировать чтобы площадь поперечного сечения проводника не отличалась от той, что заявлена производителем.

Способы узнать реальный диаметр провода

Самый простой и точный метод измерить диаметр жилы провода – использовать специальные инструменты, такие как штангенциркуль или микрометр (электронный или механический). Чтобы измерение было точным измеряемый провод надо очистить от изоляции, чтобы инструмент за нее не цеплялся. Также надо осмотреть кончик провода, чтобы он был без перегибов – иногда они появляются если жила перекусывается тупыми кусачками. Когда диаметр измерен, можно приступать к вычислению площади сечения жилы провода.

Микрометр даст более достоверное значение, чем штангенциркуль.

В случае когда под рукой нет точного измерительного инструмента, есть еще один способ как узнать сечение – для него нужна будет отвертка (карандаш или любая трубка) и измерительная линейка. Также придется купить хотя бы один метр провода (хватит и 50 см, если только продадут такое количество) и снять с него изоляцию. Далее проволока наматывается плотно, без зазоров, на жало отвертки и длина намотанного участка замеряется линейкой. Полученная ширина намотки делится на количество витков и результатом будет искомый диаметр провода, по которому уже можно искать сечение.

Как проводить измерения подробно показано в этом видео:

Какие формулы надо использовать

Что такое сечение провода известно еще по азам геометрии или черчения – это пересечение объемной фигуры воображаемой плоскостью. По точкам их соприкосновения образуется плоская фигура, площадь которой вычисляется подходящими формулами. Жила провода чаще всего цилиндрической формы и в сечении дает круг, соответственно, поперечное сечение проводника можно рассчитать по формуле:

S = ϖ R²

R – радиус круга, равен половине диаметра;

ϖ = 3,14

Есть провода с плоскими жилами, но их мало и площадь сечения на них находить гораздо проще – просто перемножить стороны.

Чтобы получить более точный результат надо иметь в виду:

  1. Чем больше витков (их должно быть не меньше 15) накрутить на отвертку, тем точнее получится результат;
  2. Расстояний между витками быть не должно, из-за зазора погрешность будет выше;
  3. Нужно сделать несколько замеров, каждый раз меняя его начало. Чем их больше, тем выше точность расчетов.

Недостатком такого способа является то, что для замеров можно использовать проводники небольшой толщины, толстый кабель накрутить будет сложно.

Определяем сечение провода с помощью таблицы

Использование формул не дает гарантированного результата, да и как назло они забываются в самый нужный момент. Поэтому определение сечения лучше проводить согласно таблице, куда сведены результаты вычислений. Если получилось измерить диаметр жилы, то площадь сечения провода можно посмотреть в соответствующем столбце таблицы:

Если надо найти общий диаметр многопроволочной жилы кабеля, то придется отдельно вычислить диаметр каждого проводка, а полученные значения сложить. Дальше все делается так же, как и с однопроволочной жилой – результат находится по формуле или таблице.

При замерах сечения провода, его жила тщательно очищается от изоляции, так как не исключена возможность что ее толщина будет больше нормативной. Если в точности расчетов по каким-либо причинам есть сомнения, то лучше выбирать кабеля или провода с запасом мощности.

Чтобы приблизительно узнать сечение провода, который будет приобретаться, надо сложить мощности электрооборудования, что будет к нему подключено. Потребляемая мощность обязательно указывается в паспорте прибора. По известной мощности высчитывается суммарный ток, который будет протекать по проводнику, а исходя из него уже подбирается сечение.

Способы определения

Существует несколько способов определения сечения кабеля. Все они сводятся к тому, чтобы сначала вычислить диаметр жилы, после чего с помощью небольших расчетов узнать окончательное значение.

Способ №1 – Приборы в помощь!

На сегодняшний день существуют инженерные приборы, с помощью которых можно запросто определить диаметр жилы провода либо кабеля. К таким приборам относятся штангенциркуль и микрометр (увеличьте фото нажатием, чтобы просмотреть все инструменты).

Данный способ определения наиболее точный, но «обратная сторона медали» заключается в стоимости самого штангенциркуля/микрометра. Цена, конечно, не космическая, но для единоразового использования нет смысла приобретать данный инструмент.

Чаще всего такой вариант выбирают профессиональные электрики, чья жизнь непосредственно связана с монтажом электропроводки. Имея штангенциркуль можно точнее всего определить сечение провода своими силами. Преимущество данной методики заключается в том, что замерить диаметр жил можно даже на участке работающей линии (к примеру в розетке).

После измерения необходимо воспользоваться следующей формулой:

Не забываем, что число «Пи» составляет 3,14. Для максимального упрощения формулы можно 3,14 разделить на 4, после чего вычисления сведутся к умножению 0,785 на диаметр в квадрате!

Способ №2 – Использование линейки

Если Вы не желаете тратить деньги (а правильно и делаете!), то рекомендуем использовать простой «дедовский» способ для того чтобы определить сечение провода по его диаметру. Если имеются проволока, простой карандаш и линейка, найти ответ можно за считанные минуты. Все что Вам нужно — зачистить жилу от изоляции, после чего плотно накрутить ее на карандаш (как показано на картинке) и линейкой измерить общую длину намотки.

Суть способа заключается в том, что необходимо измерить общую длину намотанного проводника и разделить ее на количество жил. Значение, которое получиться – диаметр, который Вам нужно определить.

Несмотря на свою простоту, вычисления имеют свою особенность:

  • чем больше жил будет намотано на карандаш, тем точнее выйдет результат, минимальное количество витков – 15;
  • витки обязательно должны быть вплотную прижаты друг к другу, чтобы не было свободного пространства, которое значительно увеличит погрешность;
  • определение необходимо осуществлять несколько раз (меняя начальную сторону замера, переворачивая линейку и т.д.). Опять-таки, чем больше вычислений – тем меньше погрешность.

Обращаем Ваше внимание на существенные недостатки данного способа. Во-первых, для измерения подойдут только тонкие проводники (из соображений того, что толстый кабель будет сложно накручивать)

Во-вторых, в магазине перед покупкой для такой методики необходимо отдельно приобрести небольшой кусочек изделия.

После всех измерений необходимо воспользоваться все той же формулой, которую мы указали выше. На видео демонстрируется пример определения сечения проводника с помощью линейки:

Применение линейки и формул

Способ №3 – Использование таблиц

Вместо того, чтобы определять сечение кабеля по формуле, можно просто использовать готовые таблицы, которые сократят Ваше время и сделают результат наиболее точным.

Таблица довольно простая: в одной колонке указаны диаметры жил, во второй – их поперечные сечения в квадратах.

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.

Это интересно: Как подключить вентилятор через реле — разъясняем по пунктам

Для чего нужен расчёт сечения кабеля

В главную очередь, проведение этой несильно сложной процедуры необходимо для обеспечения безопасности как самого помещения, так и находящихся в нём людей. На сегодня человечеством не изобретено более удобного метода распределения и доставки электрической энергии до потребителя, как по проводам. Людям практически ежедневно необходимы услуги электрика — кто-то нуждается в подключении розетки, кому-то необходимо установить светильник и т. д. Из этого выходит, что с операцией подбора требуемого сечения связана даже такая, казалось бы, незначительная процедура, как установка нового светильника. Что же тогда говорить о подключении электрической плиты или водонагревателя?

Несоблюдение норм может привести к нарушению целостности проводки, что нередко становится причиной короткого замыкания или даже поражения электрическим током.

Если при выборе сечения кабеля допустить ошибку, и приобрести кабель с меньшей площадью проводника, то это приведёт к постоянному нагреву кабеля, что станет причиной разрушения его изоляции. Естественно, все это негативно влияет на продолжительность эксплуатации проводки — нередки случаи, когда через месяц после успешного монтажа электропроводка переставала работать, и требовалось вмешательство специалиста.

Следует помнить, что от правильно подобранного значения сечения кабеля напрямую зависит электро и пожаробезопасность в здании, а значит, и жизнь самих жильцов.


Виды клемм для соединения проводов: советы по выбору


Схема подключения УЗО: инструкция, методы, ошибки

Конечно, каждый собственник желает как можно больше сэкономить, но не стоит делать это ценой своей жизни, ставя её под угрозу — ведь в результате короткого замыкания может случиться пожар, который вполне может уничтожить все имущество.

Во избежание этого, перед началом электромонтажных работ следует подобрать кабель оптимального сечения. Для подбора необходимо учитывать несколько факторов:

  • общее количество электротехнических устройств, находящихся в помещении;
  • совокупную мощность всех приборов и потребляемую ими нагрузку. К полученному значению следует добавить «про запас» 20–30%;
  • затем, путём нехитрых математических расчётов, перевести полученное значение в сечение провода, учитывая при этом материал проводника.

Расчёт для многожильного провода

Многожильный провод (многопроволочный) представляет собой свитые вместе одножильные проволоки. Кто хоть немного дружит с математикой, тот прекрасно понимает, что необходимо посчитать количество этих проволочек в многожильном проводе. После этого измеряется сечение одной тонкой проволочки и умножается на их общее количество. Рассмотрим следующие варианты.

Расчёт с помощью штангенциркуля

Измерение проводится штангенциркулем с обычной шкалой (или микрометром). У опытных мастеров этот инструмент всегда находится под рукой, но не все же профессионально занимаются электрикой.

Для этого на примере кабеля ВВГнг разрежьте ножом толстую оболочку и разведите жилы в разные стороны.

Потом выберете одну жилу и зачистите ножом или ножницами. Далее произведите замер этой жилы. Должен получиться размер 1,8 мм. В качестве доказательства правильности измерения обратитесь к расчетам.

Полученная в результате вычисления цифра 2,54 мм2 – это фактическое сечение жилы.

Измерение с помощью ручки или карандаша

Если у вас не оказалось под рукой штангенциркуля, то можно воспользоваться подручными методами, используя карандаш и линейку. Сначала возьмите измеряемый провод, зачистите его и намотайте на карандаш или ручку так, чтобы витки ложились вплотную друг другу. Чем больше витков, тем лучше. Теперь подсчитаем количество намотанных витков и измерим их общую длину.

К примеру, получилось 10 витков с общей длиной намотки 18 мм. Нетрудно подсчитать диаметр одного витка, для этого общую длину делим на количество витков.

В результате всех производимых расчётов по формуле получите искомый диаметр жилы. В этом случае он составляет 1,8 мм. Так как диаметр одной жилы известен, то нетрудно посчитать сечение всего провода ВВГнг по известной уже формуле.

Можно заметить, что результаты получились равными.

Использование таблиц

Как можно узнать и измерить сечение кабеля, если под рукой не оказалось ни штангенциркуля, ни линейки, ни микрометра. Вместо того чтобы ломать себе голову над сложными математическими формулами, достаточно вспомнить, что есть уже готовые таблицы значений для измерения сечения кабеля. Существуют, конечно, очень сложные таблицы с множеством параметров, но, в принципе, для начала достаточно воспользоваться самой простой из двух колонок. В первой колонке вписывается диаметр проводника, а во второй колонке приводятся готовые значения сечения провода.

Таблица сечения проводя для закрытой проводки

Существует и другой «приблизительный» метод, который не требует измерения толщины отдельных проводков. Можно просто измерить сечение (диаметр) всего толстого свитка. Таким методом обычно пользуются опытные электрики. Они могут узнать сечение кабеля как «на глаз», так и с помощью инструментов.

{SOURCE}

Сечение кабеля по диаметру жилы

При покупке кабеля или провода определенной марки и макроразмера желательно проверять его фактическое сечение. На рынке случаи заниженного сечения достаточно часты – ведь это позволяет недобросовестным производителям экономить на металле, а монтажным организациям закладывать более дешевый кабель по цене дорого.

К сожалению, заметить отклонения в сечении без дополнительных измерений достаточно трудно. Наиболее простой способ – определить сечение кабеля по диаметру жилы. Зная диаметр жилы кабеля, можно рассчитать сечение по формуле либо воспользоваться готовой таблицей диаметров и сечений.

Измерение диаметра жилы с помощью штангенциркуля

Наиболее распространенный и удобный способ измерения диаметра жил – использование штангенциркуля или микрометра. Приборы бывают как электронные, так и механические. Если с электронными все понятно, то с механическими приборами нужно иметь навык работы. Рекомендуем посмотреть видео как пользоваться этими приборами для измерения диаметра жил.

Измерение диаметра жилы с помощью микрометра

Расчет сечения кабеля по диаметру производится на основе школьной формулы площади круга:


Расчет сечения жилы - однопроволочной, многопроволочной, секторной

Так как жилы в кабеле бывают разного исполнения, то и способы определения сечения будут немного отличаться. Кабельные жилы могут быть монолитными или многопроволочными, или иметь, например, секторную форму.


Если вам необходимо измерить сечение однопроволочного кабеля (кабели 1-го класса гибкости, типа ПВ-1), то достаточно измерить диаметр жилы и рассчитать сечение по формуле площади круга.

Если необходимо найти сечение многопроволочного кабеля (типа КГ или ПВ-3), то нужно измерить диаметр и рассчитать сечение отдельной проволочки в жиле, а получившееся значение умножить на количество проволочек.

ИНТЕРЕСНО

Определить диаметр проволок жилы можно даже без специальных измерительных приборов. Для этого достаточно обычной ручки или карандаша и линейки.

При необходимости определить сечение секторной жилы достаточно знать высоту (радиус сектора) и угол сектора, который определяется в зависимости от количества жил в кабеле: 3-х жильный – угол сектора 120 , 4-х жильный – 90, 5-и жильный – 72, 6-ти жильный 60. Далее сечение вычисляется по формуле площади сектора.


Также существуют  специальные таблицы сечения секторных жил по высоте и ширине сектора или по периметру сектора.


ВАЖНО Как правило кабели с секторными жилами бывают только от 3-х до 6-и жил в диапазоне сечений от 25 до 400 мм2.

Таблица сечений по диаметру 

Ниже готовая таблица сечений кабеля по диаметру в зависимости от класса жил в соответствие с ГОСТ 22483-2012.


ВАЖНО Стоит иметь в виду, что в таблице приведен номинальный диаметр кабеля, но производители имеют право выпускать фактическое сечение кабеля ниже номинального при условии, что сопротивление кабеля ниже максимально допустимого, указанного в ГОСТ 22483-2012.


Остались вопросы? Получи бесплатную консультацию в

Задать вопрос

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.

Имеем:

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.

Также хотелось бы добавить в сегодняшний мануал как определить сечение провода по диаметру при помощи штангенциркуля еще один пример, кабель ВВГ 2*1.5 (как раз завалялся кусок). Просто захотелось сравнить, сечения 1.5-го формата тоже занижают.

Проделываем все тоже самое: снимаем изоляцию, берем штангенциркуль. Получилось диаметр жилы 1.2 мм.

Фактическое сечение составляет 1.13 мм2 (вместо заявленных 1.5 мм2).

Расчет без штангенциркуля

Этот способ расчета применяется для нахождения сечения провода с одной жилой. При этом измерительные инструменты не используются. Бесспорно, применение штангенциркуля или микрометра для этих целей считается самым оптимальным. Но ведь эти инструменты не всегда есть в наличии.

В таком случае найдите предмет цилиндрической формы. Например, обычную отвертку. Берем любую жилу в кабеле, длина произвольная. Снимаем изоляцию, чтобы жила была полностью чистой. Наматываем оголенную жилу провода на отвертку или же карандаш. Измерение будет тем точнее, чем больше витков вы сделаете.

Все витки должны располагаться как можно более плотно друг к другу, чтобы не было зазоров. Подсчитываем, сколько витков получилось. Я насчитал 16 витков. Теперь нужно измерять длину намотки. У меня получилось 25 мм. Делим длину намотки на число витков.

  1. L - длина намотки, мм;
  2. N - количество полных витков;
  3. D - диаметр жилы.

Полученное значение является диаметром провода. Для нахождения сечения пользуемся выше описанной формулой. D = 25/16 = 1.56 мм2. S = (3.14/4)*(1.56)2 = 1.91 мм2. Получается при измерении штангенциркулем сечение составляет 1.76 мм2, а при измерении линейкой 1.91 мм2 - ну погрешность есть погрешность.

Как определить сечение многожильного провода

В основе расчета лежит тот же принцип. Но если вы будете измерять диаметр сразу всех проволочек, из которых состоит жила, то рассчитаете сечение неправильно, ведь между проволочками есть воздушный зазор.

Поэтому сначала нужно распушить жилу провода (кабеля) и посчитать количество проволочек. Теперь по вышеописанному способу необходимо измерять диаметр одной жилки.

К примеру, у нас есть провод, состоящий из 27 жилок. Зная, что диаметр одной жилки составляет 0,2 мм, мы можем определить сечение этой жилки, используя все то же выражение для расчета площади круга. Полученное значение необходимо умножить на количество жилок в пучке. Так можно узнать сечение всего многожильного провода.

В качестве многожильного провода ПВС 3*1.5. В одном проводе 27 отдельных жилок. Берем штангенциркуль меряем диаметр, у меня получилось диаметр составляет 0.2 мм.

Теперь нужно определить поперечное сечение этой жилки, для этого используем все туже формулу. S1 = (3.14/4)*(0.2)2 = 0.0314 мм2 - это сечение одной жилки. Теперь умножаем это число на количество жил в проводе: S = 0.0314*27= 0.85 мм2.

Друзья предлагаю в данной теме «как рассчитать сечение кабеля по диаметру» так сказать хвастаться рекордами у кого какие измерения получились: например у меня максимум что попадалось кабеля ВВГ-Пнг 3х2,5 фактическое сечение 1,7 кв.мм (занижено на – 32 %).

Понравилась статья - поделись с друзьями!

 

Как определить сечение провода - способы определения сечения

Одной из важных и основных частей электропроводки являются кабели, проводящие ток. Для того чтобы все работало как надо, без коротких замыканий и расплавленных проводов, важно подобрать проводку так, чтобы она выдерживала напряжение. Убедиться в том, что провод надежный, безопасный и соответствует требованиям эксплуатации, можно рассчитав сечение провода. Если провод будет с недостаточным сечением, это может привести к замыканию и пожару в доме. Давайте разберемся, как определить сечение провода, чтобы избежать таких последствий.

Серьезный вопрос

Если у вас по плану замена электропроводки, то первым делом вам нужно определиться, какое сечение провода необходимо. Когда вы подсчитаете планируемую нагрузку на провод по току, сразу будет ясно, какое сечение нужно для нормальной работы. Для этой цели воспользуйтесь таблицей, которая находится ниже.

Подбор по току

Допустим, подсчитав все, вы определили силу тока в 27 А. Выходит, что вам необходим двужильный провод, сечение которого составляет 2,5 мм2. Вы пошли в магазин, купили хороший провод, с заявленным от производителя сечением в 2,5 мм2 и произвели монтаж электрических проводов. По истечении времени, когда система была запущена и работала, у вас отключается автомат на щитке. Это может говорить о поврежденной линии.

После того как вы осмотрите проводку, может выясниться, что было короткое замыкание. Причина проста – изоляция на проводе расплавилась из-за сильного нагрева. Но как же так? Вы же все сделали как надо, рассчитали, приобрели нужный провод. А все дело не в расчетах и вашей ошибке с подключением. Вся причина кроется в обмане. Да, именно в обмане, так как очень часто производители, изготавливающие провода, поставляют товар, который не соответствует заявленному сечению. К примеру, вы купили кабель с площадью провода в 2,5 мм2, но когда вы проверили его самостоятельно, оказалось, что сечение кабеля составляет всего 2,1 мм2, что меньше, чем необходимо вам по мощности. Вот и получается, что провод греется, и повышается риск возникновения замыкания.

Провод с поврежденной изоляцией

Но зачем это делать фирмам по производству кабелей? Все дело в жадности, так как, понижая сечение провода, компания-производитель экономит довольно значительную сумму денег. Посудите сами: чтобы изготовить 1000 м проводов сечением в 2,5 мм2, понадобится приблизительно 22,3 кг меди. Но если сделать их с меньшим сечением, в 2,1 мм2, то на их производство потребуется 18,8 кг. Получается, что экономия в пользу производителя составляет 3,5 кг меди. А когда производятся большие объемы продукции, то эта цифра вырастает в разы.

Вот и получается, что определение сечения провода – важный и серьезный этап, который нужно выполнить при монтаже проводки. Таким образом вы сможете избежать плавления изоляции, замыкания и, как следствие, пожара.

Каким образом можно определить сечение кабеля

Итак, вы купили провод, давайте узнаем, как можно произвести замер его сечения. Для этой цели вам понадобится:

  • штангенциркуль;
  • калькулятор;
  • сам кабель;
  • канцелярский нож или стриппер для снятия изоляции.

Замер штангенциркулем

Определяется сечение по диаметру провода. Давайте рассмотрим, как это сделать поэтапно.

  1. Возьмите провод и снимите с него изоляцию при помощи стриппера или канцелярского ножа.
  2. Используя штангенциркуль, измерьте диаметр провода.
  3. Теперь, вам придется вспомнить уроки геометрии в школе. Для того чтобы определить площадь круга существует определенная формула:

Sкр= π r2,

где число π = 3,14, а r – радиус провода.

Но вот тут у нас возникает проблема: при помощи штангенциркуля измерить радиус невозможно – только диаметр. Поэтому формулу нужно немного изменить под диаметр. Как нам известно, радиус – это половина диаметра. Чтобы наши данные подходили, формулу нужно переделать так:

Sкр= ( π d2)/4,

где d – диаметр жилы.

В таком случае формулу можно сократить, разделив число π на четыре. В итоге выходим на стандартную формулу для вычисления сечения жилы по диаметру:

Sкр=0,785d2

Осталось только подставить числа к формуле и получить площадь круга, которая и будет его сечением. К примеру, диаметр вашего медного провода составляет 1,68 мм. Это число в квадрате составляет 2,8224. Умножаем 2,8224 на 0,785. Если округлить, то в итоге искомое сечение получилось 2,2 мм2.

Вот и все, как видите, много времени и усилий эта процедура не займет, однако она является очень важной частью работ по монтажу электричества. Ведь даже отклонение в несколько десятых миллиметра может сыграть злую шутку. Но как быть, если вы не электрик и штангенциркуля у вас под рукой нет? Не спешите бежать в магазин, есть простой метод вычисления диаметра с помощью подручных средств.

Простой метод определения диаметра

Метод определения сечения

Все что нужно, есть у каждого под рукой. Для данного способа потребуется только карандаш или ручка и линейка.

  1. Первым делом возьмите провод, сечение которого нужно узнать, и снимите с него 300–400 мм изоляции по длине.
  2. Возьмите карандаш, ручку, фломастер или что будет под рукой, и намотайте на него провод. Для того чтобы добиться наиболее точного результата, витки должны быть подогнаны вплотную один к одному.
    Чем больше витков вы сделаете, тем точнее будет результат. Рекомендуемое количество – 10 и больше витков.
  3. Затем подсчитайте количество витков, которые вы намотали на карандаш, и запишите это число или запомните.
  4. При помощи линейки измеряйте полную длину посчитанных витков. К примеру, у вас получилось 19 витков, которые имеют длину 32 мм.
  5. Чтобы определить диаметр провода осталось только разделить длину на количество витков. Получается так: 32/19= 1,68 мм.

Вот и все, теперь осталось только подставить диаметр провода в формулу и получится сечение провода в 2,2 мм2. Такой результат можно считать точным при двух условиях: витки были намотаны вплотную, а их количество превышает 10 штук – чем больше, тем лучше. В результате вам не придется тратить лишние деньги.

Единственный минус такого способа: если жила с большим сечением, намотать ее на карандаш не получится.

Как измерять сечение, если провод многожильный

Многожильный многопроволочный кабель

Хорошо, скажете вы, если провод один, вычислить сечение легко. А как быть, если он многожильный? Там таких отдельных проволок много, как узнать его в таком случае? Определить сечение многожильного провода не так тяжело как кажется. Все что нужно, определить сечение одной из жил.

  1. Для начала возьмите провод и снимите с него изоляцию.
  2. Теперь все проводки нужно рассоединить между собой и пересчитать их количество.
  3. Возьмите одну из жил и измерьте ее диаметр.
  4. Применив формулу, которая представлена выше, определите площадь одной жилы.
  5. Имея сечение одной жилы, можно узнать общее сечение. Для этого площадь одной проволоки умножьте на их общее количество. К примеру, у вас есть провод, состоящий из 15 жил. Вы узнали, что сечение одной проволоки составляет 0,2 мм2. Для того чтобы узнать их общее сечение, 0,2 нужно умножить на 15. Получаем: 0,2 × 15 = 3 мм2.

Различие между многожильным и многопроволочным кабелем

Но следует учесть, что все жилы в проводе не могут быть соединены вплотную. Из-за того, что они круглые, между ними образуется воздушный зазор. Его нужно учитывать. Для этого получившийся результат умножьте на 0,91. Допустим, если сечение провода составило 3 мм2, то, умножив его на коэффициент 0,91, получаем сечение 2,7 мм2. Вот и все. Сложного ничего нет, нужно только придерживаться инструкции.

Как видите, определить сечение провода под силу всем, кто умеет пользоваться формулами. Но, несмотря на простоту такой работы, она является одним из важнейших этапов, которые необходимо сделать перед тем, как проводить проводку по всему дому.

Читайте также:

Как заменить электропроводку своими руками

Как проложить электропроводку в гараже

Соединение проводов в распределительной коробке

Прячем провода в квартире

Видео

Подробнее о практическом значении сечения провода в видеоматериале:

Учебное пособие по физике: электрическое сопротивление

Электрон, движущийся по проводам и нагрузкам внешней цепи, встречает сопротивление. Сопротивление препятствует прохождению заряда. Для электрона путешествие от терминала к терминалу не является прямым маршрутом. Скорее, это зигзагообразный путь, который возникает в результате бесчисленных столкновений с неподвижными атомами в проводящем материале. Электроны сталкиваются с сопротивлением - препятствием для их движения. В то время как разность электрических потенциалов, установленная между двумя выводами , способствует перемещению заряда , а препятствует его движению.Скорость, с которой заряд проходит от терминала к терминалу, является результатом совместного действия этих двух величин.

Переменные, влияющие на электрическое сопротивление

Поток заряда по проводам часто сравнивают с потоком воды по трубам. Сопротивление потоку заряда в электрической цепи аналогично эффектам трения между водой и поверхностями трубы, а также сопротивлению, создаваемому препятствиями на пути.Именно это сопротивление препятствует потоку воды и снижает как скорость потока, так и скорость дрейфа . Подобно сопротивлению потоку воды, общее сопротивление потоку заряда в проводе электрической цепи зависит от некоторых четко идентифицируемых переменных.

Во-первых, общая длина проводов влияет на величину сопротивления. Чем длиннее провод, тем большее сопротивление будет. Существует прямая зависимость между величиной сопротивления, с которым сталкивается заряд, и длиной провода, который он должен пройти.В конце концов, если сопротивление возникает в результате столкновений между носителями заряда и атомами провода, то, вероятно, столкновений будет больше в более длинном проводе. Больше столкновений означает большее сопротивление.

Во-вторых, на величину сопротивления влияет площадь поперечного сечения проводов. Более широкие провода имеют большую площадь поперечного сечения. Вода будет течь по более широкой трубе с большей скоростью, чем по узкой. Это можно объяснить меньшим сопротивлением, которое присутствует в более широкой трубе.Таким же образом, чем шире провод, тем меньше будет сопротивление прохождению электрического заряда. Когда все другие переменные одинаковы, заряд будет течь с большей скоростью через более широкие провода с большей площадью поперечного сечения, чем через более тонкие провода.

Третья переменная, которая, как известно, влияет на сопротивление потоку заряда, - это материал, из которого сделан провод. Не все материалы созданы равными с точки зрения их проводящей способности. Некоторые материалы являются лучшими проводниками, чем другие, и обладают меньшим сопротивлением потоку заряда.Серебро - один из лучших проводников, но никогда не используется в проводах бытовых цепей из-за своей стоимости. Медь и алюминий относятся к наименее дорогим материалам с подходящей проводящей способностью, позволяющей использовать их в проводах бытовых цепей. На проводящую способность материала часто указывает его удельное сопротивление . Удельное сопротивление материала зависит от электронной структуры материала и его температуры. Для большинства (но не для всех) материалов удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры.В таблице ниже приведены значения удельного сопротивления для различных материалов при температуре 20 градусов Цельсия.

Материал

Удельное сопротивление (Ом • метр)

Серебро

1,59 х 10 -8

Медь

1.7 х 10 -8

Золото

2,2 х 10 -8

Алюминий

2,8 х 10 -8

Вольфрам

5,6 х 10 -8

Утюг

10 х 10 -8

Платина

11 х 10 -8

Свинец

22 х 10 -8

Нихром

150 х 10 -8

Углерод

3.5 х 10 -5

Полистирол

10 7 - 10 11

Полиэтилен

10 8 - 10 9

Стекло

10 10 - 10 14

Твердая резина

10 13

Как видно из таблицы, существует широкий диапазон значений удельного сопротивления для различных материалов.Материалы с более низким сопротивлением обладают меньшим сопротивлением потоку заряда; они лучшие дирижеры. Материалы, показанные в последних четырех строках вышеприведенной таблицы, обладают таким высоким удельным сопротивлением, что их даже нельзя рассматривать как проводники.

Посмотрите! Используйте виджет Resistivity of a Material , чтобы найти удельное сопротивление данного материала. Введите название материала и нажмите кнопку Submit , чтобы узнать его удельное сопротивление.

Математическая природа сопротивления

Сопротивление - это числовая величина, которую можно измерить и выразить математически. Стандартной метрической единицей измерения сопротивления является ом, представленный греческой буквой омега -. Электрическое устройство с сопротивлением 5 Ом будет представлено как R = 5 . Уравнение, представляющее зависимость сопротивления ( R ) проводника цилиндрической формы (например,, провод) от влияющих на него переменных равно

, где L представляет длину провода (в метрах), A представляет площадь поперечного сечения провода (в метрах 2 ) и представляет удельное сопротивление материала (в Ом • метр). В соответствии с обсуждением выше, это уравнение показывает, что сопротивление провода прямо пропорционально длине провода и обратно пропорционально площади поперечного сечения провода.Как показано в уравнении, знание длины, площади поперечного сечения и материала, из которого изготовлен провод (и, следовательно, его удельного сопротивления), позволяет определить сопротивление провода.

Расследовать!

Резисторы - один из наиболее распространенных компонентов в электрических цепях. На большинстве резисторов нанесены цветные полосы или полосы. Цвета отображают информацию о значении сопротивления.Возможно, вы работаете в лаборатории и вам нужно знать сопротивление резистора, используемого в лаборатории. Используйте виджет ниже , чтобы определить значение сопротивления по цветным полосам.

Проверьте свое понимание

1. В бытовых цепях часто используются провода двух разной ширины: 12-го и 14-го калибра. Проволока 12-го калибра имеет диаметр 1/12 дюйма, а проволока 14-го калибра - 1/14 дюйма.Таким образом, провод 12-го калибра имеет более широкое сечение, чем провод 14-го калибра. Цепь на 20 А, используемая для настенных розеток, должна быть подключена с использованием провода 12-го калибра, а цепь на 15 А, используемая для цепей освещения и вентиляторов, должна быть подключена с помощью провода 14-го калибра. Объясните физику, лежащую в основе такого электрического кода.


2. Основываясь на информации, указанной в предыдущем вопросе, объясните риск, связанный с использованием провода 14-го калибра в цепи, которая будет использоваться для питания 16-амперной пилы.


3. Определите сопротивление медного провода 12 калибра длиной 1 милю. Дано: 1 миля = 1609 метров и диаметр = 0,2117 см.


4. Два провода - A и B - круглого сечения, имеют одинаковую длину и изготовлены из одного материала. Тем не менее, сопротивление провода A в четыре раза больше, чем у провода B.Во сколько раз диаметр проволоки B больше диаметра проволоки A?

Калькулятор калибра проволоки

Калькулятор калибра позволяет вам узнать диаметр диаметра и площадь поперечного сечения выбранного вами провода, а также электрическое сопротивление на единицу длины . Все это очень полезно, если вы подключаете динамики к системе домашнего кинотеатра и искали калькулятор калибра проводов динамика.

Используйте этот калькулятор размера проволоки вместо того, чтобы пробираться через утомительную таблицу размеров проволоки. Он поддерживает как стандарт American Wire Gauge (AWG) , так и систему Standard Wire Gauge (SWG). Прочтите, чтобы узнать больше об этих способах измерения сечения проводов.

Американский стандарт калибра проводов (AWG)

Американский калибр проволоки - это система калибра проволоки с логарифмическими ступенями, используемая в основном в Северной Америке с 1857 года. Она применяется к сплошному, круглому, цветному, электрическому проводу.AWG также обычно используется для указания размера ювелирных изделий , а именно пирсинга .

Для увеличивающихся номеров AWG диаметр и площадь поперечного сечения провода становятся на меньше. Шкала определяется в двух точках по диаметру проволоки. Номер 36 AWG имеет диаметр 0,005 дюйма , а провод 0000 (4/0) AWG имеет диаметр 0,46 дюйма . Отношение этих двух диаметров составляет 1:92 , и между ними имеется 40 калибров , что дает 39 шагов .Разница в диаметре каждого последующего калибра является постоянным соотношением 92 1/39 . Между двумя шагами номера шкалы разница в соотношении составляет 92 2/39 и так далее. Формула диаметра для любого номера AWG, n , выглядит так:

диаметр (дюйм) = 0,005 дюйма * 92 (36-n) / 39
диаметр (мм) = 0,127 мм * 92 (36-n) / 39

Для номеров датчиков AWG 00 , 000 и 0000 необходимо использовать отрицательное число для n .Итак, для датчика 00 используйте n = -1 ; 000, используйте n = -2 ; а для 0000 используйте n = -3 .

Как показывает опыт, если вы уменьшите AWG на шесть , диаметр проволоки увеличится на вдвое . Если хотите, проверьте это в калькуляторе калибра провода.

Площадь поперечного сечения по номеру AWG n можно найти, используя площадь круга:

площадь = (π / 4) * диаметр²
площадь (дюйм²) = 0.000019635 дюйм² * 92 (36-n) /19,5
площадь (мм²) = 0,012668 мм² * 92 (36-n) /19,5

Расчет сопротивления на единицу длины (обсуждается позже) требует вычисления площади поперечного сечения провода.

Стандартный калибр проводов (SWG)

Этот калькулятор калибра проволоки также поддерживает британский стандартный калибр (SWG) , также известный как имперский калибр проволоки или британский стандартный калибр. SWG не так популярен в наши дни, но он все еще используется для определения толщины гитарных струн , а также некоторых типов электропроводки.

SWG построен на базовом блоке мил, который составляет 0,001 дюйма , или тысячную долю дюйма. Номер калибра определяет диаметр провода и варьируется от самого большого, номер 7/0 при 500 мил (0,5 дюйма) , до самого маленького, номер 50 при 1 мил (0,001 дюйма) . Каждый шаг шкалы уменьшает вес на единицу длины примерно на 20 процентов . Вес на единицу длины провода пропорционален его площади поперечного сечения , которая, в свою очередь, связана с квадратным корнем из диаметра:

Уменьшение диаметра за шаг = (1 - √ (1 - 0.2)) * 100 = 10,6%

К сожалению, шкала SWG не соответствует точно этому соотношению. Шаги между датчиками остаются постоянными в диапазоне датчиков перед изменением на новую постоянную для следующего диапазона. Эти изменения на шагах приблизительно следуют экспоненциальной кривой. Эта система означает, что для определения диаметра определенного датчика вам необходимо найти его в таблице датчиков (показанной ниже).

Таблица калибра проводов для стандартной системы калибра проволоки
Калибр SWG Диаметр (дюйм) Диаметр (мм) Шаг (дюйм)
7/0 0.5 12,7 0,036
6/0 0,464 11,786 0,032
5/0 0,432 10.973
4/0 0,4 10,16 0,028
3/0 0,372 9.449 0,024
2/0 0,348 8,839
0 0,324 8,23
1 0,3 7,62
2 0,276 7,01
3 0,252 6.401 0,02
4 0,232 5,893
5 0,212 5,385
6 0,192 4,877 0,016
7 0,176 4,47
8 0.16 4,064
9 0,144 3.658
10 0,128 3,251 0,012
11 0,116 2,946
12 0,104 2,642
13 0.092 2,337
14 0,08 2,032 0,008
15 0,072 1,829
16 0,064 1,626
17 0,056 1,422
18 0.048 1,219
19 0,04 1.016 0,004
20 0,036 0,914
21 0,032 0,813
22 0,028 0,711
23 0.024 0,61 0,002
24 0,022 0,559
25 0,02 0,508
26 0,018 0,4572 0,0016
27 0,0164 0,4166
28 0.0148 0,3759 0,0012
29 0,0136 0,3454
30 0,0124 0,315 0,0008
31 0,0116 0,2946
32 0,0108 0,2743
33 0.01 0,254
34 0,0092 0,2337
35 0,0084 0,2134
36 0,0076 0,193
37 0,0068 0,1727
38 0,006 0.1524
39 0,0052 0,1321 0,0004
40 0,0048 0,1219
41 0,0044 0,1118
42 0,004 0,1016
43 0,0036 0.0914
44 0,0032 0,0813
45 0,0028 0,0711
46 0,0024 0,061
47 0,002 0,0508
48 0,0016 0,0406
49 0.0012 0,0305 0,0002
50 0,001 0,0254

Электрическое сопротивление на единицу длины

Этот калькулятор калибра провода также рассчитывает электрическое сопротивление на единицу длины провода. Чтобы рассчитать это, нам нужно знать фундаментальное свойство материала электрического проводника, из которого состоит сердечник провода - , удельное сопротивление .Вот его уравнение:

где:

  • R - электрическое сопротивление
  • A - площадь поперечного сечения провода
  • l - длина провода

Чтобы найти сопротивление на единицу длины провода , мы можем переписать уравнение удельного сопротивления в виде R / l :

Итак, это просто случай деления удельного сопротивления на площадь поперечного сечения . Чтобы получить общее сопротивление конкретного провода, умножьте полученный выше результат на длину провода или воспользуйтесь нашим калькулятором сопротивления проводов.И если вам интересно узнать о падении напряжения вдоль вашего провода, калькулятор падения напряжения - это то, что вам нужно.

Как пользоваться калькулятором калибра провода?

Давайте теперь шаг за шагом рассмотрим, как пользоваться калькулятором калибра провода. Это довольно просто.

  1. Выберите стандарты калибра проволоки AWG и SWG .
  2. Выберите требуемый калибр провода номер .
  3. Выберите материал сердечника провода .Для большинства проводов это будет медь . Расчет сопротивления предполагает, что провод имеет комнатную температуру. Расширенный режим : Если материала сердечника провода нет в списке, войдите в расширенный режим, и вы сможете ввести пользовательское значение для удельного сопротивления материала .
  4. Время результатов! Тогда появятся диаметра , площади поперечного сечения и электрического сопротивления на длину .
  5. Чтобы изменить любую из единиц этих величин, просто щелкните текущую единицу и выберите новую единицу из выпадающего меню.

Рабочий пример на американском калькуляторе калибра проволоки - проволока 12 калибра

В заключение, вот рабочий пример того, как рассчитать диаметр провода, площадь поперечного сечения и электрическое сопротивление на единицу длины провода 12 калибра . Сначала рассчитаем диаметр проволоки :

диаметр = 0,005 дюйма * 92 (36-12) / 39 = 0,0808081 дюйма

Далее следует площадь поперечного сечения расчет:

площадь = (π / 4) * диаметр² = 0.785398 * 0,08081² = 0,0051286 дюйма²

Если материал электрического проводника провода - , медь , мы использовали бы значение удельного сопротивления для меди при комнатной температуре, которое составляет 1,68 * 10 -8 Ом · м в метрических единицах. Учитывая, что в метре 39,37 дюйма, это:

.

1,68 * 10 -8 * 39,37 = 6,6142 * 10 -7 Ом · дюйм

Тогда можно рассчитать сопротивление на единицу длины:

сопротивление на дюйм = 6.6142 * 10 -7 / 0,0051286 = 0,00012896 Ом / дюйм

Обычно сопротивление на единицу длины в британской системе мер составляет Ом на 1000 футов или килофит (kft) . Поскольку на фут 12 дюймов, вы умножаете указанное выше число на 12000:

.

сопротивление на кв.фут = 0,00012895 Ом / дюйм * 12000 = 1,5476 Ом / км

Калькулятор размеров калибра проводов и сопротивления

Вычислите диаметр, площадь поперечного сечения и сопротивление провода с учетом его калибра или найдите калибр провода с учетом диаметра.

Калькулятор калибра проволоки

Результатов:

Диаметр

дюймов: дюймов
миллиметров: мм

Площадь поперечного сечения

тыс. Куб. М: тыс. Куб.
квадратных дюймов: дюймов 2
квадратных миллиметров: мм 2

Сопротивление

Удельное сопротивление: Ом · м
Общее сопротивление: Ом


Формулы калибра проволоки

Калибр проволоки - это стандартная единица измерения диаметра проволоки, а американский калибр проволоки, или AWG, является стандартом, используемым в Северной Америке.Диаметр и площадь поперечного сечения провода можно определить с помощью калибра провода и нескольких простых формул.

Диаметр проволоки

Формула для определения диаметра проволоки в дюймах:

диаметр (дюйм) = 0,005 × 92 (36 - AWG) ÷ 39

Формула для определения диаметра проволоки в миллиметрах:

диаметр (мм) = .127 × 92 (36 - AWG) ÷ 39

Шаги по поиску диаметра

Сначала - найдите показатель степени в уравнении, вычтя калибр проволоки из 36, а затем разделив на 39.

Нахождение экспоненты для проволоки калибра 00, 000 и 0000 немного отличается. Замените -1, -2 и -3 для манометра в приведенной выше формуле вместо значения AWG.

Второй - найти 92 в степени, рассчитанной на предыдущем шаге.

Третий - умножьте значение второго шага на 0,005 дюйма или 0,127 мм, чтобы найти диаметр проволоки в дюймах или миллиметрах соответственно.

Площадь поперечного сечения провода

Формула для определения площади поперечного сечения провода в килокруглых милах или килограммах:

площадь (тыс. мил) = 1000 × диаметр 2

Формула для определения площади поперечного сечения провода в квадратных миллиметрах:

площадь (мм 2 ) = (π ÷ 4) × диаметр 2

Шаги по поиску площади поперечного сечения

Сначала - найдите диаметр проволоки.Используйте приведенную выше формулу для расчета ширины, если известно AWG.

Второй - умножьте диаметр на 1000, чтобы найти площадь в километрах, или на (3,1415 ÷ 4), чтобы вычислить квадратные миллиметры.

Таблица диаметров, площадей и сопротивлений калибра проволоки

Значения диаметра, площади поперечного сечения и сопротивления для различных американских калибров провода (AWG).
AWG Диаметр Площадь поперечного сечения Сопротивление
(дюймы) (мм) (килограмм) (мм 2 ) Ом на 1000 футов Ом на 1000м
0000 (4/0) 0.46 11,684 211,6 107,22 0,049 0,1608
000 (3/0) 0,4096 10,405 167,81 85,029 0,0618 0,2028
00 (2/0) 0,3648 9,266 133.08 67,431 0,0779 0,2557
0 (1/0) 0,3249 8.251 105,53 53,475 0,0983 0,3224
1 0,2893 7,348 83.693 42,408 0,1239 0,4066
2 0,2576 6.544 66.371 33,631 0,1563 0,5127
3 0,2294 5,827 52,635 26.67 0,197 0,6464
4 0,2043 5,189 41,741 21,151 0,2485 0,8152
5 0,1819 4,621 33.102 16,773 0,3133 1.028
6 0,162 4,115 26,251 13.302 0,3951 1.296
7 0,1443 3,665 20,818 10,549 0,4982 1,634
8 0,1285 3,264 16,51 8,366 0,6282 2,061
9 0,1144 2,906 13.093 6,634 0,7921 2,599
10 0.1019 2,588 10,383 5.261 0,9988 3,277
11 0,0907 2.305 8,234 4,172 1,26 4,132
12 0,0808 2,053 6.53 3.309 1,588 5,211
13 0,072 1,828 5,178 2.624 2,003 6.571
14 0,0641 1,628 4,107 2,081 2,525 8,285
15 0,0571 1,45 3,257 1,65 3,184 10,448
16 0,0508 1,291 2,583 1,309 4,015 13,174
17 0.0453 1,15 2,048 1.038 5,063 16,612
18 0,0403 1.024 1,624 0,823 6.385 20,948
19 0,0359 0,9116 1,288 0,6527 8,051 26,415
20 0,032 0,8118 1.022 0,5176 10,152 33.308
21 0,0285 0,7229 0,8101 0,4105 12.802 42,001
22 0,0253 0,6438 0,6424 0,3255 16,143 52,962
23 0,0226 0,5733 0,5095 0,2582 20.356 66,784
24 0,0201 0,5106 0,404 0,2047 25,668 84,213
25 0,0179 0,4547 0,3204 0,1624 32,367 106,19
26 0,0159 0,4049 0,2541 0,128 40,814 133,9
27 0.0142 0,3606 0.2015 0,1021 51,466 168,85
28 0,0126 0,3211 0,1598 0,081 64,897 212,92
29 0,0113 0,2859 0,1267 0,0642 81,833 268,48
30 0,01 0,2546 0.1005 0,0509 103,19 338,55
31 0,008928 0,2268 0,0797 0,0404 130,12 426,9
32 0,00795 0,2019 0,0632 0,032 164,08 538,32
33 0,00708 0,1798 0,0501 0,0254 206.9 678,8
34 0,006305 0,1601 0,0398 0,0201 260,9 855,96
35 0,005615 0,1426 0,0315 0,016 328,98 1 079,3
36 0,005 0,127 0,025 0,0127 414,84 1,361
37 0.004453 0,1131 0,0198 0,01 523,1 1716,2
38 0,003965 0,1007 0,0157 0,007967 659,62 2 164,1
39 0,003531 0,0897 0,0125 0,006318 831,77 2 728,9
40 0,003145 0.0799 0,009888 0,00501 1 048,8 3 441,1

Также ознакомьтесь с нашим калькулятором стоимости электроэнергии и калькулятором стоимости освещения, прежде чем планировать свой следующий электрический проект.

Сопротивление и удельное сопротивление | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните понятие удельного сопротивления.
  • Используйте удельное сопротивление для расчета сопротивления материалов указанной конфигурации.
  • Используйте термический коэффициент удельного сопротивления, чтобы вычислить изменение сопротивления в зависимости от температуры.

Зависимость сопротивления от материала и формы

Сопротивление объекта зависит от его формы и материала, из которого он сделан. Цилиндрический резистор на Рисунке 1 легко анализировать, и таким образом мы можем получить представление о сопротивлении более сложных форм. Как и следовало ожидать, электрическое сопротивление цилиндра R прямо пропорционально его длине L , подобно сопротивлению трубы потоку жидкости.Чем длиннее цилиндр, тем больше зарядов соударяется с его атомами. Чем больше диаметр цилиндра, тем больше тока он может пропускать (опять же, как поток жидкости по трубе). Фактически, R обратно пропорционален площади поперечного сечения цилиндра A .

Рис. 1. Однородный цилиндр длиной L и площадью поперечного сечения A. Его сопротивление потоку тока аналогично сопротивлению, которое труба оказывает потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше его сопротивление.Чем больше площадь его поперечного сечения A, тем меньше его сопротивление.

Для данной формы сопротивление зависит от материала, из которого изготовлен объект. Различные материалы обладают разным сопротивлением потоку заряда. Мы определяем удельное сопротивление ρ вещества так, чтобы сопротивление R объекта было прямо пропорционально ρ . Удельное сопротивление ρ - это внутреннее свойство материала, независимо от его формы или размера.Сопротивление R однородного цилиндра длиной L , площадью поперечного сечения A , изготовленного из материала с удельным сопротивлением ρ , составляет

.

[латекс] R = \ frac {\ rho L} {A} \\ [/ латекс].

В таблице 1 приведены репрезентативные значения ρ . Материалы, перечисленные в таблице, разделены на категории проводников, полупроводников и изоляторов на основе широких групп удельных сопротивлений. У проводников наименьшее удельное сопротивление, а у изоляторов наибольшее; полупроводники имеют промежуточное удельное сопротивление.Проводники имеют различную, но большую плотность свободных зарядов, тогда как большинство зарядов в изоляторах связаны с атомами и не могут двигаться. Полупроводники являются промежуточными, имеют гораздо меньше свободных зарядов, чем проводники, но обладают свойствами, из-за которых количество свободных зарядов сильно зависит от типа и количества примесей в полупроводнике. Эти уникальные свойства полупроводников находят применение в современной электронике, о чем мы поговорим в следующих главах.

Таблица 1.Удельное сопротивление ρ различных материалов при 20º C
Материал Удельное сопротивление ρ ( Ом м )
Проводники
Серебро 1. 59 × 10 −8
Медь 1. 72 × 10 −8
Золото 2. 44 × 10 −8
Алюминий 2.65 × 10 −8
Вольфрам 5. 6 × 10 −8
Утюг 9. 71 × 10 −8
Платина 10. 6 × 10 −8
Сталь 20 × 10 −8
Свинец 22 × 10 −8
Манганин (сплав Cu, Mn, Ni) 44 × 10 −8
Константан (сплав Cu, Ni) 49 × 10 −8
Меркурий 96 × 10 −8
Нихром (сплав Ni, Fe, Cr) 100 × 10 −8
Полупроводники
Углерод (чистый) 3.5 × 10 5
Углерод (3,5 - 60) × 10 5
Германий (чистый) 600 × 10 −3
Германий (1−600) × 10 −3
Кремний (чистый) 2300
Кремний 0,1–2300
Изоляторы
Янтарь 5 × 10 14
Стекло 10 9 - 10 14
Люцит> 10 13
Слюда 10 11 - 10 15
Кварц (плавленый) 75 × 10 16
Резина (твердая) 10 13 - 10 16
сера 10 15
тефлон> 10 13
Дерево 10 8 -10 11

Пример 1.Расчет диаметра резистора: нить накала фары

Нить накала автомобильной фары изготовлена ​​из вольфрама и имеет сопротивление холоду 0,350 Ом. Если нить представляет собой цилиндр длиной 4,00 см (ее можно свернуть в бухту для экономии места), каков ее диаметр?

Стратегия

Мы можем переписать уравнение [латекс] R = \ frac {\ rho L} {A} \\ [/ latex], чтобы найти площадь поперечного сечения A нити на основе данной информации. Тогда его диаметр можно определить, предположив, что он имеет круглое поперечное сечение.{-5} \ text {m} \ end {array} \\ [/ latex].

Обсуждение

Диаметр чуть меньше десятой миллиметра. Он состоит только из двух цифр, потому что ρ известен только из двух цифр.

Температурное изменение сопротивления

Удельное сопротивление всех материалов зависит от температуры. Некоторые даже становятся сверхпроводниками (нулевое сопротивление) при очень низких температурах. (См. Рисунок 2.)

Рис. 2. Сопротивление образца ртути равно нулю при очень низких температурах - это сверхпроводник примерно до 4.2 К. Выше этой критической температуры его сопротивление резко возрастает, а затем увеличивается почти линейно с температурой.

И наоборот, удельное сопротивление проводников увеличивается с увеличением температуры. Поскольку атомы колеблются быстрее и на больших расстояниях при более высоких температурах, электроны, движущиеся через металл, совершают больше столкновений, эффективно увеличивая удельное сопротивление. При относительно небольших изменениях температуры (около 100 ° C или менее) удельное сопротивление ρ изменяется с изменением температуры Δ T , как выражается в следующем уравнении

ρ = ρ 0 (1 + α Δ T ),

, где ρ 0 - исходное удельное сопротивление, а α - температурный коэффициент удельного сопротивления .(См. Значения α в Таблице 2 ниже.) Для более значительных изменений температуры α может изменяться или может потребоваться нелинейное уравнение, чтобы найти ρ . Обратите внимание, что α положительно для металлов, что означает, что их удельное сопротивление увеличивается с температурой. Некоторые сплавы были разработаны специально, чтобы иметь небольшую температурную зависимость. Например, манганин (который состоит из меди, марганца и никеля) имеет α , близкое к нулю (до трех цифр на шкале в таблице 2), и поэтому его удельное сопротивление лишь незначительно изменяется в зависимости от температуры.Это полезно, например, для создания не зависящего от температуры эталона сопротивления.

Таблица 2. Температурные коэффициенты удельного сопротивления α
Материал Коэффициент (1 / ° C)
Проводники
Серебро 3,8 × 10 −3
Медь 3,9 × 10 −3
Золото 3.4 × 10 −3
Алюминий 3,9 × 10 −3
Вольфрам 4,5 × 10 −3
Утюг 5,0 × 10 −3
Платина 3,93 × 10 −3
Свинец 3,9 × 10 −3
Манганин (сплав Cu, Mn, Ni) 0,000 × 10 −3
Константан (сплав Cu, Ni) 0.002 × 10 −3
Меркурий 0,89 × 10 −3
Нихром (сплав Ni, Fe, Cr) 0,4 × 10 −3
Полупроводники
Углерод (чистый) −0,5 × 10 −3
Германий (чистый) −50 × 10 −3
Кремний (чистый) −70 × 10 −3

Отметим также, что α отрицательно для полупроводников, перечисленных в Таблице 2, что означает, что их удельное сопротивление уменьшается с увеличением температуры.Они становятся лучшими проводниками при более высоких температурах, потому что повышенное тепловое перемешивание увеличивает количество свободных зарядов, доступных для переноса тока. Это свойство уменьшения ρ с температурой также связано с типом и количеством примесей, присутствующих в полупроводниках. Сопротивление объекта также зависит от температуры, поскольку R 0 прямо пропорционально ρ . Для цилиндра мы знаем, что R = ρL / A , и поэтому, если L и A не сильно изменяются с температурой, R будет иметь такую ​​же температурную зависимость, как ρ .(Исследование коэффициентов линейного расширения показывает, что они примерно на два порядка меньше типичных температурных коэффициентов удельного сопротивления, поэтому влияние температуры на L и A примерно на два порядка меньше, чем на ρ .) Таким образом,

R = R 0 (1 + α Δ T )

- это температурная зависимость сопротивления объекта, где R 0 - исходное сопротивление, а R - сопротивление после изменения температуры Δ T .Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление. (См. Рис. 3.) Одним из наиболее распространенных является термистор, полупроводниковый кристалл с сильной температурной зависимостью, сопротивление которого измеряется для определения его температуры. Устройство небольшое, поэтому быстро приходит в тепловое равновесие с той частью человека, к которой прикасается.

Рис. 3. Эти знакомые термометры основаны на автоматическом измерении сопротивления термистора в зависимости от температуры.(Источник: Biol, Wikimedia Commons)

Пример 2. Расчет сопротивления: сопротивление горячей нити

Хотя следует соблюдать осторожность при применении ρ = ρ 0 (1 + α Δ T ) и R = R 0 (1 + α Δ T ) для изменений температуры более 100 ° C, для вольфрама уравнения достаточно хорошо работают при очень больших изменениях температуры. Каково же сопротивление вольфрамовой нити в предыдущем примере, если ее температура повышается с комнатной температуры (20ºC) до типичной рабочей температуры 2850ºC?

Стратегия

Это прямое приложение R = R 0 (1 + α Δ T ), поскольку исходное сопротивление нити было задано равным R 0 = 0.{-3} / º \ text {C} \ right) \ left (2830º \ text {C} \ right) \ right] \\ & = & {4.8 \ Omega} \ end {array} \\ [/ latex] .

Обсуждение

Это значение соответствует примеру сопротивления фары в Законе Ома: сопротивление и простые цепи.

Исследования PhET: сопротивление в проводе

Узнайте о физике сопротивления в проводе. Измените его удельное сопротивление, длину и площадь, чтобы увидеть, как они влияют на сопротивление провода. Размеры символов в уравнении меняются вместе со схемой провода.

Щелкните, чтобы запустить моделирование.

Сводка раздела

  • Сопротивление R цилиндра длиной L и площадью поперечного сечения A составляет [латекс] R = \ frac {\ rho L} {A} \ [/ латекс], где ρ - удельное сопротивление материала.
  • Значения ρ в таблице 1 показывают, что материалы делятся на три группы - проводников, полупроводников и изоляторов .
  • Температура влияет на удельное сопротивление; для относительно небольших изменений температуры Δ T удельное сопротивление равно [латекс] \ rho = {\ rho} _ {0} \ left (\ text {1} + \ alpha \ Delta T \ right) \\ [/ latex], где ρ 0 - исходное удельное сопротивление, а [латекс] \ text {\ alpha} [/ latex] - температурный коэффициент удельного сопротивления.
  • В таблице 2 приведены значения для α , температурного коэффициента удельного сопротивления.
  • Сопротивление R объекта также зависит от температуры: [латекс] R = {R} _ {0} \ left (\ text {1} + \ alpha \ Delta T \ right) \\ [/ latex], где R 0 - исходное сопротивление, а R - сопротивление после изменения температуры.

Концептуальные вопросы

1. В каком из трех полупроводниковых материалов, перечисленных в таблице 1, примеси дают свободные заряды? (Подсказка: изучите диапазон удельного сопротивления для каждого из них и определите, имеет ли чистый полупроводник большую или меньшую проводимость.)

2. Зависит ли сопротивление объекта от пути тока, проходящего через него? Рассмотрим, например, прямоугольный стержень - одинаково ли его сопротивление по длине и по ширине? (См. Рисунок 5.)

Рис. 5. Встречается ли ток, проходящий двумя разными путями через один и тот же объект, с разным сопротивлением?

3. Если алюминиевый и медный провода одинаковой длины имеют одинаковое сопротивление, какой из них имеет больший диаметр? Почему?

4. Объясните, почему [латекс] R = {R} _ {0} \ left (1+ \ alpha \ Delta T \ right) \\ [/ latex] для температурного изменения сопротивления R объекта равен не так точен, как [латекс] \ rho = {\ rho} _ {0} \ left ({1} + \ alpha \ Delta T \ right) \\ [/ latex], что дает температурное изменение удельного сопротивления ρ .

Задачи и упражнения

1. Каково сопротивление отрезка медного провода 12-го калибра длиной 20,0 м и диаметром 2,053 мм?

2. Диаметр медного провода нулевого сечения - 8,252 мм. Найдите сопротивление такого провода длиной 1,00 км, используемого для передачи энергии.

3. Если вольфрамовая нить накала диаметром 0,100 мм в лампочке должна иметь сопротивление 0,200 Ом при 20 ° C, какой длины она должна быть?

4. Найдите отношение диаметра алюминиевого провода к медному, если они имеют одинаковое сопротивление на единицу длины (как в бытовой электропроводке).

5. Какой ток протекает через стержень из чистого кремния диаметром 2,54 см и длиной 20,0 см при приложении к нему 1,00 × 10 3 В? (Такой стержень можно использовать, например, для изготовления детекторов ядерных частиц.)

6. (a) До какой температуры нужно нагреть медный провод, изначально равный 20,0 ° C, чтобы удвоить его сопротивление, не обращая внимания на любые изменения размеров? (б) Происходит ли это в бытовой электропроводке при обычных обстоятельствах?

7. Резистор из нихромовой проволоки используется там, где его сопротивление не может изменяться более чем на 1.00% от его значения при 20,0ºC. В каком температурном диапазоне его можно использовать?

8. Из какого материала изготовлен резистор, если его сопротивление на 40,0% больше при 100 ° C, чем при 20,0 ° C?

9. Электронное устройство, предназначенное для работы при любой температуре в диапазоне от –10,0 ° C до 55,0 ° C, содержит резисторы из чистого углерода. В какой степени их сопротивление увеличивается в этом диапазоне?

10. (a) Из какого материала изготовлена ​​проволока, если она имеет длину 25,0 м, диаметр 0,100 мм и сопротивление 77.7 Ом при 20,0 ° C? (б) Каково его сопротивление при 150 ° C?

11. При условии постоянного температурного коэффициента удельного сопротивления, каков максимальный процент уменьшения сопротивления константановой проволоки, начиная с 20,0 ° C?

12. Через матрицу протягивают проволоку, растягивая ее в четыре раза по сравнению с исходной длиной. По какому фактору увеличивается его сопротивляемость?

13. Медный провод имеет сопротивление 0,500 Ом при 20,0 ° C, а железный провод имеет сопротивление 0,525 Ом при той же температуре.При какой температуре их сопротивления равны?

14. (a) Цифровые медицинские термометры определяют температуру путем измерения сопротивления полупроводникового устройства, называемого термистором (который имеет α = –0,0600 / ºC), когда он находится при той же температуре, что и пациент. Какова температура пациента, если сопротивление термистора при этой температуре составляет 82,0% от его значения при 37,0 ° C (нормальная температура тела)? (b) Отрицательное значение для α не может поддерживаться при очень низких температурах.Обсудите, почему и так ли здесь. (Подсказка: сопротивление не может стать отрицательным.)

15. Integrated Concepts (a) Повторите упражнение 2 с учетом теплового расширения вольфрамовой нити. Вы можете принять коэффициент теплового расширения 12 × 10 −6 / ºC. б) На какой процент ваш ответ отличается от приведенного в примере?

16. Необоснованные результаты (a) До какой температуры нужно нагреть резистор из константана, чтобы удвоить его сопротивление, при условии постоянного температурного коэффициента удельного сопротивления? б) разрезать пополам? (c) Что необоснованного в этих результатах? (d) Какие предположения необоснованны или какие посылки несовместимы?

Сноски

  1. 1 Значения сильно зависят от количества и типа примесей
  2. 2 значения при 20 ° C.

Глоссарий

удельное сопротивление:
внутреннее свойство материала, независимо от его формы или размера, прямо пропорциональное сопротивлению, обозначаемое ρ
температурный коэффициент удельного сопротивления:
эмпирическая величина, обозначаемая α , которая описывает изменение сопротивления или удельного сопротивления материала при температуре

Избранные решения проблем и упражнения

1.0,104 Ом

3. 2,8 × 10 −2 м

5. 1,10 × 10 −3 A

7. от −5ºC до 45ºC

9. 1.03

11. 0,06%

13. −17ºC

15. (a) 4,7 Ом (всего) (b) уменьшение на 3,0%


Как рассчитать объем в проводе

Обновлено 5 декабря 2020 г.

Крис Дезиел

Несмотря на то, что вы можете сгибать и скручивать его в различные формы, проволока в основном представляет собой цилиндр. Он имеет круглое поперечное сечение с определенным радиусом и определенной длиной.2 L} {4}

Поддерживайте согласованность единиц

Диаметр провода в большинстве случаев на несколько порядков меньше его длины. Возможно, вы захотите измерить диаметр в дюймах или сантиметрах, а длину - в футах или метрах. Не забудьте преобразовать единицы перед вычислением объема, иначе расчет будет бессмысленным. Обычно лучше преобразовать длину в единицы измерения диаметра, чем наоборот. 2 L = \ pi (0.3

Электрику не хватает места в коробке для прокладки провода. Ему нужно использовать либо провод меньшего размера, если позволяют коды, либо коробку большего размера.

Общая физика II

Текущие и Сопротивление

Вопросы 2, 3, 4, 5, 7, 9, 17, 20

Задачи 1, 2, 7, 8, 15, 16, 22, 27, 33, 36, 43, 45, 46, 48, 49, 52


Q2 Какие факторы влияют на сопротивление проводника?

Длина, поперечное сечение, материал и температура все влияют на сопротивление.

Q3 В чем разница между сопротивлением и удельное сопротивление?

Сопротивление - величина отношения напряжения через сопротивление, деленное на ток через резистор. Удельное сопротивление - характеристика материала какой резистор сделан.

Q4 Два провода A и B круглого сечения изготовлены из того же металла и имеют одинаковую длину, но сопротивление провода А в три раза больше, чем провода Б.Что это соотношение их площадей поперечного сечения? Как соотносятся их радиусы?

Вспомните наше уравнение R = L / A

Изготовление из того же материала означает удельное сопротивление то же самое для двух проводов. У них одинаковая длина. Их площади поперечного сечения A должны отличаться в 3 раза. С г.

А = р 2

радиусы должны изменяться как квадратный корень из 3.

Q5 Что требуется для поддержания устойчивого ток в проводнике?

Постоянная разность потенциалов (или напряжение). Этот также означает постоянное электрическое поле внутри проводника - вызвано постоянным напряжением.

Q7 Когда напряжение на определенном проводе удвоение тока наблюдается в три раза. Что можно сделать о дирижере?

Этот проводник не подчиняется закону Ома.

Q9 Почему «хороший» электрический проводник может быть и «хорошим» термическим? дирижер?

Электроны, свободно перемещающиеся по материалу, например металл - проводят электричество, а также проводят тепло.

Q17 Два проводника одинаковой длины и радиуса подключены через одну и ту же разность потенциалов. У одного дирижера вдвое больше сопротивления другого. Какой проводник будет рассеивать больше силы?

P = I V = I 2 R = В 2 / R

Использование

P = V 2 / R

Напряжение конечно у обоих одинаковое.Тот, у кого меньшее сопротивление рассеивает большую мощность.

Q20 Две лампочки работают от 110 В, но одна из них номинальная мощность 25 Вт, а другая - 100 Вт. Какая лампа несет больший ток?

P = I V = I 2 R = В 2 / R

Использование

P = I V

или

I = P / V

При одинаковом напряжении (110 В) ток пропорционален к власти.Таким образом, лампа мощностью 100 Вт пропускает в четыре раза больше тока. лампы мощностью 25 Вт.


27,1 В модели атома водорода Бора электрон в низкоэнергетическом состоянии следует по круговой траектории, 5,29 x 10 - 11 м от протона.

(а) Покажите, что скорость электрона равна 2,19 x 10 6 м / с.

Что удерживает электрон на своей орбите? В центростремительная сила обеспечивается электрической силой от Закон Кулона Fc = m v 2 / r = k Qq / r 2 = Fel

m v 2 / r = k e2 / r 2

v 2 = k e 2 / r m

против 2 = (9x10 9 ) (1.6x10 -19 ) 2 / [( 5,29x10 -11 ) (9,11x10 -31 )]

v 2 = 4,78 x 10 12 м 2 / с 2

v = 2,19 x 10 6 м / с

(b) Какой эффективный ток связан с этим орбитальным движением? электрон?

Ток определяется по I = dQ / dt

Какой период у этого электрона на орбите?

v = C / T

T = C / v

Т = 2 r / v

Т = 2 (5.29x10 -11 ) / (2,19 x 10 6 м / с)

T = 1,52 x 10 - 16 с

То есть электрон, с Q = e = 1,6 x 10 - 19 C заряда проходит каждые 1,2 x 10 - 16 с на ток

I = 1,6 x 10 -19 C / 1,52 x 10 - 16 с

I = 1,05 x 10 - 3 A

I = 1.05 мА

27,2 В конкретной электронно-лучевой трубке измеряемый пучок ток 30 А. Сколько электронов ударяет по экрану трубки каждые 40 с?

I = Q / т

Q = N e

I = N e / 40 с

N = (40 с) (I) / e

N = (40 с) (30 x 10 - 6 C / s) / 1,6 x 10 - 19 С

N = 7.5 х 10 15

27,7 Генератор Ван де Граафа создает луч Дейтроны с энергией 2,0 МэВ, представляющие собой тяжелые ядра водорода, содержащие протон и нейтрон.

(а) Если ток пучка 10,0 А, как далеко друг от друга дейтроны в пучке?

Во-первых, какова скорость дейтронов? E = KE = ( 1 / 2 ) м v 2 = 2.0 МэВ [10 6 эВ / МэВ] [ 1,6 x 10 -19 Дж / эВ]

Напоминая, что

эВ = (1,6 x 10 -19 C) (V) [(J / C) / V] = 1,6 x 10 - 19 Дж

( 1 / 2 ) м v 2 = 3,2 x 10 -13 Дж

Какова масса дейтрона? Из таблицы А.3, стр. A.4, находим

m = 2,014 u

измеряется в единицах u, «единых единицах массы». Но что ты?

1 u = 1,66 x 10 - 27 кг

м = 2,014 мк [1,66 x 10 - 27 кг / ед]

м = 3,34 x 10 - 27 кг

( 1 / 2 )) (3.34 x 10 - 27 кг) v2 = 3,2 x 10 - 13 Дж

v 2 = 2 (3,2 x 10 -13 Дж) / 3,34 x 10 - 27 кг

v 2 = 1,92 x 10 14 м2 / с2

v = 1,38 x 10 7 м / с

I = Q / т

Назовите время между дейтронами T. Каждый дейтрон имеет заряд эл.

I = e / T

T = e / I

T = (1,6 x 10 -19 C) / (10 x 10 - 6 С / с)

T = 1,6 x 10 - 14 с

Как далеко за это время путешествует дейтрон?

v = L / T

L = v T = (1,38 x 10 7 м / с) (1,6 x 10 - 14 с)

L = 2.21 x 10 - 7 м

Это расстояние между дейтронами в пучке.

(b) Является ли их электростатическое отталкивание фактором в пучке? стабильность?

При расстояниях вроде 10 - 7 м электростатическая сила между двумя дейтронами будет очень большой и, следовательно, обязательно повлияет на стабильность луча F el = k Qq / r 2

F el = k e 2 / r 2

F el = (9x10 9 ) (1.6х10 - 19 ) 2 /( 2,21x10 -7 ) 2

F el = 4,72 x 10 -15 N

Хотя это кажется небольшим числом, давайте применим Второй ЗАКОН Ньютона (F = ma) и посмотрите, какое ускорение который произвел бы на дейтроне,

F = м

a = Ф / м

а = 4.72 x 10 -15 Н / 3,34 x 10 - 27 кг

a = 1,41 x 10 12 м / с 2

27,8 Рассчитайте среднюю скорость дрейфа электронов проходящий по медному проводу с площадью поперечного сечения 1,00 мм 2 при токе 1,0 A (значения аналогично этим четырем проводам к настольной лампе). это известно, что около одного электрона на атом меди способствует электрический ток.Атомный вес меди 63,54, а его плотность составляет 8,92 г / см 3 .

Из уравнения 27.4 имеем v d = I / n q A

v d = 1,0 A / [n (1,6 x 10 -19 C) (1,0 мм 2 )]

(Как всегда) будьте осторожны с агрегатами! Легче укажите площадь поперечного сечения как A = 1,0 мм 2 , но мы нужно, чтобы в м 2 к моменту проведения расчет.

A = 1,0 мм 2 [1 м / 1000 мм] 2

A = 1,0 x 10 - 6 м 2

Будьте осторожны. Поскольку 1000 мм = 1 м, нам потребуется преобразование что включает миллиметры в квадрате, 10 6 мм 2 = 1 м 2

v d = 1,0 A / [n (1,6 x 10 - 19 C) (1,0 - 6 м 2 ) ]

А что насчет n, "плотности числа" электронов. в медном проводе?

n = N A / v моль

v моль = M моль / плотность

v моль = 63.54 г / [8,92 г / см 3 ]

То есть объем одного моля меди равен

v моль = 7,12 см 3

Опять же, пока проще 7.12 см 3 , нам нужно преобразовать это в кубические метры перед мы подставляем его в уравнение,

v моль = 7,12 см 3 [м / 100 см] 3

v моль = 7.12 х 10 - 6 м 3

n = N A / v моль

n = (6,02 x 10 23 ) / (7,12 x 10 - 6 м 3 )

n = 8,46 x 10 28 (1 / м 3 )

или

n = 8,46 x 10 28 электронов / м 3

v d = 1.0 A / [n (1,6 x 10 - 19 C) (1,0 - 6 м 2 )]

v d = 1.0 A / [(8,46 x 10 28 (1 / м 3 )) (1,6 x 10 -19 C) (1,0 - 6 м 2 )]

v d = 7,39 x 10 -5 м / с

27,15 Рассчитайте сопротивление при 20 o C 40 м, длина серебряной проволоки с площадью поперечного сечения 0.40 мм 2 .

R = L / A

A = 0,4 мм 2 [1 м / 1000 мм ] 2 = 4 x 10 - 7 м 2

R = (1,59 x 10 - 8 -м) (40 м) / (4 x 10 -7 м 2 )

R = 1,59

27,16 Проволока восемнадцатого калибра имеет диаметр 1.024 мм. Рассчитайте сопротивление 15,0 м медного провода 18 калибра при 20,0 o С.

R = L / A

А = р 2

r = 1,024 мм / 2 = 0,512 мм = 5,12 x 10 - 4 м

А = (5,12 x 10 - 4 м) 2 = 8,235 x 10 - 7 м 2

R = L / A

R = (1.7 x 10 - 8 -м) (15 м) / (8,235 x 10 -7 м 2 )

R = 0,31

27,27 Резистор состоит из углеродного стержня, который имеет равномерная площадь поперечного сечения 5,0 мм 2 . Когда разность потенциалов 15 В приложена к концам стержень, в стержне есть ток 4,0 х 10 - 3 А.

Найдите (а) сопротивление стержня и (б) длину стержня. стержень.

R = V / I

R = 15 В / 4,0 x 10 - 3 A

R = 3,750

A = 5,0 мм 2 [1 м / 1000 мм] 2 = 5 x 10 - 6 м 2

R = L / A

L = R A /

L = (3,750) (5 x 10 - 6 м 2 ) / (3.5 x 10 -5 -м)

L = 535,7 м

Это кажется необоснованным!

27,33 Если медный провод имеет сопротивление 18 Ом на 20 o C, какое сопротивление он будет иметь при 60 o C?

R (T) = R o [1 + T ] R (60 o C) = (18) [1 + (3,9 x 10 - 3 (1 / C o )) (40 C o )] R (60 o C) = (18) [1 + 0.156] R (60 o C) = (18) [1,156] R (60 o C) = 20,8

27,36 Сегмент нихромовой проволоки изначально находится на 20 o C. Используя данные из таблицы 27.1, рассчитайте температура, до которой необходимо нагреть проволоку, чтобы удвоить ее сопротивление.

27,43 Аккумулятор 10 В подключен к 120- резистор. Пренебрегая внутренним сопротивлением аккумулятора, рассчитать мощность, рассеиваемую на резисторе.

27.45 Предположим, что скачок напряжения дает 140 В для момент. На какой процент будет выходная мощность 120-В, 100-Вт лампочка увеличивается, если ее сопротивление не меняется?

27,46 Особым типом автомобильной аккумуляторной батареи является характеризуется как «360 ампер-часов, 12 В». Какая общая энергия может аккумулятор поставить?

27,48 В гидроустановке турбина обеспечивает 1500 л.с. на генератор, который, в свою очередь, преобразует 80% механической энергия в электрическую энергию.В этих условиях какой ток будет ли генератор работать при конечной разнице потенциалов 2000 V?

27,52 Нагревательный элемент кофеварки работает на 120 V и проводит ток 2,0 А. Предполагая, что все тепло генерируется, поглощается водой, сколько времени нужно, чтобы нагреться 0,50 кг воды от комнатной температуры 23 o C до точка кипения.

Таблица размеров сечения проволоки | Таблица AWG

Калькулятор и таблица размеров американского калибра проводов (AWG).

Калькулятор калибра провода

* при 68 ° F или 20 ° C

** Диаметр и площадь поперечного сечения не включают изоляцию.

*** Результаты могут отличаться для реальных проволок: различное удельное сопротивление материала и количество жил в проволоке

Калькулятор падения напряжения ►

AWG диаграмма

AWG # Диаметр
(дюйм)
Диаметр
(мм)
Площадь
(тыс. Км)
Площадь
(мм 2 )
0000 (4/0) 0.4600 11,6840 211.6000 107.2193
000 (3/0) 0,4096 10,4049 167.8064 85.0288
00 (2/0) 0,3648 9,2658 133.0765 67.4309
0 (1/0) 0,3249 8,2515 105,5345 53,4751
1 0,2893 7.3481 83,6927 42,4077
2 0,2576 6.5437 66.3713 33.6308
3 0,2294 5,8273 52,6348 26.6705
4 0,2043 5,1894 41,7413 21.1506
5 0,1819 4.6213 33.1024 16.7732
6 0,1620 4,1154 26,2514 13,3018
7 0,1443 3,6649 20,8183 10,5488
8 0,1285 3,2636 16,5097 8,3656
9 0,1144 2,9064 13,0927 6,6342
10 0.1019 2,5882 10,3830 5.2612
11 0,0907 2.3048 8,2341 4,1723
12 0,0808 2,0525 6.5299 3.3088
13 0,0720 1,8278 5,1785 2.6240
14 0,0641 1,6277 4.1067 2,0809
15 0,0571 1.4495 3,2568 1,6502
16 0,0508 1,2908 2,5827 1,3087
17 0,0453 1,1495 2,0482 1.0378
18 0,0403 1.0237 1,6243 0,8230
19 0.0359 0,9116 1,2881 0,6527
20 0,0320 0,8118 1.0215 0,5176
21 0,0285 0,7229 0,8101 0,4105
22 0,0253 0,6438 0,6424 0,3255
23 0,0226 0,5733 0.5095 0,2582
24 0,0201 0,5106 0,4040 0,2047
25 0,0179 0,4547 0,3204 0,1624
26 0,0159 0,4049 0,2541 0,128
27 0,0142 0,3606 0.2015 0,1021
28 0.0126 0,3211 0,1598 0,0810
29 0,0113 0,2859 0,1267 0,0642
30 0,0100 0,2546 0,1005 0,0509
31 0,0089 0,2268 0,0797 0,0404
32 0,0080 0,2019 0.0632 0,0320
33 0,0071 0,1798 0,0501 0,0254
34 0,0063 0,1601 0,0398 0,0201
35 0,0056 0,1426 0,0315 0,0160
36 0,0050 0,1270 0,0250 0,0127
37 0.0045 0,1131 0,0198 0,0100
38 0,0040 0,1007 0,0157 0,0080
39 0,0035 0,0897 0,0125 0,0063
40 0,0031 0,0799 0,0099 0,0050

Расчет калибра провода

Расчет диаметра проволоки

Диаметр проволоки n-го калибра d n в дюймах (дюймах) равен 0.005, умноженное на 92 в степени 36 минус значение шкалы n, разделенное на 39:

.

d n (дюйм) = 0,005 дюйма × 92 (36- n ) / 39

Диаметр проволоки калибра n d n в миллиметрах (мм) равен 0,127 мм, умноженному на 92 в степени 36 минус номер калибра n, деленное на 39:

d n (мм) = 0,127 мм × 92 (36- n ) / 39

Расчет площади поперечного сечения провода

Площадь поперечного сечения провода n-го калибра A n в килокружных милах (kcmil) равно 1000 диаметрам квадратной проволоки d в дюймах (дюймах):

A n (kcmil) = 1000 × d n 2 = 0.025 дюйм 2 × 92 (36- n ) / 19,5

Площадь поперечного сечения провода калибра n A n в квадратных дюймах (в дюймах 2 ) равно пи, деленному на 4 диаметра квадратной проволоки d в дюймах (дюймах):

A n (дюйм 2 ) = (π / 4) × d n 2 = 0,000019635 дюйм 2 × 92 (36- n ) / 19,5

Площадь поперечного сечения провода n-го калибра A n в квадратных миллиметрах (мм 2 ) равно пи, деленному на 4 диаметра квадратной проволоки d в миллиметрах (мм):

A n (мм 2 ) = (π / 4) × d n 2 = 0.012668 мм 2 × 92 (36- n ) /19,5

Расчет сопротивления проводов

Сопротивление провода калибра n R в омах на килофит (Ом / кфут) равно 0,3048 × 1000000000 удельному сопротивлению провода ρ дюймов. Ом-метр (Ом · м), разделенное на 25,4 2 , умноженное на площадь поперечного сечения A n в квадратных дюймах (в 2 ):

R n (Ом / кфут) = 0,3048 × 10 9 × ρ (Ом · м) / (25.4 2 × A n 2 ) )

Сопротивление провода калибра n R в омах на километр (Ом / км) равно 1000000000 удельному сопротивлению провода ρ дюймов. ом-метры (Ом · м), разделенные на площадь поперечного сечения A n в квадратных миллиметрах (мм 2 ):

R n (Ом / км) = 10 9 × ρ (Ом · м) / A n (мм 2 )


См.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *