Мощность сечение медный провод: Расчёт сечения провода, кабеля

Содержание

Выбор сечения провода, кабеля (медного, алюминиевого) по мощности. Расчет сечения исходя из диаметра (видео)

 Использование полезной работы электрического тока, уже является чем-то обыденным, незаменимым и само собой разумеющимся. Действительно, с тех пор, когда были получены первые токи от первой батарейки, великим ученым Алессандро Вольтом, в далеком 1800 году, прошло всего-то два столетия. Однако теперь сеть проводов, электрических соединений буквально пронизывает все и вся на поверхности земли и в наших домах. Если всю эту сеть нескончаемых проводов представить себе со стороны, то это будет подобно нервной или кровеносной системе в нашем организме. Роль всех этих проводов для современного общества, пожалуй, не менее значима, чем функция одной из вышеупомянутых систем живого организма. Что же, раз это так важно и серьезно, то при выборе проводов и кабелей, для создания нашей собственной коммуникативной электрической сети стоит подходить с особым вниманием и придирчивостью. Дабы она работала стабильно, без сбоев и отказов. Что же в себя включает данный выбор проводов и кабелей? Во-первых, это определиться с применяемым для проводки материалом, будь то медь или алюминий. Во-вторых, определиться с количеством жил в проводнике, 2 или 3. В-третьих, необходимо подобрать сечения жил исходя из тока, которые будет проходить по проводам, то есть исходя из мощности нагрузки. В-четвертых, выбрать провод исходя из расчетного значения, ближайшее большее сечение по типоряду относительного расчетного. О мелочах и того можно говорить намного больше сказанного, поэтому пока остановимся на этом, и попытаемся все же раскрыть тему нашей статьи о расчете и выборе провода или кабеля исходя из мощности нагрузки.

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Не смотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.
 Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

 

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию. Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Какой провод, кабель выбрать для прокладки проводки (моножилу или многожильный)

 При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой. Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу. Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди. В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше. Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Выбираем провод (кабель) из меди или алюминия (документ ПЭУ)

 В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот. Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться. Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…». (До 2001 г. по имеющемуся заделу строительства допускается использование проводов и кабелей с алюминиевыми жилами) Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал. Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.
 Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Сколько примерно потребляют бытовые приборы, и как это отразиться на выборе, расчете сечения кабеля

Итак, мы уже определились с маркировкой кабеля, что это должна быть моножила, также с тем, что это должна быть медь, да и про подводимую мощность кабеля мы тоже «заикнулись» не просто так. Ведь именно исходя из показателя проводимой  мощности, будет рассчитываться провод, кабель на его применяемое сечение. Здесь все логично, прежде чем что-то рассчитать, надо исходить из начальных условий задачи. Этому нас научили еще в школе, исходные данные определяют основные пути решения. Что же, тоже самое можно сказать про расчет сечения медного провода, для расчета его сечения необходимо знать с какими токами или мощностями он будет работать. А для того чтобы нам знать токи и мощности, мы сразу должны знать, что именно будет подключено в нашей квартире, где лампочка, а где телевизор. Где компьютер, а куда мы включим зарядное устройство для телефона. Нет, конечно, со временем исходя из жизненных обстоятельств, что-то может поменяться, но нет кардинально, то есть примерная суммарная потребляемая мощность для всех наших помещений останется прежняя. Лучше всего сделать так, нарисовать план квартиры и там расставить и развешать все электроприборы, которые вам встретятся и которые запланированы. Скажем так.

Здесь неплохо было сориентироваться, сколько какой прибор потребляет. Именно для этого мы и приведем для вас таблицу ниже.

Подытожим данный абзац, мы должны представлять какие токи, мощности подводимые проводами и кабелями, должны быть обеспечены, для того, чтобы рассчитать необходимое нам сечение и выбрать подходящее. Об этом как раз далее.

Как рассчитать диаметр (сечение) провода (кабеля) исходя из силы тока, потребляемой мощности (медный и алюминиевый)

 Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.
 Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда. Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.
 Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток это направленное движение частиц. Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока. Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.
 Не смотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.
 Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.

Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке

 С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)

 Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных. Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.
 А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.

Как рассчитать зависимость диаметра токопроводящей жилы (провода, кабеля) от его сечения (площади)

Этот абзац больше относится к курсу школы по геометрии алгебре, когда необходимо найти площадь круга исходя из его диаметра. Именно такая задача стоит перед тем, кто хочет перевести диаметр в сечение. Делается это очень просто.

Сечение равно по формуле — S=0,7853*D2, где D и есть диаметр окружности, а S это площадь. Также справедливо будет утверждение S=ПИ*R, где R — радиус

Общепринятые сечения медных проводов для проводки в квартире по сечению

 Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства. Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.
 Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.

Выбор сечения провода исходя из количества коммуникаций в доме (квартире) (типовые схемы проводки)

О чем еще хотелось сказать, так это о том, что лучше использовать несколько независимых линий питания для каждого из помещений в комнате или квартире. Тем самым вы не будете применять провод с сечением 10 мм 2 для всей квартиры, приброшенный во все комнаты, от которого идут отводы. Такой провод будет приходить на вводный автомат, а затем от него, в соответствии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены выбранные сечения проводов, для каждого из помещений.

Типовая принципиальная схема электропроводки для квартиры или дома с электрической плитой (с указанием сечения кабеля для электроприборов)

Подводя итог о выборе сечения провода (кабеля) в зависимости от силы тока (мощности)

 Если вы прочитали всю нашу статью, и все наши выкладки, то наверняка уже осознали насколько сложно и одновременно просто выбрать алюминиевый или медный провод, по сечению исходя из токовой нагрузки и мощности. Да, расчет сечения потребует знания множества формул, поправок на материал и температуру, при этом если воспользоваться справочными таблицами, которые мы и привели, то все просто и понятно.
 Что же, кроме выбора сечения провода необходимо будет правильно соединить между собой провода, использовать соответствующие автоматы, УЗО, розетки и выключатели. Не забывать про особенности схемы подключения проводки в квартире. Все это скажется на выборе сечения провода в вашем конкретном случае. И только в этом случае, когда вы учтете все факторы, воспользуетесь справочными материалами, правильно смонтируете все элементы, можно будет говорить о том, что все сделано как надо!

Видео о подборе сечения проводник в зависимости от тока (А)

Основные принципы по выбоу сечения, исходя из тока питания еще раз рассмотрены в этом видео.

Как производится расчет сечения медного провода?

Расчет сечения провода (и не только медного) делается всегда исходя из максимальной нагрузки — суммарной потребляемой мощности потребителей. Другое дело что материал исполнения токопроводящей жилы, вносит в это свои коррективы. Так медный провод имеет большую допустимую нагрузку при том же сечении, нежели алюминиевый.

Рассчитать сечение медного провода не сложно, зная азы электротехники.

Если мы выбираем сечение провода для бытовой сети 220 Вольт, то соотношение мощности электроприбора к силе тока, будет следующим. Например чайник мощностью в 1000 Ватт потребляет ток 4,55 Ампера (1000:220=4,55) В трехфазной сети, мощность потребителя в Ваттах делим уже на 380. Вот почему для трехфазной сети выбор сечения провода будет другим.

Таким методом, узнав потребляемый ток каждого из потребителей, питаемых от нашего провода, складываем эти значения, и получаем общий ток нагрузки.

Теперь соотносим ток с пропускной способностью медных проводов, и выбираем подходящее сечение —

К примеру для нагрузки в 19 Ампер достаточно медного провода сечением 1,5 квадратных миллиметра, а если нагрузка 27 Ампер, то потребуется медный провод сечением уже 2,5 квадрат. Надо понимать что это значения «пиковой» нагрузки на провод. При монтаже это число (количество Ампер) лучше занижать примерно на 10 процентов. Это будет гарантией от нагрева.

Но это об общие правила выбора площади сечения медного провода. А вот при расчетах провода для квартирной проводки, можно воспользоваться следующей таблицей примерных мощностей рядовых потребителей —

Это примерные значения. Для более точного представления мощности, следует все же смотреть на паспорт-табличку каждого конкретного электроприбора, на которой указана максимальная мощность. Для электроприборов имеющих электродвигателя, следует завысить ток потребления на 25 %, так как пусковые токи двигателей обычно выше чем рабочие.

Стандартные сечения кабеля и провода. Блог компании РусЭлектроКабель


Главные параметры кабеля, которые нужно учитывать при разработке проектов электроснабжения, материал и сечение жил. Производители выпускают широкий ассортимент продукции разных характеристик. Рассказываем о существующих видах кабеля и местах их применения. 


Медный и алюминиевый кабели имеют одинаковые стандартные сечения: 0,5; 0,75 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 625; 800; 1000; 1200; 1600 кв. мм. Однако, минимальная площадь сечения жилы алюминиевого кабеля 2,5 кв.мм и 0,5 кв.мм медного кабеля. Максимальное значение для обоих проводников – 1600 кв.мм. Алюминий – материал относительно низкой прочности, кабель толщиной менее 2,5 кв. мм легко ломается после двух, трех изгибов, а также «плывет» в местах объединения.


      


Выбор кабеля для подключения бытовых приборов


Для подключения бытовых устройств освещения подходит медный провод размером от 1 до 1,5 кв. мм. Его можно заменить алюминиевой продукцией минимальных параметров. Для установки розеток необходимо использовать изделия площадью не менее 2,5 кв. мм независимо от материала.


Если требуется подключить мощные устройства, создающие относительно большую нагрузку на сеть, лучше применять медный кабель размером от 4 до 10 кв. мм в зависимости от характеристик прибора. Чтобы снизить нагрузку с общей электропроводки, для питания мощной бытовой техники прокладывают выделенную линию. Такие кабели также используют для подвода напряжения к распредкоробкам, питающим несколько бытовых розеток.


Проводники площадью более 10 кв. мм применяют только для подвода напряжения к электрическим щиткам. Неэкранированный кабель сечением от 0,5 до 2,5 кв. мм применяют для подвода напряжения к бытовой технике.


Выбор сечения кабеля для электроснабжения производственных помещений


Для питания автоматических устройств, схем управления, аппаратов защиты, которые используются для безопасной и эффективной эксплуатации промышленного оборудования применяют провода площадью от 1 до 6 кв. мм.


Кабель силовой до 120 кв. мм востребован для электроснабжения производственного оборудования высокой мощности. Провода площадью 2,5 – 50 кв. мм применяют в схемах напряжением до 1 тыс. Вольт. Для прокладки высоковольтных сетей требуется кабель размером от 35 до 1600 кв. мм.

Какую нагрузку выдерживает медный провод различного сечения

Почему следует выбирать правильное сечение


Медные проводники востребованы на рынке, поскольку они обладают гибкостью, стойкостью к перегибам. Алюминиевые проводники после нескольких перегибов начинают ломаться. Кроме того, при одинаковом сечении проводов, медь имеет более высокую проводимость. Подбирая сечение медных проводов, необходимо правильно выбирать сечение. При выборе большого сечения, можно потратиться впустую, а при выборе меньшего сечения можно спровоцировать короткое замыкание, пожар. Безопасность служит главной причиной правильного выбора сечения проводника, в соответствии с имеющимися правилами и табличными данными от ПУЭ.



Правильно подобранное сечение кабеля не даст смонтированной сети перегреться, сможет помочь выдержать кратковременную нагрузку, которая в несколько раз превышает номинальный показатель величины. Это формирует определенный токовый запас при увеличении количества, мощности сетевых энергопотребителей. Загруженный по максимальному показателю провод не будет нагреваться, создавая опасность возгорания. Стоит отметить, что если кабель проложен закрытым способом и перегрелся, отыскать, где точно находится место его деформации сложно. Требуется заменять проводку на протяжении всего участка. Штробить стены и впоследствии выполнять ремонт помещения.

Какую нагрузку выдерживает медный провод различного сечения?


Чтобы определить уровень нагрузки любого медного кабеля, необходимо использовать следующее правило: 1 квадратный миллиметр медного провода выдерживает 10 ампер тока. Это значит, что необходимо сделать перевод амперов в киловатты для лучшего понимания. 10 ампер равняется примерно 2 киловатта мощности, в среднем. Поэтому, кабель, который имеет сечение в 1,5 квадратных миллиметров, выдерживает 3,5 киловатт. Такая же методика подсчета действует на проводники с другими сечениями.


При этом важно понимать, что в трехфазной сети на 380 вольт параметры тока с мощность другие. Также много зависит от того, какие материалы были применены, чтобы изготовить проводник. Медные с алюминиевыми проводами, имеющими одно сечение, выдерживают разную нагрузку. Медь способна выдержать больше нагрузки, чем алюминий.

Таблица расчета нагрузки медных проводников


Провод на 1,5 квадратных миллиметров сможет выдержать 3,3 киловатта, провод на 2,5 квадратных миллиметров выдержит 4,5 киловатта. Провод, который достигает 4 квадратных миллиметров сечением выдерживает около 6 киловатт. Данные, представленные в таблице, актуальны для однофазной цепи, рассчитанной на 220 вольт, и медных проводов. В трехфазной цепи показатели будут другими.



Выбирая сечение следует учитывать несколько важных параметров. Это нагрузка, оказываемая на проводники, и фаза. То есть, необходимо знать общее количество электрических приборов. Отталкиваясь от этого параметра, можно уже выбирать автоматический выключатель, номинал которого будет близок к силе тока, которую может пропустить через себя провод.


Чтобы подключить обычную домашнюю розетку, достаточно будет использовать медный провод, рассчитанный на 2,5 миллиметровое сечение в квадрате. К такой розетке возможно будет сделать подключение утюга, гладильной доски и даже обогревателя с мощностью в 3 киловатта. При этом в сумме мощность всех электрических потребителей не должна быть больше 3,5 киловатт. Это около 16 ампер.


Для лампы необходим кабель, имеющий сечение в 1,5 квадратных миллиметров. На кухню с электрической плитой следует выбирать провод с мощностным запасом. Как правило, достаточно 6 квадратных миллиметров, в зависимости от мощности электрической плиты.


В результате, имея представление о нагрузке, которая выдерживает проводник, можно сделать правильный выбор. При этом следует внимательно учитывать материалы проводникового состава со способами и монтажа.

Расчет сечения провода по току: важность и особенности

Расчет сечения провода по току является важным условием для качественного монтажа электропроводки в помещении любого типа. Это связано с угрозой перегрева при недостаточной площади сечения, что в свою очередь приводит к плавлению его изоляции, короткому замыканию и даже пожару.
В связи с тем, что, в большинстве случаев, провода электрического обеспечения сооружений являются скрытыми внутри кладки или отделочного слоя стены, позаботиться о соответствующем сечении, значит обеспечить себе уверенность в сохранности и жильцов, и имущества. Именно в данном случае и проводится расчет сечения по мощности проходящего тока.

Критерии выбора необходимого сечения провода

Существует три основных принципа, согласно которым проводится выбор площади сечения кабеля для сети электрического обеспечения помещения. К ним относятся:

  • Достаточная площадь сечения для обеспечения прохождения тока без возникновения перегрева.
  • Падение напряжения в кабеле выбранного сечения не должно превышать норму.
  • Площадь сечения провода и качество его изоляционного покрытия должны максимально обеспечивать соблюдение механической прочности, а, следовательно, общей надежности проводки.

Что касается состояния перегрева, то нормальным считается достижение температуры, не превышающей 60°С. В целом, двумя основными критериями, которым должно соответствовать выбранное сечение провода, являются поддержание мощности и обеспечение безопасности.

Процесс определения необходимого сечения провода

В процессе проведения электропроводки в помещении используется простой и быстрый способ того, как определить сечение провода по току. Так как основным показателем функциональности является величина тока, которую он способен пропускать в течение продолжительного периода, прежде всего, необходимо определить уровень предельной нагрузки, который будет ложиться на данный элемент проводки.

Расчет мощности потребителей

Чтобы высчитать величину тока, которая ляжет на искомый кабель, нужно суммировать мощность всех приборов, которые будут получать питание через него. Стоит отметить, что чаще всего, при устройстве электропроводки, освещение и питание электроприборов разделяются на отдельные линии. Поэтому, перед тем, как пытаться определить сечение провода по току для помещения, важно уточнить включение в общий перечень приборов освещения.
Для примера используется вариант расчета только силового обеспечения электричеством. В случае участия в общей нагрузке освещения, мощность ламп также суммируется с мощностями приборов. Допустим, что в помещении (кухня квартиры) планируется использование холодильника мощностью 200 Вт, микроволновой печи с показателем в 1100 Вт, электрического чайника с мощностью 2200 Вт и электроплиты в 500 Вт показателя мощности. Тогда общая нагрузка, которая ляжет на кабель, обеспечивающий силовое питание, составит P=200+1100+2200+500=4000 Вт.

Расчет сечения провода

Дальнейшее изыскание того, какое сечение провода необходимо, подразумевает определение предельной величины тока. Здесь расчет пойдет в двух направлениях: для однофазной и трехфазной сети. Формула расчета для сети в 220В (однофазная) будет иметь вид I=(P*Kи)/U*cos φ. При этом:

  • Р – вычисленная выше мощность всех приборов.
  • U – показатель напряжения сети (220В).
  • Ки – величина коэффициента одновременности, составляющая для бытовых приборов 0,75.
  • Сos φ – для бытовых приборов равен единице.

Если же речь идет о трехфазной сети, формула, вычисляющая величину максимального проведения тока, несколько изменится: I=P/√3*U*cos φ.
Исходя из данных рассматриваемого примера и применив формулу для однофазной сети, получим следующий расчет: I=(4000*0,75)/220*1=13,6 А. Получив показания по величине длительно предельной нагрузки, сечение провода определяется по таблице данных, согласно ГОСТ 31996—2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ». Сама сводная таблица допустимой токовой мощности на провода медных или алюминиевых жил, согласно которой определяется площадь сечения кабеля, приведена ниже.

Медный тип проводовАлюминиевый тип проводов
Сечение, мм2ОдножильныйМногожильныйСечение, мм2ОдножильныйМногожильный
на воздухев землена воздухев землена воздухев землена воздухев земле
1,522302127 — — — — —
2,5303927362,522302128
439503647430392937
650624659637483744
10688363791050635059
1689107841021668826777
25121137112133259210687102
3514716313715835113127106123
5017919416718750139150126143
7022623721123170176184161178
9528028526127995217221197214
120326324302317120253252229244
150373364346358150290283261274
185431412397405185336321302312

Если данные, выведенные в результате расчетов, не совпадают с показателями таблицы, берется ближайшее большее значение. Так, в случае рассматриваемого примера, сечение медного одножильного или многожильного провода составит 1,5 мм2, а при использовании алюминиевого, площадь будет равна 2,5 мм2.

Медь или алюминий?

Как видно на основе примера, расчет и определение того, какую площадь должен иметь провод в зависимости от мощности нагрузки, достаточно прост. Дополнительные вопросы могут также возникнуть касательно материала изготовления. В чем состоят различия медных и алюминиевых кабелей для электрической проводки, и какой из них лучше выбрать?

Сравнительный анализ медного и алюминиевого типов проводов

Для человека, хоть раз сталкивавшегося с вопросами проведения линий электрической сети в помещении или на улице, не секрет, что провода и кабели, изготовленные из меди, пользуются большим уровнем спроса, чем алюминиевые. Это связано с несколькими основными критериями функциональности, в которых данные материалы расходятся.
К таким показателям относятся:

  • Уровень прочности.
  • Степень гибкости.
  • Способность противостояния процессам коррозии.
  • Уровень проводимости тока.

В том, что касается показателей прочности и гибкости, медь значительно опережает алюминий. Она является более гибкой, не переламывается в местах сгибов, что делает ее незаменимой при необходимости проведения сложных систем электропроводки. При этом, медные провода значительно меньше подвержены окислению, которое поражает алюминий достаточно быстро. Кроме того медные провода хорошо соединяются методом пайки.
Разница в уровнях проводимости тока видна даже в данных сводной таблицы по мощности для каждого типа проводов. Медный провод при значительно меньшем сечении способен обеспечить проведение большей силы тока, чем алюминиевый.
Единственным ощутимым недостатком материала является его высокая стоимость. По этой причине алюминий до сих пор удерживается на рынке – дешевизна и доступность данного сырья, в некоторых случаях, играет решающую роль. Однако, по соотношению показателей цена-качество, медь занимает лидирующее положение в качестве материала для проводов и кабелей линий электрических сетей.

Сечение провода и нагрузка (мощность) таблица

При монтаже электропроводки в квартире или в частном доме очень важно правильно подобрать сечение провода. Если взять слишком толстый кабель, то это «влетит вам в копеечку», так как его цена напрямую зависит от диаметра (сечения) токопроводящих жил. Применение же тонкого кабеля приводит к его перегреву и при несрабатывании защиты возможно оплавление изоляции, короткое замыкание и как следствие — пожар. Наиболее правильным будет выбор сечения провода в зависимости от нагрузки, что отражено в приведенных ниже таблицах.

Сечение кабеля

Сечение кабеля — это площадь среза токоведущей жилы. Если срез жилы круглый (как в большинстве случаев) и состоит из одной проволочки — то площадь/сечение определяется по формуле площади круга. Если в жиле много проволочек, то сечением будет сумма сечений всех проволочек в данной жиле.

Величины сечения во всех странах стандартизированы, причем стандарты бывшего СНГ и Европы в этой части полностью совпадают. В нашей стране документом, которым регулируется этот вопрос, являются «Правила устройства электроустановок» или кратко — ПУЭ.

Сечение кабеля выбирается исходя из нагрузок с помощью специальных таблиц, называемых «Допустимые токовые нагрузки на кабель.» Если нет никакого желания разбираться в этих таблицах — то Вам вполне достаточно знать, что на розетки желательно брать медный кабель сечением 1,5-2,5 мм², а на освещение — 1,0-1,5мм².

Для ввода одной фазы в рядовую 2-3 комнатную квартиру вполне хватит 6,0мм². Все равно на Ваших 40-80 м² большего оборудования не поместиться, даже с учетом электроплиты.

Многие электрики для «прикидки» нужного сечения считают, что 1мм² медного провода может пропустить через себя 10А электрического тока: соответственно 2,5 мм² меди способны пропустить 25А, а 4,0 мм² — 40А и т.д. Если Вы немного проанализируете таблицу выбора сечения кабеля, то увидите, что такой метод годится только для прикидки и только для кабелей сечением не выше 6,0мм².

Ниже дана сокращенная таблица выбора сечения кабеля до 35 мм² в зависимости от токовых нагрузок. Там же для Вашего удобства приведена суммарная мощность электрооборудования при 1-фазном (220В) и 3-фазном (380В) потреблении.

При прокладке кабеля в трубе (т.е. в любых закрытых пространствах) возможные токовые нагрузки на кабель должны быть меньше, чем при прокладке открыто. Это связано с тем, что кабель в процессе эксплуатации нагревается, а теплоотдача в стене или в земле значительно ниже, чем на открытом пространстве.

Когда нагрузка называется в кВт — то речь идет о совокупной нагрузке. Т.е. для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного — совокупно по всем трем. Когда величина нагрузки названа в амперах (А) — речь всегда идет о нагрузке на одну жилу (или фазу).

Таблица нагрузок по сечению кабеля:

Сечение кабеля, мм²Проложенные открытоПроложенные в трубе
медьалюминиймедьалюминий
ток, Амощность, кВтток, Амощность, кВтток, Амощность, кВтток, Амощность, кВт
220В380В220В380В220В380В220В380В
0. 5112.4
0.75153.3
1173.76.41435.3
1.52358.7153.35.7
2.5306.611245.29.1214.67.9163.56
44191532712275.910214.67.9
6501119398.514347.412265.79.8
10801730601322501119388.314
161002238751628801730551220
25140305310523391002238651424
35170376413028491352951751628

Для самостоятельного расчета необходимого сечение кабеля, например, для ввода в дом, можно воспользоваться кабельным калькулятором или выбрать необходимое сечение по таблице.

Настоящая таблица касается кабелей и проводов в резиновой и пластмассовой изоляции. Это такие широко распространенные марки как: ПВС, ВВП, ВПП, ППВ, АППВ, ВВГ. АВВГ и ряд других. На кабели в бумажной изоляции есть своя таблица, на не изолированные провода и шины — своя.

При расчетах сечения кабеля специалист должен также учитывать методы прокладки кабеля: в лотках, пучками и т.п.

    Кроме того, величины из таблиц о допустимых токовых нагрузках должны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:

  • поправочный коэффициент, соответствующий сечению кабеля и расположению его в блоке;
  • поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;
  • поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в земле;
  • поправочный коэффициент на различное число работающих кабелей, проложенных рядом.

Последствия превышения тока

Чрезмерное увеличение температуры разрушает проводник и цепь прохождения электрического тока. Нарушение изоляции в результате теплового воздействия создает благоприятные условия для коррозии, повышает вероятность короткого замыкания. Кроме повреждений оборудования, ухудшается безопасность. Необходимо подчеркнуть дополнительные затраты, которые вызваны сложными операциями по восстановлению работоспособности скрытой проводки.

Приведенные выше рекомендации надо соблюдать в комплексе. Не следует превышать длительно допустимый правилами ток. Необходимо поддерживать благоприятные условия эксплуатации. Нужно не забывать о соответствующих коррекциях при разовом или постоянном подключении мощных нагрузок.

Расчет сечения провода

Начнем не с таблицы, а с расчета. То есть, каждый человек, не имея под рукой интернет, где в свободном доступе ПУЭ с таблицами имеется, может самостоятельно определить сечение кабеля по току. Для этого потребуется штангенциркуль и формула.

Если рассмотреть сечение кабеля, то это круг с определенным диаметром. Существует формула площади круга: S= 3,14*D²/4, где 3,14 – это Архимедово число, «D» — диаметр измеренной жилы. Формулу можно упростить: S=0,785*D².

Если провод состоит из нескольких жил, то замеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, затем все показатели суммируются. А как вычислить сечение кабеля, если каждая его жила состоит из нескольких тоненьких проводков?

Процесс немного усложняется, но не сильно. Для этого придется подсчитать количество проводков в одной жиле, измерить диаметр одного проводка, вычислить его площадь по описанной формуле и умножить данный показатель на количество проводков. Это и будет сечение одной жилы. Теперь необходимо это значение умножить на количество жил.

Если нет желания считать проводки и измерять их размеры, надо просто замерить диаметр одной жилы, состоящий из нескольких проводов. Снимать размеры надо аккуратно, чтобы не смять жилу. Обратите внимание, что этот диаметр не является точным, потому что между проводками остается пространство.

Соотношение тока и сечения

Чтобы понять, как работает электрический кабель, необходимо вспомнить обычную водопроводную трубу. Чем больше ее диаметр, тем больше воды через нее будет проходить. То же самое и с проводами.

Чем больше их площадь, тем большей силы ток, через них пройдет, тем большую нагрузку такой провод выдерживает. При этом кабель не будет перегреваться, что является самым важным требованием правил пожарной безопасности.

Поэтому связка сечение – ток является основным критерием, который используется в подборе электрических проводов в разводке. Поэтому вам необходимо сначала разобраться, сколько бытовых приборов и какой общей мощности будет подключены к каждому шлейфу.

Сечение жилы провода, мм2Медные жилыАлюминиевые жилы
Ток, АМощность, ВтТок, АМощность, Вт
0.561300
0.75102200
1143100
1.5153300102200
2194200143100
2.5214600163500
4275900214600
6347500265700
105011000388400
1680176005512100
25100220006514300

К примеру, на кухне обязательно устанавливается холодильник, микроволновка, кофемолка и кофеварка, электрочайник иногда посудомоечная машина. То есть, все эти прибору могут в один момент быть включены одновременно. Поэтому в расчетах и используется суммарная мощность помещения.

Узнать потребляемую мощность каждого прибора можно из паспорта изделия или на бирке.

    Для примера обозначим некоторые из них:

  1. Чайник – 1-2 кВт.
  2. Микроволновка и мясорубка 1,5-2,2 кВт.
  3. Кофемолка и кофеварка – 0,5-1,5 кВт.
  4. Холодильник 0,8 кВт.

Узнав мощность, которая будет действовать на проводку, можно подобрать ее сечение из таблицы. Не будем рассматривать все показатели данной таблицы, покажем те, которые преобладают в быту.

Подбор диаметра проволоки предохранителя

В этом случае нужно решить обратную задачу. Тепловое разрушение проволоки прекратит подачу питания, выполняя защитные функции.

Таблица для выбора предохраняющего элемента

Максимальный ток, А0,5125
Диаметр проводника в мм для материаловМедь0,030,050,090,16
Алюминий0,070,10,19

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Несмотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.

Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию.

Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Выбор кабеля

Делать внутреннюю разводку лучше всего из медных проводов. Хотя алюминиевые им не уступят. Но тут есть один нюанс, который связан с правильно проведенном соединении участков в распределительной коробке. Как показывает практика, места соединений часто выходят из строя из-за окисления алюминиевого провода.

Еще один вопрос, какой провод выбрать: одножильный или многожильный? Одножильный имеет лучшую проводимость тока, поэтому именно его рекомендуют к применению в бытовой электрической разводке. Многожильный имеет высокую гибкость, что позволяет его сгибать в одном месте по несколько раз без ущерба качеству.

Одножильный или многожильный

При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой.

Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба, которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу.

Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди.

В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше.

Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Медь или алюминий

В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот.

Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться.

Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…».

Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал.

Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5 мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.

Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Зачем производится расчет

Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются важнейшей частью электропроводки.

Расчет сечения провода необходимо производить затем, чтобы убедится, что выбранный провод соответствует всем требованиям надежности и безопасной эксплуатации электропроводки.

Безопасная эксплуатация заключается в том, что если вы выберете сечение, не соответствующее его токовым нагрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву провода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.

Поэтому к вопросу о выборе сечения провода необходимо отнестись очень серьезно.

Что нужно знать

Основным показателем, по которому рассчитывают провод, является его длительно допустимая токовая нагрузка. Проще говоря, это такая величина тока, которую он способен пропускать на протяжении длительного времени.

Чтобы найти величину номинального тока, необходимо подсчитать мощность всех подключаемых электроприборов в доме. Рассмотрим пример расчета сечения провода для обычной двухкомнатной квартиры.

Таблица потребляемой мощности/силы тока бытовыми электроприборами

ЭлектроприборПотребляемая мощность, ВтСила тока, А
Стиральная машина2000 – 25009,0 – 11,4
Джакузи2000 – 25009,0 – 11,4
Электроподогрев пола800 – 14003,6 – 6,4
Стационарная электрическая плита4500 – 850020,5 – 38,6
СВЧ печь900 – 13004,1 – 5,9
Посудомоечная машина2000 – 25009,0 – 11,4
Морозильники, холодильники140 – 3000,6 – 1,4
Мясорубка с электроприводом1100 – 12005,0 – 5,5
Электрочайник1850 – 20008,4 – 9,0
Электрическая кофеварка630 – 12003,0 – 5,5
Соковыжималка240 – 3601,1 – 1,6
Тостер640 – 11002,9 – 5,0
Миксер250 – 4001,1 – 1,8
Фен400 – 16001,8 – 7,3
Утюг900 –17004,1 – 7,7
Пылесос680 – 14003,1 – 6,4
Вентилятор250 – 4001,0 – 1,8
Телевизор125 – 1800,6 – 0,8
Радиоаппаратура70 – 1000,3 – 0,5
Приборы освещения20 – 1000,1 – 0,4

После того как мощность будет известна расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока на основании этой мощности. Найти силу тока можно по формуле:

1) Формула расчета силы тока для однофазной сети 220 В:

расчет силы тока для однофазной сети

где Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт; U — напряжение сети, В; КИ= 0.75 — коэффициент одновременности; cos для бытовых электроприборов- для бытовых электроприборов. 2) Формула для расчета силы тока в трехфазной сети 380 В:

расчет силы тока для трехфазной сети

Зная величину тока, сечение провода находят по таблице. Если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в этом случае выбирают ближайшее большее значение. Например, расчетное значение тока составляет 23 А, выбираем по таблице ближайшее большее 27 А — с сечением 2.5 мм2.

Какой провод лучше использовать

На сегодняшний день для монтажа, как открытой электропроводки, так и скрытой, конечно же большой популярностью пользуются медные провода.

    Медь, по сравнению с алюминием, более эффективна:

  • она прочнее, более мягкая и в местах перегиба не ломается по сравнению с алюминием;
  • меньше подвержена коррозии и окислению. Соединяя алюминий в распределительной коробке, места скрутки со временем окисляются, это приводит к потере контакта;
  • проводимость меди выше чем алюминия, при одинаковом сечении медный провод способен выдержать большую токовую нагрузку чем алюминиевый.

Недостатком медных проводов является их высокая стоимость. Стоимость их в 3-4 раза выше алюминиевых. Хотя медные провода по стоимости дороже все же они являются более распространенными и популярными в использовании чем алюминиевые.

Причина нагрева электропроводки

По форме провод выполняется в виде круга, квадрата, прямоугольника или треугольника. У квартирной проводки сечение преимущественно круглое. Шина медная устанавливается обычно в распределительном шкафу и бывает прямоугольной или квадратной.

Площади поперечных сечений жил определяются по основным размерам, замеряемым штангенциркулем:

  • круг – S = πd2 / 4;
  • квадрат – S = a2;
  • прямоугольник – S = a * b;
  • треугольник – πr2 / 3.

В расчетах приняты следующие обозначения:

  • r – радиус;
  • d – диаметр;
  • b, a – ширина и длина сечения;
  • π = 3,14.

После того как выбран кабель для подключения к сети и для него подобран защищающий от перегрузок и коротких замыканий автомат ввода, необходимо подобрать провода для каждой группы потребителей.

Нагрузка разделяется на осветительную и силовую. Самым мощным потребителем в доме является кухня, где устанавливаются электроплита, стиральная и посудомоечная машины, холодильник, микроволновка и другие электроприборы.

Для каждой розетки выбираются провода на 2,5 мм2. По таблице для скрытой проводки он пропустит 21 А. Схема снабжения обычно радиальная – от распределительной коробки. Поэтому к коробке должны подходить провода на 4 мм2. Если розетки соединены шлейфом, следует учитывать, что сечению 2,5 мм2 соответствует мощность 4,6 кВт.

На бойлер, электроплиту, кондиционер и другие мощные нагрузки целесообразно подключать отдельный провод с автоматом. В ванную комнату также делается отдельный ввод с автоматом и УЗО.

На освещение идет провод на 1,5 мм2. Сейчас многие применяют основное и дополнительное освещение, где может потребоваться большее сечение.

Расчет сечения медных проводов и кабелей

Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на примере двухкомнатной квартиры.

Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовую и осветительную.

В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне и в ванной. Так как там устанавливается наиболее мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.п.).

Для этой розеточной группы выбираем провод сечением 2.5мм2. При условии, что силовая нагрузка будет разбросана по разным розеткам. Что это значит? Например, на кухне для подключения всей бытовой техники нужно 3-4 розетки подключенных медным проводом сечением 2. 5 мм2 каждая.

Если вся техника подключается через одну единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 будет недостаточно, в этом случае нужно использовать провод сечением 4-6 мм2. В жилых комнатах для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2, но окончательный выбор нужно принимать после соответствующих расчетов.

Питание всей осветительной нагрузки выполняется проводом сечением 1.5 мм2.

Необходимо понимать, что мощность на разных участках электропроводки будет разной, соответственно и сечение питающих проводов тоже разным. Наибольшее его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода выбирают 4 – 6 мм2.

При монтаже электропроводки применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ.

Выбор сечения кабеля по мощности

Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.

Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда.

Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.

Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток — это направленное движение частиц.

Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока.

Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.

Несмотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.

Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.

Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке:

С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)

Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных.

Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.

А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо, когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.

Кратковременные режимы работы

Максимально допустимый кратковременный ток для медных проводов при режимах работы с длительностью циклов до 10 мин и рабочими периодами между ними не более 4 мин приводится к длительному режиму работы, если сечение не превышает 6 мм2. При сечении выше 6 мм2: Iдоп = In∙0,875/√Тп.в.,

где Тп.в – отношение длительности рабочего периода к продолжительности цикла.

Отключение питания при перегрузках и коротких замыканиях определяется техническими характеристиками применяемых защитных автоматов. Ниже приведена схема небольшого щита управления квартиры. Питание от счетчика поступает на вводной автомат DP MCB мощностью 63 А, который защищает проводку до автоматов отдельных линий мощностью 10 А, 16 А и 20 А.

Важно! Пороги срабатывания автоматов должны быть меньше максимально допустимого тока проводки и выше нагрузочного тока. В таком случае каждая линия будет надежно защищена.

Общепринятые сечения для проводки в квартире

Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства.

Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.

Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.

Выбор сечения провода исходя из количества потребителей

О чем еще хотелось сказать, так это о том, что лучше использовать несколько независимых линий питания для каждого из помещений в комнате или квартире. Тем самым вы не будете применять провод с сечением 10 мм 2 для всей квартиры, проброшенный во все комнаты, от которого идут отводы.

Такой провод будет приходить на вводный автомат, а затем от него, в соответствии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены выбранные сечения проводов, для каждого из помещений.

Типовая принципиальная схема электропроводки для квартиры или дома с электрической плитой (с указанием сечения кабеля для электроприборов)

Токовые нагрузки в сетях с постоянным током

В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по-другому. Сопротивление проводника постоянному напряжению гораздо выше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще пренебрегают).

Кроме этого, для потребителей постоянного тока как правило очень важно, чтобы напряжение на концах было не ниже 0,5В (для потребителей переменного тока, как известно колебания напряжения в пределах 10% в любую сторону допустимы).

Есть формула, определяющая насколько упадет напряжение на концах по сравнению с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления и силы тока в цепи:

U = ((p l) / S) I

    где:

  • U — напряжение постоянного тока, В
  • p — удельное сопротивление провода, Ом*мм2/м
  • l — длина провода, м
  • S — площадь поперечного сечения, мм2
  • I — сила тока, А

Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подстановки, или с помощью простейших арифметических действий над данным уравнением.

Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то для выбора сечения можно пользоваться таблицей для переменного тока, но при этом корректировать величины тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при постоянном токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем указано в таблице.

Подобное правило также работает для выбора автоматических выключателей для сетей с постоянным током, например: для цепей с нагрузкой в 25А, нужно брать автомат на 15% меньшего номинала, в нашем случае подходит предыдущий типоразмер автомата — 20А.

Кабель, передающий электрический ток, – один из важнейших элементов электрической сети. В случае выхода кабеля из строя работа всей системы становится невозможной, поэтому для предотвращения отказов, а также опасности возгорания от перегрева, следует произвести точный расчёт сечения кабеля по нагрузке.

Такой расчёт дает уверенность в безопасной и надёжной работе сети и приборов, но что ещё важнее – безопасности людей.

Выбор сечения, недостаточного для токовой нагрузки, приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, а это, в свою очередь, – к короткому замыканию и даже пожару. Так что для проведения расчётов и тщательного выбора подходящего кабеля есть масса причин.

Что необходимо для расчёта по нагрузке

Основной показатель, помогающий рассчитать сечение и марку кабеля – предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Если проще, то это – величина тока, которую кабель способен пропускать в условиях его прокладки без перегрева достаточно долго.

Для этого необходимо простое арифметическое суммирование мощностей всех электроприборов, которые будут включаться в сеть.

Следующим важным этапом, позволяющим достичь безопасности, является расчёт сечения кабеля по нагрузке, для чего необходимо подсчитать силу тока, используя формулу:

Для однофазной сети напряжением 220 В:

    Где:

  • Р – это суммарная мощность для всех электроприборов, Вт;
  • U — напряжение сети, В;
  • COSφ — коэффициент мощности.

Для трёхфазной сети напряжением 380 В:

Наименование прибораПримерная мощность, Вт
LCD-телевизор140-300
Холодильник300-800
Пылесос800-2000
Компьютер300-800
Электрочайник1000-2000
Кондиционер1000-3000
Освещение300-1500
Микроволновая печь1500-2200

Получив точное значение величины тока, следует обратиться к таблицам, позволяющим найти кабель или провод требуемого сечения и материала. Но если полученное значение величины тока не совсем совпадает с табличным значением, то не стоит «экономить», а лучше выбрать ближайшее, но большее значение сечения кабеля.

Пример: при напряжении сети 220 В полученное значение величины тока составило 22 ампера, ближайшее большее значение (27 А) имеет медный провод или кабель из меди, сечением 2,5 мм кв. Это означает, что оптимальным выбором станет именно такой кабель, а не с сечением 1,5 мм кв., имеющим значение допустимого длительного тока 19 А.

Сечение токо- проводящих жил, ммМедные жилы проводов и кабелей
Напряжение 220ВНапряжение 380В
Ток, АМощность, кВтТок, АМощность, кВт
1,5194,11610,5
2,5275,92516,5
4388,33019,8
64610,14026,4
107015,45033
168518,77549,5
2511525,39059,4
3513529,711575,9
5017538,514595,7
7021547,3180118,8
9526057,2220145,2
12030066260171,6

Если выбирается кабель с алюминиевыми жилами, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.

Сечение токо- проводящих жил, ммАлюминиевые жилы проводов и кабелей
Напряжение 220ВНапряжение 380В
Ток, АМощность, кВтТок, АМощность, кВт
2,5204,41912,5
4286,12315,1
6367,93019,8
1050113925,7
166013,25536,3
258518,77046,2
35100228556,1
5013529,711072,6
7016536,314092,4
9520044170112,2
12023050,6200132

Определение допустимого тока

Все проводники при прохождении тока нагреваются. Чрезмерное повышение температуры провоцирует механическое разрушение конструкции, включая защитные и декоративные оболочки. Чтобы сохранить работоспособность трассы пользуются понятием «длительно допустимый ток». Справочные значения для проводов с медными и алюминиевыми жилами приведены в правилах ПУЭ и отраслевых ГОСТах.

Таблица разрешенных токовых нагрузок

Материал проводникаОболочкаПлощадь поперечного сечения жилы, мм кв.Допустимые токовые нагрузки, АТип трассы, количество кабелей в канале
медьполивинилхлорид1,523монтаж в открытом лотке
медьрезина + свинец1,533в земле, двухжильный кабель
алюминийполивинилхлорид2,524открытый лоток
алюминийполимер2,529в земле, трехжильный кабель
медьпластик, резина2,540перемещаемая конструкция, одножильный кабель

Для точного расчета специалисты пользуются формулой теплового баланса, которая содержит:

  • электрическое сопротивление метра проводника при определенной температуре;
  • поправочные коэффициенты для учета передачи тепла в окружающее пространство с помощью конвекции, инфракрасного излучения;
  • нагрев от внешних источников.

Отвод тепловой энергии улучшается при прокладке трассы в земле (под водой). Хуже условия, когда несколько кабелей находится в одном канале.

К сведению. Иногда применяют аналог расчета по мощности с учетом неразрушающего уровня нагрева.

Расчет мощности от сечения провода. Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки

В теории и практике, выбору площади поперечного сечения провода по току
(толщине) уделяется особое внимание. В данной статье, анализируя справочные данные, познакомимся с понятием «площадь сечения».

Расчет сечения проводов.

В науке не используется понятие «толщина» провода. В литературных источниках используется терминология — диаметр и площадь сечения. Применимо к практике, толщина провода характеризуется площадью сечения
.

Довольно легко рассчитывается на практике сечение провода
. Площадь сечения вычисляется с помощью формулы, предварительно измерив его диаметр (можно измерить с помощью штангенциркуля):

S = π (D/2)2 ,

  • S — площадь сечения провода, мм
  • D- диаметр токопроводящей жилы провода. Измерить его можно с помощью штангенциркуля.

Более удобный вид формулы площади сечения провода:

S=0,8D.

Небольшая поправка — является округленным коэффициентом. Точная расчетная формула:

В электропроводке и электромонтаже в 90 % случаях применяется медный провод. Медный провод по сравнению с алюминиевым проводом, имеет ряд преимуществ. Он более удобен в монтаже, при такой же силе токе имеет меньшую толщину, более долговечен. Но чем больше диаметр (площадь сечения
), тем выше цена медного провода. Поэтому, несмотря на все преимущества, если сила тока превышает значение 50 Ампер, чаще всего используют алюминиевый провод. В конкретном случае используется провод, имеющий алюминиевую жилу 10 мм и более.

В квадратных миллиметрах измеряют площадь сечения проводов
. Наиболее чаще всего на практике (в бытовой электрике), встречаются такие площади сечения: 0,75; 1,5; 2,5; 4 мм.

Существует иная система измерения площади сечения (толщины провода) — система AWG, которая используется, в основном в США. Ниже приведена таблица сечений
проводов по системе AWG, а так же перевод из AWG в мм.

Рекомендовано прочитать статью про выбор сечения провода для постоянного тока. В статье приведены теоретические данные и рассуждения о падении напряжения, о сопротивлении проводов для разных сечений. Теоретические данные сориентируют, какое сечение провода по току наиболее оптимально, для разных допустимых падений напряжения. Также на реальном примере объекта, в статье о падении напряжения на трехфазных кабельных линиях большой длины, приведены формулы, а также рекомендации о том, как уменьшить потери. Потери на проводе прямо пропорциональны току и длине провода. И являются обратно пропорциональными сопротивлению.

Выделяют, три основные принципа, при выборе сечения провода
.

1. Для прохождения электрического тока, площадь сечения провода (толщина провода), должна быть достаточной. Понятие достаточно означает, что когда проходит максимально возможный, в данном случае, электрический ток, нагрев провода будет допустимый (не более 600С).

2. Достаточное сечение провода, что бы падение напряжения не превышало допустимого значения. В основном это относится к длинным кабельным линиям (десятки, сотни метров) и токам большой величины.

3. Поперечное сечение провода, а также его защитная изоляция, должна обеспечивать механическую прочность и надежность.

Для питания, например люстры, используют в основном лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А).

Выбирая толщину провода, необходимо ориентироваться на максимальную рабочую температуру. Если температура будет превышена, провод и изоляция на нем будут плавиться и соответственно это приведет к разрушению самого провода. Максимальный рабочий ток для провода с определенным сечением ограничивается только максимально его рабочей температурой. И временем, которое сможет проработать провод в таких условиях.

Далее приведена таблица сечения проводов, при помощи которой в зависимости от силы тока , можно подобрать площадь сечения медных проводов. Исходные данные — площадь сечения проводника.

Максимальный ток для разной толщины медных проводов. Таблица 1.

Сечение токопроводящей жилы, мм 2

Ток, А, для проводов, проложенных

открыто

в одной трубе

одного двух жильного

одного трех жильного

Выделены номиналы проводов, которые используются в электрике. «Один двужильный» — провод, имеющий два провода. Один Фаза, второй — Ноль — это считается однофазное питание нагрузки. «Один трехжильный» — используется при трехфазном питании нагрузки.

Таблица помогает определиться, при каких токах, а также в каких условиях эксплуатируется провод данного сечения
.

Например, если на розетке написано «Мах 16А», то к одной розетке можно проложить провод сечением 1,5мм. Необходимо защитить розетку выключателем на ток не более чем 16А, лучше даже 13А, или 10 А. Эту тему раскрывает статья «Про замену и выбор защитного автомата».

Из данных таблицы видно, что одножильный провод — означает, что вблизи (на расстоянии менее 5 диаметров провода), не проходит более никаких проводов. Когда два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции — провод двужильный. Здесь более тяжелый тепловой режим, поэтому меньше максимальный ток. Чем больше собрано в проводе или пучке проводов, тем меньше должен быть максимальный ток отдельно для каждого проводника, из-за возможности перегрева.

Однако, эта таблица не совсем удобна с практической стороны. Зачастую исходный параметр — это мощность потребителя электроэнергии, а не электрический ток. Следовательно, нужно выбирать провод.

Определяем ток, имея значение мощности. Для этого, мощность Р (Вт) делим на напряжение (В) — получаем ток (А):

I=P/U.

Для определения мощности, имея показатель тока, необходимо ток (А) умножить на напряжение (В):

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, мм 2

Ток автомата,
А

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.

Про алюминиевый провод.

В отличие от меди, алюминий хуже пропускает электрический ток. Для алюминия (провод такого же сечения
, что и медный), при токах до 32 А, максимальный ток будет меньше, чем для меди на 20 %. При токах до 80 А алюминий пропускает хуже ток на 30%.

Эмпирическое правило для алюминия
:

Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения
, умножить на 6.

Имея знания, полученные в данной статье, можно выбрать провод по соотношениям «цена/толщина», «толщина/рабочая температура», а также «толщина/максимальный ток и мощность».

Основные моменты про площадь сечения проводов освещены, если же что-то не понятно, либо есть, что добавить — пишите и спрашивайте в комментариях. Подписывайтесь в блоге СамЭлектрик, для получения новых статей.

К максимально току в зависимости от площади сечения провода, немцы относятся несколько иначе. Рекомендация по выбору автоматического (защитного) выключателя, расположена в правом столбце.

Таблица зависимости электрического тока защитного автомата (предохранителя) от сечения. Таблица 3.

Данная таблица взята из «стратегического» промышленного оборудования, возможно поэтому может создаться впечатление, что немцы перестраховываются.

Ниже я приведу таблицу сечения проводов, но рекомендую набраться терпения, прочитав до конца эту небольшую теоретическую часть. Это позволит Вам быть более осознанным в выборе проводов для монтажа электропроводки , кроме того, Вы сможете самостоятельно сделать расчет сечения провода
, причем, даже «в уме».

Прохождение тока по проводнику всегда сопровождается выделением тепла (соответственно нагревом), которое прямо пропорционально мощности, рассеиваемой на участке электропроводки. Ее величина определяется формулой P=I 2 *R
, где:

  • I
    — величина протекающего тока,
  • R
    — сопротивление провода.

Чрезмерный нагрев может привести к нарушению изоляции, как следствие — короткому замыканию и (или) возгоранию.

Ток протекающий по проводнику находится в зависимости от мощности нагрузки (P
), определяемой формулой

I=P/U

(U
— это напряжение, которое для бытовой электрической сети составляет 220В).

Сопротивление провода R
зависит от его длины, материала и сечения. Для электропроводки в квартире, даче или гараже длиной можно пренебречь, а вот материал и сечение при выборе проводов для электропроводки необходимо учитывать.

РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА

Сечение провода S
определяется его диаметром d
следующим образом (здесь и далее я буду максимально упрощать формулы):
S=π*d 2 /4=3. 14*d 2 /4=0.8*d 2
.

Это может Вам пригодится, если вы уже имеете провод, причем без маркировки, которая указывает сразу сечение, например, ВВГ 2х1.5, эдесь 1,5 — сечение в мм 2 , а 2 — количество жил.

Чем больше сечение, тем большую токовую нагрузку выдерживает провод. При одинаковых сечениях медного и алюминиевого проводов — медные могут выдержать больший ток, кроме того они менее ломкие, хуже окисляются, поэтому наиболее предпочтительны.

Очевидно, что при скрытой прокладке, а также провода, проложенные в гофрошланге, электромонтажном коробе из-за плохого теплообмена нагреваться будут сильнее, значит следует их сечение выбирать с определенным запасом, поэтому пришло время рассмотреть такую величину как плотность тока (обозначим ее Iρ
).

Характеризуется она величиной тока в Амперах, протекающего через единицу сечения проводника, которую мы примем за 1мм 2 . Поскольку эта величина относительная, то с ее использованием удобно производить расчет сечения по следующим формулам:

  1. d=√1. 27*I/Iρ
    =1.1*√I/Iρ

    — получаем значение диаметра провода,

  2. S=0.8*d 2
    — ранее полученная формула для расчета сечения,

Подставляем первую формулу во вторую, округляем все что можно, получаем очень простое соотношение:

S=I/Iρ

Остается определиться с величиной плотности тока Iρ
), поскольку рабочий ток I
) определяется мощностью нагрузки, формулу я приводил выше.

Допустимое значение плотности тока определяется множеством факторов, рассмотрение которых я опущу и приведу конечные результаты, причем с запасом:

Пример расчета:

Имеем: суммарная мощность нагрузки в линии — 2,2 кВт, проводка открытая, провод — медный. Для расчета используем следующие единицы измерения: ток — Ампер, мощность — Ватт (1кВт=1000Вт), напряжение — Вольт.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Стандартная квартирная электропроводка рассчитывается на максимальный ток потребления при длительной нагрузке 25 ампер
(на такую силу тока выбирается и автоматический выключатель , который устанавливается на вводе проводов в квартиру) выполняется медным проводом сечением 4,0 мм 2 , что соответствует диаметру провода 2,26 мм и мощности нагрузки до 6 кВт
.

Согласно требований п 7.1.35 ПУЭ сечение медной жилы для квартирной электропроводки должно быть не менее 2,5 мм 2 ,
что соответствует диаметру проводника 1,8 мм и силе тока нагрузки 16 А. К такой электропроводке можно подключать электроприборы суммарной мощностью до 3,5 кВт.

Что такое сечение провода и как его определить

Чтобы увидеть сечение провода достаточно его перерезать поперек и посмотреть на срез с торца. Площадь среза и есть сечение провода.
Чем оно больше, тем большую силу тока может передать провод.

Как видно из формулы, сечение провода легко по его диаметру. Достаточно величину диаметра жилы провода умножить саму на себя и на 0,785. Для сечения многожильного провода нужно вычислить сечение одной жилы и умножить на их количество.

Диаметр проводника можно определить с помощью штангенциркуля с точностью до 0,1 мм или микрометра с точностью до 0,01 мм. Если нет под рукой приборов, то в таком случае выручит обыкновенная линейка .

Выбор сечения

медного провода электропроводки по силе тока

Величина электрического тока обозначается буквой «А
» и измеряется в Амперах . При выборе действует простое правило, чем сечение провода больше, тем лучше, по этому округляют результат в большую сторону.

Таблица для выбора сечения и диаметра медного провода в зависимости от силы тока
Максимальный ток, А1,02,03,04,05,06,010,016,020,025,032,040,050,063,0
Стандартное сечение, мм 20,350,350,500,751,01,22,02,53,04,05,06,08,010,0
Диаметр, мм0,670,670,800,981,11,21,61,82,02,32,52,73,23,6

Приведенные мною данные в таблице основаны на личном опыте и гарантируют надежную работу электропроводки при самых неблагоприятных условиях ее прокладки и эксплуатации. При выборе сечения провода по величине тока не имеет значение, переменный это ток или постоянный. Не имеют значения также величина и частота напряжения в электропроводке, это может быть бортовая сеть автомобиля постоянного тока на 12 В или 24 В, летательного аппарата на 115 В частотой 400 Гц, электропроводка 220 В или 380 В частотой 50 Гц, высоковольтная линия электропередачи на 10000 В.

Если не известен ток потребления электроприбором, но известны напряжение питания и мощность, то рассчитать ток можно с помощью приведенного ниже онлайн калькулятора.

Следует отметить, что на частотах более 100 Гц в проводах при протекании электрического тока начинает проявляться скин-эффект, заключающийся в том, что с увеличением частоты ток начинает «прижиматься» к внешней поверхности провода и фактическое сечение провода уменьшается. Поэтому выбор сечения провода для высокочастотных цепей выполняется по другим законам.

Определение нагрузочной способности электропроводки 220 В

выполненной из алюминиевого провода

В давно построенных домах электропроводка, как правило, выполнена из алюминиевых проводов. Если соединения в распределительных коробках выполнены правильно, срок службы алюминиевой проводки может составлять и сто лет. Ведь алюминий практически не окисляется, и срок службы электропроводки будет определяться только сроком службы пластмассовой изоляции и надежностью контактов в местах присоединения.

В случае подключения дополнительных энергоемких электроприборов в квартире с алюминиевой электропроводкой необходимо определить по сечению или диаметру жил проводов способность ее выдержать дополнительную мощность. По приведенной ниже таблице это легко сделать.

Если у Вас проводка в квартире выполнена из алюминиевых проводов и возникла необходимость подключить вновь установленную розетку в распределительной коробке медными проводами, то такое соединение выполняется в соответствии с рекомендациями статьи Соединение алюминиевых проводов .

Расчет сечения провода электропроводки

по мощности подключаемых электроприборов

Для выбора сечения жил провода кабеля при прокладке электропроводки в квартире или доме нужно проанализировать парк имеющихся электробытовых приборов с точки зрения одновременного их использования. В таблице представлен перечень популярных бытовых электроприборов с указанием потребляемого тока в зависимости от мощности. Вы можете узнать потребляемую мощность своих моделей самостоятельно из этикеток на самих изделиях или паспортам, часто параметры указывают на упаковке.

В случае если сила потребляемого тока электроприбором не известна, то ее можно измерять с помощью амперметра .

Таблица потребляемой мощности и силы тока бытовыми электроприборами

при напряжении питания 220 В

Обычно мощность потребления электроприборов указывается на корпусе в ваттах (Вт или VA) или киловаттах (кВт или кVA). 1 кВт=1000 Вт.

Таблица потребляемой мощности и силы тока бытовыми электроприборами
Бытовой электроприборПотребляемая мощность, кВт (кBA)Потребляемая сила тока, АРежим потребления тока
Лампочка накаливания0,06 – 0,250,3 – 1,2Постоянно
Электрочайник1,0 – 2,05 – 9До 5 минут
Электроплита1,0 – 6,05 – 60Зависит от режима работы
Микроволновая печь1,5 – 2,27 – 10Периодически
Электромясорубка1,5 – 2,27 – 10Зависит от режима работы
Тостер0,5 – 1,52 – 7Постоянно
Гриль1,2 – 2,07 – 9Постоянно
Кофемолка0,5 – 1,52 – 8Зависит от режима работы
Кофеварка0,5 – 1,52 – 8Постоянно
Электродуховка1,0 – 2,05 – 9Зависит от режима работы
Посудомоечная машина1,0 – 2,05 – 9
Стиральная машина1,2 – 2,06 – 9Максимальный с момента включения до нагрева воды
Сушильная машина2,0 – 3,09 – 13Постоянно
Утюг1,2 – 2,06 – 9Периодически
Пылесос0,8 – 2,04 – 9Зависит от режима работы
Обогреватель0,5 – 3,02 – 13Зависит от режима работы
Фен для волос0,5 – 1,52 – 8Зависит от режима работы
Кондиционер1,0 – 3,05 – 13Зависит от режима работы
Стационарный компьютер0,3 – 0,81 – 3Зависит от режима работы
Электроинструмент (дрель, лобзик и т. п.)0,5 – 2,52 – 13Зависит от режима работы

Ток потребляют еще холодильник, осветительные приборы, радиотелефон, зарядные устройства, телевизор в дежурном состоянии. Но в сумме эта мощность составляет не более 100 Вт и при расчетах ее можно не учитывать.

Если Вы включите все имеющиеся в доме электроприборы одновременно, то необходимо будет выбрать сечение провода, способное пропустить ток 160 А. Провод понадобится толщиной в палец! Но такой случай маловероятен. Трудно представить, что кто-то способен одновременно молоть мясо, гладить утюгом, пылесосить и сушить волосы.

Пример расчета. Вы встали утром, включили электрочайник, микроволновую печь, тостер и кофеварку.
Потребляемый ток соответственно составит 7 А + 8 А + 3 А + 4 А = 22 А. С учетом включенного освещения, холодильника и в дополнение, например, телевизора, потребляемый ток может достигнуть 25 А.

для сети 220 В

Выбрать сечение провода можно не только по силе тока но и по величине потребляемой мощности. Для этого нужно составить перечень всех планируемых для подключения к данному участку электропроводки электроприборов, определить, какую мощность потребляет каждый из них по отдельности. Далее сложить полученные данные и воспользоваться ниже приведенной таблицей.

для сети 220 В
Мощность электроприбора, кВт (кBA)0,10,30,50,70,91,01,21,51,82,02,53,03,54,04,55,06,0
Стандартное сечение, мм 20,350,350,350,50,750,751,01,21,51,52,02,52,53,04,04,05,0
Диаметр, мм0,670,670,670,50,980,981,131,241,381,381,61,781,781,952,262,262,52

Если имеется несколько электроприборов и для некоторых известен ток потребления, а для других мощность, то нужно определить из таблиц сечение провода для каждого из них, а затем полученные результаты сложить.

Выбор сечения медного провода по мощности

для с бортовой сети автомобиля 12 В

Если при подключении к бортовой сети автомобиля дополнительного оборудования известна только его мощность потребления, то определить сечение дополнительной электропроводки можно с помощью ниже приведенной таблицы.

Таблица выбора сечения и диаметра медного провода по мощности
для бортовой сети автомобиля 12 В
Мощность электроприбора, ватт (BA)10305080100200300400500600700800900100011001200
Стандартное сечение, мм 20,350,50,751,21,53,04,06,08,08,0101010161616
Диаметр, мм0,670,50,81,241,381,952,262,763,193,193,573,573,574,514,514,51

Выбор сечения провода для подключения электроприборов

к трехфазной сети 380 В

При работе электроприборов, например, электродвигателя, подключенных к трехфазной сети, потребляемый ток протекает уже не по двум проводам, а по трем и, следовательно, величина протекающего тока в каждом отдельном проводе несколько меньше. Это позволяет использовать для подключения электроприборов к трехфазной сети провод меньшего сечения.

Для подключения электроприборов к трехфазной сети напряжением 380 В, например электродвигателя, сечение провода для каждой фазы берется в 1,75 раза меньше, чем для подключения к однофазной сети 220 В.

Внимание
, при выборе сечения провода для подключения электродвигателя по мощности следует учесть, что на шильдике электродвигателя указывается максимальная механическая мощность, которую двигатель может создать на валу, а не потребляемая электрическая мощность. Потребляемая электрическая мощность электродвигателем с, учетом КПД и сos φ приблизительно в два раза больше, чем создаваемая на валу, что необходимо учитывать при выборе сечения провода исходя из мощности двигателя, указанной в табличке.

Например, нужно подключить электродвигатель потребляющий мощность от сети 2,0 кВт. Суммарный ток потребления электродвигателем такой мощности по трем фазам составляет 5,2 А. По таблице получается, что нужен провод сечением 1,0 мм 2 , с учетом вышеизложенного 1,0 / 1,75 = 0,5 мм 2 . Следовательно, для подключения электродвигателя мощностью 2,0 кВт к трехфазной сети 380 В понадобится медный трехжильный кабель с сечением каждой жилы 0,5 мм 2 .

Гораздо проще выбрать сечение провода для подключения трехфазного двигателя, исходя из величины тока его потребления, который всегда указывается на шильдике. Например, в шильдике приведенном на фотографии, ток потребления двигателя мощностью 0,25 кВт по каждой фазе при напряжении питания 220 В (обмотки двигателя подключены по схеме «треугольник») составляет 1,2 А, а при напряжении 380 В (обмотки двигателя подключены по схеме «звезда») всего 0,7 А. Взяв силу тока, указанную на шильдике, по таблице для выбора сечения провода для квартирной электропроводки выбираем провод сечением 0,35 мм 2 при подключении обмоток электродвигателя по схеме «треугольник» или 0,15 мм 2 при подключении по схеме «звезда».

О выборе марки кабеля для домашней электропроводки

Делать квартирную электропроводку из алюминиевых проводов на первый взгляд кажется дешевле, но эксплуатационные расходы из-за низкой надежности контактов со временем многократно превысят затраты на электропроводку из меди. Рекомендую делать проводку исключительно из медных проводов! Алюминиевые провода незаменимы при прокладке воздушной электропроводки, так как они легкие и дешевые и при правильном соединении служат надежно продолжительное время.

А какой провод лучше использовать при монтаже электропроводки, одножильный или многожильный? С точки зрения способности проводить ток на единицу сечения и монтажа, одножильный лучше. Так что для домашней электропроводки нужно использовать только одножильный провод. Многожильный допускает многократные изгибы, и чем тоньше в нем проводники, тем он более гибкий и долговечнее. Поэтому многожильный провод применяют для подключения к электросети нестационарных электроприборов, таких как электрофен, электробритва, электроутюг и все остальных.

После принятия решения по сечению провода встает вопрос о марке кабеля для электропроводки. Тут выбор не велик и представлен всего несколькими марками кабелей: ПУНП, ВВГнг и NYM.

Кабель ПУНП с 1990 года, в соответствии с решением Главгосэнергонадзора «О запрете применения проводов типа АПВН, ППБН, ПЕН, ПУНП и др. , выпускаемых по ТУ 16-505. 610-74 вместо проводов АПВ, АППВ, ПВ и ППВ по ГОСТ 6323-79*» к применению запрещен.

Кабель ВВГ и ВВГнг – медные провода в двойной поливинилхлоридной изоляции, плоской формы. Предназначен для работы при температуре окружающей среды от −50°С до +50°С, для выполнения проводки внутри зданий, на открытом воздухе, в земле при прокладке в тубах. Срок службы до 30 лет. Буквы «нг» в обозначении марки говорят о негорючести изоляции провода. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 35,0 мм 2 . Если в обозначении кабеля перед ВВГ стоит буква А (АВВГ), то жилы в проводе алюминиевые.

Кабель NYM (его российский аналог — кабель ВВГ), с медными жилами, круглой формы, с негорючей изоляцией, соответствует немецкому стандарту VDE 0250. Технические характеристики и область применения, практически одинаковые с кабелем ВВГ. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 4,0 мм 2 .

Как видите, выбор для прокладки электропроводки не велик и определяется в зависимости от того, какой формы кабель более подходит для монтажа, круглой или плоской. Кабель круглой формы удобнее прокладывается через стены, особенно если делается ввод с улицы в помещение. Понадобится просверлить отверстие чуть больше диаметра кабеля, а при большей толщине стены это становится актуальным. Для внутренней проводки удобнее применять плоский кабель ВВГ.

Параллельное соединение проводов электропроводки

Бывают безвыходные ситуации, когда срочно нужно проложить проводку, а провода требуемого сечения в наличии нет. В таком случае, если есть провод меньшего, чем необходимо, сечения, то можно проводку сделать из двух и более проводов, соединив их параллельно. Главное, чтобы сумма сечений каждого из них была не меньше расчетной.

Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5 мм 2 , а нужен по расчетам 10 мм 2 . Соединяете их все параллельно, и проводка будет выдерживать ток до 50 ампер. Да Вы и сами многократно видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов. Например, для сварки используется ток до 150 А и для того, чтобы сварщик мог управлять электродом, нужен гибкий провод. Его и делают из сотен параллельно соединенных тонких медных проволочек. В автомобиле аккумулятор к бортовой сети тоже подключают с помощью такого же гибкого многожильного провода, так как во время пуска двигателя стартер потребляет от аккумулятора ток до 100 А. А при установке и снятии аккумулятора необходимо провода отводить в сторону, то есть провод должен быть достаточно гибким.

Способ увеличения сечения электропровода путем параллельного соединения нескольких проводов разного диаметра можно использовать только в крайнем случае. При прокладке домашней электропроводки допустимо соединять параллельно только провода одинакового сечения, взятые из одной бухты.

Онлайн калькуляторы для вычисления сечения и диаметра провода

С помощью онлайн калькулятора, представленного ниже можно решить обратную задачу – определить по сечению диаметр проводника.

Как вычислить сечение многожильного провода

Многожильный провод, или как его называют еще многопроволочный или гибкий, представляет собой свитые вместе одножильные проволочки. Для вычисления сечения многожильного провода нужно сначала вычислить сечение одной проволочки, а затем полученный результат умножить на их число.

Рассмотрим пример. Есть многожильный гибкий провод, в котором 15 жил диаметром 0,5 мм. Сечение одной жилы равно 0,5 мм×0,5 мм×0,785 = 0,19625 мм 2 , после округления получим 0,2 мм 2 . Так как у нас в проводе 15 проволочек, то для определения сечения кабеля нужно перемножить эти числа. 0,2 мм 2 ×15=3 мм 2 . Осталось по таблице определить, что такой многожильный провод выдержит ток 20 А.

Можно оценить нагрузочную способность многожильного провода без замера диаметра отдельного проводника, измеряв общий диаметр всех свитых проволочек. Но так как проволочки круглые, то между ними находятся воздушные зазоры. Для исключения площади зазоров нужно полученный по формуле результат сечения провода умножить на коэффициент 0,91. При замере диаметра надо проследить, чтобы многожильный провод не сплющился.

Рассмотрим на примере. В результате измерений многожильный провод имеет диаметр 2,0 мм. Рассчитаем его сечение: 2,0 мм×2,0 мм×0,785×0,91 = 2,9 мм 2 . По таблице (смотри ниже) определяем, что данный многожильный провод выдержит ток величиной до 20 А.

Когда в доме или квартире планируется ремонт, то замена проводки – это одна из наиболее ответственных работ. Именно от правильности выбора сечения провода зависит не только долговечность электропроводки, но и ее функциональность. Правильный расчет сечения кабеля по мощности, может провести квалифицированный электрик, который сможет не только подобрать подходящий кабель, но и произвести монтаж. Если провода подобрать неправильно, то они будут нагреваться, а при высоких нагрузках могут привести к негативным последствиям.

Как известно, при перегреве провода, у него снижается проводимость, что в результате приводит к еще большему перегреву. Когда провод перегревается, то его изоляция может повредиться, и привести к пожару. Чтобы после монтажа новой электропроводки не беспокоиться о своем жилье, изначально следует выполнить правильный расчет мощности кабеля и уделить этому вопросу особое значение, а также внимание.

Зачем проводить расчеты кабеля по току нагрузки?

Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются важнейшей частью электропроводки. Расчет сечения провода необходимо производить затем, чтобы убедится, что выбранный провод соответствует всем требованиям надежности и безопасной эксплуатации электропроводки.

Неправильно подобранное сечение кабеля приведет к перегреву провода и в результате уже через короткое время придется вызывать мастера по устранению неполадок с электропроводкой. Вызов специалиста сегодня стоит немало, поэтому с целью экономии нужно изначально все делать правильно, в таком случае можно будет не только сэкономить, но и уберечь свой дом.

Важно помнить, что от правильности выбора сечения кабеля зависит электро и пожаробезопасность помещения и тех, кто в нем находится или живет.

Безопасная эксплуатация заключается в том, что если вы выберете сечение не соответствующее его токовым нагрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву провода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.

Поэтому к вопросу о выборе сечения провода необходимо отнестись очень серьезно.

Что влияет на расчет сечения провода или кабеля

Существует много факторов влияющих на , которые полностью описаны в пункте 1.3 ПУЭ. Этот пункт предусматривает расчет сечения для всех видов проводников.

В данной статье дорогие читатели сайта «Электрик в доме» будет рассмотрен расчет сечения провода по потребляемой мощности для медных проводников в ПВХ и резиновой изоляции. Сегодня в основном такие провода используются в домах и квартирах для монтажа электропроводки.

Основным фактором для расчета сечения кабеля
считается нагрузка, используемая в сети или ток. Зная мощность электрооборудования, номинальный ток мы получим в результате несложного расчета, используя нижеприведенные формулы. Исходя из этого, выходит, что сечение проводов напрямую связано с расчетной мощностью электроустановки.

Немаловажным при расчете сечения кабеля является и выбор материала проводника. Пожалуй, каждый человек знает из уроков физики в школе, что у меди проводимость намного выше, нежели у такого же провода сделанного из алюминия. Если сравнивать медный и алюминиевый провод одинакового сечения, то первый будет иметь более высокие показатели.

Также немаловажным при расчете сечения кабеля является и количество жил в проводе. Большое количество жилок нагревается намного выше, нежели одножильный провод.

Большое значение при выборе сечения является и способ укладки проводов. Как известно земля считается хорошим теплопроводником, в отличие от воздуха. Исходя из этого выходит, что кабель проложенный под поверхностью земли может выдержать большую электрическую нагрузку, в отличие от тех, которые находятся в воздухе.

Не стоит забывать при расчете сечения также тот момент, что когда провода находятся в пучке
и уложены в специальные лотки, то они могут нагреваться друг о друга. Поэтому достаточно важно учитывать этот момент при произведении расчетов, и при необходимости вносить соответствующие коррективы. Если в коробе или лотке находится более четырех кабелей, то когда производится расчет сечения провода, важно внести поправочный коэффициент.

Как правило, на правильный выбор сечения провода влияет и то, при какой температуре воздуха он будет эксплуатироваться. В большинстве случаев расчет производится от средней температуры среды + 25 градусов Цельсия. Если температурный режим не соответствует вашим требованиям, то в таблице 1.3.3 ПУЭ имеются поправочные коэффициенты, которые необходимо учесть.

На расчет сечения кабеля также влияет и падение напряжения. Если в протяженной кабельной линии предполагается падение напряжения свыше 5%, то эти показатели обязательно должны быть учтены при расчетах.

Расчет сечения провода по потребляемой мощности

Каждый кабель имеет свою номинальную мощность, какую он способен выдерживать, когда подключен электроприбор.

В том случае, когда мощность приборов в доме превышают нагрузочную способность провода, то в этом случае аварийной ситуации не избежать и рано или поздно проблема проводки даст о себе знать.

Чтобы провести самостоятельный расчет потребляемой мощности приборов, необходимо на листе бумаге вписать мощность всех имеющихся электроприборов, которые могут быть подключены одновременно (электрочайник, телевизор, пылесос, варочная панель, компьютер и т.д.).

После того как мощность каждого прибора будет известна все значения необходимо просуммировать чтобы понять общее потребление.

Где K o — коэффициент одновременности.

Рассмотрим пример расчета сечения провода
для обычной двухкомнатной квартиры. Перечень необходимых приборов и их примерная мощность указана в таблице.

Исходя из полученного значения, можно продолжать расчеты с выбором сечение провода.

Если в доме имеются мощные электроприборы, нагрузка которых составляет 1.5 кВт и более для их подключения целесообразно использовать отдельную линию. При самостоятельном расчете важно не забыть учесть и мощность осветительного оборудования, которое подключено к сети.

Когда правильно произведен , то на каждую комнату будет примерно выходить порядка 3 кВт, однако не стоит бояться этих цифр, так как все приборы одновременно не будут использоваться, а, следовательно, такое значение имеет определенный запас.

При подсчете суммарной мощности потребляемой в квартире получился результат 15.39 кВт
, теперь этот показатель следует умножить на 0.8, что в результате даст 12.31 кВт фактической нагрузки
. Исходя из полученного показателя мощности, можно по простой формуле рассчитать силу тока.

Расчет сечения кабеля по току

Основным показателем, по которому рассчитывают провод, является его длительно . Проще говоря, это такая величина тока, которую он способен пропускать на протяжении длительного времени.

Зная токовую нагрузку можно получить более точные расчеты сечения кабеля. К тому же все таблицы выбора сечения в ГОСТах
и нормативных документах построены на токовых величинах.

Смысл подсчета имеет аналогичное сходство с мощностным, но только в этом случае необходимо рассчитать токовую нагрузку. Для проведения расчета сечения кабеля по току необходимо провести следующие этапы:

  • — выбрать мощность всех приборов;
  • — рассчитать ток, который проходит по проводнику;
  • — по таблице подобрать наиболее подходящее сечение кабеля.

Чтобы найти величину номинального тока, необходимо подсчитать мощность всех подключаемых электроприборов в доме. Что мы с Вами друзья уже сделали в предыдущем разделе.

После того как мощность будет известна расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока на основании этой мощности. Найти силу тока можно по формуле:

1) Формула расчета силы тока для однофазной сети 220 В
:

  • — P — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
  • — U — напряжение сети, В;
  • — для бытовых электроприборов cos (φ) = 1.

2) Формула для расчета силы тока в трехфазной сети 380 В
:

Зная величину тока, сечение провода находят по таблице. Если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в этом случае выбирают ближайшее большее значение. Например расчетное значение тока составляет 23 А, выбираем по таблице ближайшее большее 27 А — с сечением 2.5 мм2 (для медного многожильного провода прокладываемого по воздуху).

Представляю вашему вниманию таблицы допустимых токовых нагрузок кабелей с медными и алюминиевыми жилами с изоляцией из поливинилхлоридного пластика.

Все данные взяты не из головы, а из нормативного документа ГОСТ 31996-2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ».

Например у Вас трехфазная нагрузка мощностью Р=15 кВ. Необходимо выбрать медный кабель (прокладка по воздуху). Как рассчитать сечение
? Сперва необходимо рассчитать токовую нагрузку исходя из данной мощности, для этого применяем формулу для трехфазной сети: I = P / √3 · 380 = 22.8 ≈ 23 А.

По таблице токовых нагрузок выбираем сечение 2.5 мм2 (для него допустимый ток 27А). Но так как кабель у Вас четырехжильный (или пяти- тут уже особой разницы нет) согласно указаний ГОСТ 31996-2012 выбранное значение тока нужно умножить на коэффициент 0.93. I = 0.93 * 27 = 25 А. Что допустимо для нашей нагрузки (расчетного тока).

Хотя в виду того что многие производители выпускают кабели с заниженным сечением в данном случае я бы советовал взять кабель с запасом, с сечением на порядок выше — 4 мм2.

Какой провод лучше использовать медный или алюминиевый?

На сегодняшний день для монтажа как открытой электропроводки так и скрытой, конечно же большой популярностью пользуются медные провода. Медь, по сравнению с алюминием, более эффективна:

1) она прочнее, более мягкая и в местах перегиба не ломается по сравнению с алюминием;

2) меньше подвержена коррозии и окислению. Соединяя алюминий в распределительной коробке , места скрутки со временем окисляются, это приводит к потере контакта;

3) проводимость меди выше чем алюминия, при одинаковом сечении медный провод способен выдержать большую токовую нагрузку чем алюминиевый.

Что касается материала проводника, то в данной статье рассмотрению подлежит только медный провод, так как в большинстве случаев используют именно его в качестве электропроводки в домах и квартирах. Среди преимуществ этого материала следует выделить долговечность, простоту монтажа и возможность использовать меньшее сечение по сравнению с алюминиевым, при одинаковом токе. Если сечение провода достаточно большое, то его стоимость превышает все преимущества и оптимальным вариантом будет использование алюминиевого кабеля, а не медного.

Так например если нагрузка составляет более 50 А то в целях экономии целесообразно использовать кабели с алюминиевой жилой. Обычно это участки на вводе электричества в дом, где расстояние превышает несколько десятков метров.

Пример расчета сечения кабеля для квартиры

Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов
для отдельных групп потребителей, на примере двухкомнатной квартиры.

Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовую и осветительную.

В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне, в жилых комнатах и в ванной. Так как там устанавливается наиболее мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.п.).

1. Водной кабель

Сечение вводного кабеля
(участок от щита на площадке до распределительного щита квартиры) выбирается исходя из суммарной мощности всей квартиры, которую мы получили в таблице.

Сперва находим номинальный ток на этом участке относительно данной нагрузки:

Ток составляет 56 Ампера. По таблице находим сечение соответствующее данной токовой нагрузке. Выбираем ближайшее большее значение — 63 А, что соответствует сечению 10 мм2
.

2. Комната №1

Здесь основной нагрузкой на розеточную группу будет такая техника как телевизор, компьютер, утюг, пылесос. Нагрузка на участок проводки от квартирного щитка до распредкоробки в данной комнате 2990 Вт(округлим до 3000 Вт). Находим по формуле номинальный ток:

По таблице находим сечение, которое соответствует 1.5 мм2 и допустимым током – 21 Ампер. Конечно можно взять данный кабель но розеточную группу рекомендуется прокладывать кабелем сечением НЕ МЕНЕЕ 2.5 мм2. Это также связано с номиналом автоматического выключателя, который будет защищать данный кабель. Вряд ли вы запитаете этот участок от автомата 10 А? И скорее всего установите автомат на 16 А. Поэтому лучше взять с запасом.

Друзья как я уже сказал розеточную группу запитываем кабелем сечением 2.5 мм2, поэтому для разводки непосредственно от коробки к розеткам выбираем его.

3. Комната №2

Здесь к розеткам будет подключаться такая техника как компьютер, пылесос, утюг, возможно фен для волос.

Нагрузка при этом составляет 4050 Вт. По формуле находим ток:

Для данной токовой нагрузки нам подходит провод сечением 1.5 мм2, но здесь аналогично с предыдущим случаем берем с запасом и принимаем 2.5 мм2. Подключение розеток выполняем им же.

4. Кухня

На кухне розеточная группа запитывает электрочайник, холодильник, микроволновку, электродуховку, электроплиту и другую технику. Возможно, здесь будут подключать пылесос.

Суммарная мощность потребителей кухни составляет 6850 Вт, ток при этом составляет:

Для такой нагрузки по таблице выбираем ближайшее большее сечение кабеля — 4 мм2
, с допустимым током 36 А.

Друзья выше я оговаривал, что мощных потребителей целесообразно подключать отдельной независимой линией (своей). Электроплита как раз такой и является, для нее расчет сечения кабеля
выполняется отдельно. При монтаже электропроводки для таких потребителей прокладывается независимая линия от щита до места подключения. Но наше статья о том, как правильно рассчитать сечение и на фото я специально этого не делал для лучшего усваивания материала.

5. Ванна

Основными потребителями электроэнергии в данном помещении являются ст. машина, водонагреватель, фен для волос, пылесос. Мощность этих приборов составляет 6350 Вт.

По формуле находим ток:

По таблице выбираем ближайшее большее значение тока – 36 А что соответствует сечению кабеля 4 мм2. Здесь опять же друзья по-хорошему целесообразно мощных потребителей запитывать отдельной линией.

6. Прихожая

В данном помещении обычно пользуются переносной техникой, например, феном для волос, пылесосом и т.п. Особо мощных потребителей здесь не предвидится поэтому но розеточную группу также принимаем провод сечением 2. 5 мм2.

7. Освещение

По подсчетам в таблице нам известно, что мощность всего освещение в квартире составляет 500 Вт. Номинальный ток для такой нагрузки составляет 2.3 А.

В этом случае питание всей осветительной нагрузки можно выполнить проводом сечением 1.5 мм2.

Необходимо понимать что мощность на разных участках электропроводки будет разной, соответственно и сечение питающих проводов тоже разным. Наибольшее его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода выбирают 6 – 10 мм2.

В настоящее время для монтажа электропроводки предпочтительно использовать кабели марок: ВВГнг, ВВГ, NYM. Показатель «нг», гласит о том, что изоляция не подвергается горению – «негорючий». Использовать такие марки проводов можно как внутри, так и снаружи помещения. Диапазон рабочей температуры у этих проводов варьирует от «+/-» 50 градусов Цельсия. Гарантийный период эксплуатации составляет 30 лет, однако срок использования может быть и больше.

Если уметь правильно рассчитывать сечение проводника по току, то можно без лишних проблем произвести монтаж электропроводки в доме. При соблюдении всех требований гарантия безопасности и сохранности вашего дома будет максимально высокой. Правильно подобрав сечение проводника, вы убережете свой дом от короткого замыкания и пожара.

Для того чтобы правильно проложить электропроводку, обеспечить бесперебойную работу всей электросистемы и исключить риск возникновения пожара, необходимо перед закупкой кабеля осуществить расчет нагрузок на кабель для определения необходимого сечения.

Существует несколько видов нагрузок, и для максимально качественного монтажа электросистемы необходимо производить расчет нагрузок на кабель по всем показателям. Сечение кабеля определяется по нагрузке, мощности, току и напряжению.

Расчет сечения по мощности

Для того чтобы произвести , необходимо сложить все показатели электрооборудования, работающего в квартире. Расчет электрических нагрузок на кабель осуществляется только после этой операции.

Расчет сечения кабеля по напряжению

Расчет электрических нагрузок на провод обязательно включает в себя . Существует несколько видов электрической сети — однофазная на 220 вольт, а также трехфазная — на 380 вольт. В квартирах и жилых помещениях, как правило, используется однофазная сеть, поэтому в процессе расчета необходимо учитывать данный момент — в таблицах для расчета сечения обязательно указывается напряжение.

Расчет сечения кабеля по нагрузке

Таблица 1. Установленная мощность (кВт) для кабелей, прокладываемых открыто

Сечение жил, мм 2Кабели с медными жиламиКабели с алюминиевыми жилами
220 В380 В220 В380 В
0,52,4
0,753,3
13,76,4
1,558,7
25,79,84,67,9
2,56,6115,29,1
4915712
511198,514
1017301322
1622381628
2530532339
3537642849

Таблица 2. Установленная мощность (кВт) для кабелей, прокладываемых в штробе или трубе

Сечение жил, мм 2Кабели с медными жиламиКабели с алюминиевыми жилами
220 В380 В220 В380 В
0,5
0,75
135,3
1,53,35,7
24,17,235,3
2,54,67,93,56
45,9104,67,9
57,4125,79,8
1011198,314
1617301220
2522381424
35295116

Каждый электроприбор, установленный в доме, имеет определенную мощность — данный показатель указывается на шильдиках приборов или в техническом паспорте оборудования. Чтобы осуществить , необходимо подсчитать общую мощность. Производя расчет сечения кабеля по нагрузке, необходимо переписать все электрооборудование, а также нужно продумать, какое оборудование может добавиться в будущем. Поскольку монтаж производится на долгий срок, необходимо позаботиться о данном вопросе, чтобы резкое увеличение нагрузки не привело к аварийной ситуации.

Например, у вас получилась сумма общего напряжения 15 000 Вт. Поскольку в подавляющем большинстве жилых помещений напряжение составляет 220 В, мы рассчитаем систему электроснабжения с учетом однофазной нагрузки.

Далее необходимо продумать, какое количество оборудования может работать одновременно. В итоге у вас получится значительная цифра: 15 000 (Вт) х 0,7 (коэффициент одновременности 70 %) = 10 500 Вт (или 10,5 кВт) — на эту нагрузку должен быть рассчитан кабель.

Также вам необходимо определить, из какого материала будут выполнены жилы кабеля, поскольку разные металлы имеют разные проводящие свойства. В жилых помещениях в основном используют медный кабель, поскольку его проводящие свойства намного превышают показатели алюминия.

Стоит учитывать, что кабель обязательно должен иметь три жилы, поскольку в помещениях для системы электроснабжения требуется заземление. Кроме того, необходимо определить, какой вид монтажа вы будете использовать — открытый или скрытый (под штукатуркой или в трубах), поскольку от этого также зависит расчет сечения кабеля. После того как вы определились с нагрузкой, материалом жилы и видом монтажа, вы можете посмотреть нужное сечение кабеля в таблице.

Расчет сечения кабеля по току

Сначала необходимо осуществить расчет электрических нагрузок на кабель и выяснить мощность. Допустим, что мощность получилась 4,75 кВт, мы решили использовать медный кабель (провод) и прокладывать его в кабель-канале. производится по формуле I = W/U, где W — мощность, а U — напряжение, которое составляет 220 В. В соответствии с данной формулой, 4750/220 = 21,6 А. Далее смотрим по таблице 3, у нас получается 2,5 мм.

Таблица 3. Допустимые токовые нагрузки для кабеля с медными жилами прокладываемого скрыто

Сечение жил, ммМедные жилы, провода и кабели
Напряжение 220 ВНапряжение 380 В
1,51916
2,52725
43830
64640
107050
168575
2511590
35135115
50175145
70215180
95260220
120300260

Рекомендуем также

Данные о неизолированных медных проводах — Ness Engineering Inc.

В следующей таблице приведены данные о неизолированных медных проводах, включая калибр AWG, диаметр провода, площадь поперечного сечения, вес на 1000 футов и сопротивление на 1000 футов.

Калибр AWG B&S Диаметр (мил) Площадь поперечного сечения (круговой мил*) Вес на 1000 футов (фунтов) Сопротивление на 1000 футов (Ом)
0000 460 212000 640 0.049
000 410 168000 509 0,062
00 365 133000 403 0,079
0 324 106000 318 0,099
1 289 83700 256 0,124
2 257 66400 200 0.157
3 229 52600 159 0,198
4 204 41700 126 0,249
5 182 33100 100 0,313
6 162 26300 79,4 0,395
7 144 20800 62,8 0. 5
8 128 16500 49,6 0,633
9 114 13100 39,3 0,798
10 102 10380 31,5 0,997
11 90,7 8230 24,9 1,26
12 80,8 6530 19,8 1.59
13 72,1 5180 15,7 1,99
14 64,1 4110 12,4 2,52
15 57,1 3260 9,87 3,18
16 50,8 2580 7,81 4,02
17 45,3 2050 6,21 5.05
18 40,3 1620 4,92 6,39
19 35,9 1290 3,9 8,05
20 31,2 1020 2,95 10,7
21 28,5 812 2,46 12,8
22 25,4 640 1,95 16. 1
23 22,6 511 1,55 20,3
24 20,1 404 1,22 25,7
25 17,9 320 0,97 32,4
26 15,9 253 0,765 41
27 14,2 202 0,61 51.4
28 12,6 159 0,48 65,3
29 11,3 128 0,386 81,2
30 10 100 0,303 104
31 8,93 79,2 0,241 130
32 8 64 0,191 164
33 7.1 50,4 0,152 207
34 6,3 39,7 0,12 261
35 5,6 31,4 0,095 329
36 5 25 0,076 415
37 4,5 20,2 0,06 523
38 4 16 0. 0476 660
39 3,5 12,2 0,0377 832
40 3,1 9,61 0,0299 1050
41 2,8 7,84 0,0237 1320
42 2,5 6,25 0,0188 1670
43 2,2 4,84 0.0149 2100
44 2 4 0,0118 2650
45 1,76 3,1 0,00981 3200
46 1,57 2,46 0,00775 4050
47 1,4 1,96 0,00593 5290
48 1,24 1.54 0,00436 7200
49 1,11 1,23 0,00366 8570
50 0,99 0,98 0,00303 10400
51 0,88 0,774 0,00234 13400
52 0,78 0,603 0,00184 17000
53 0. 7 0,49 0,00148 21200
54 0,62 0,384 0,00116 26900
55 0,55 0,302 0,000916 34300
56 0,49 0,24 0,000727 43200

 

*Круглый мил — это термин, используемый для определения площади поперечного сечения проводника с помощью арифметического сокращения, в котором площадь круглого провода принимается как «диаметр в милах (0.001″) в квадрате». В результате один круговой мил равен p/4 квадратных мила.


Отправляйте консультационные запросы, комментарии и предложения по адресу [email protected]

Почему медь является лучшим выбором для электрических разъемов?

В течение почти 200 лет медь была предпочтительным материалом для электрических разъемов. С момента изобретения электромагнита и телеграфа в начале 1800-х годов он стал еще более распространенным, особенно с изобретением телефона в 1876 году.

Сегодня медные электрические соединители по-прежнему используются в телекоммуникациях, производстве, распределении и передаче электроэнергии.

Почему в большинстве электрических проводов используется медь?

Чтобы заставить электрический ток течь через металлы, источник питания должен бороться с удельным сопротивлением. Чем ниже уровень удельного сопротивления, тем больше электропроводность металла. А поскольку медная проволока имеет низкий уровень удельного сопротивления, это фантастический электрический проводник.

Медь также является невероятно гибким материалом. Электрические разъемы и проводка должны одновременно выдерживать большие электрические нагрузки, но большинство металлов, которые принимают на себя такие нагрузки, не гнутся легко. Медь, с другой стороны, имеет идеальный уровень толщины, чтобы справиться с бытовыми уровнями электричества, но при этом оставаться маневренной.

Наконец, медь менее окислительна, чем другие металлы. Вы, вероятно, слышали об окислении, когда говорили о ржавчине. Это происходит, когда кислород и влага в воздухе реагируют с поверхностью металла.Эта реакция вызывает коррозию металла, образующего пленкообразное покрытие.

Медь не ржавеет, но образует зеленоватый налет, называемый оксидом меди. Однако, в отличие от ржавчины, это покрытие защищает металл от коррозии, не влияя на проводимость.

Чем алюминиевая проводка отличается от медной?

В то время как алюминий также может использоваться для всего электрического, медь имеет преимущество по нескольким причинам.

Во-первых, алюминий имеет более низкую проводимость, чем медь, а также более склонен к окислению.Оксид алюминия, который образуется на поверхности, не является проводником, как оксид меди, а это означает, что он может замедлять поток электричества. Чтобы бороться с этим окислением, алюминий нуждается в креме-антиоксиданте, чтобы плавно течь.

Когда вы сравниваете алюминиевые и медные электрические разъемы, вам также необходимо учитывать вопросы безопасности. Алюминий расширяется и сжимается при нагревании и охлаждении, поэтому алюминиевая проводка со временем может ослабнуть, что делает ее серьезной опасностью возгорания.

Хотя эти проблемы безопасности можно смягчить, это потребует особого внимания.Они могут включать в себя уникальные приспособления, дополняющие алюминиевую проводку, прерыватели дугового разряда и медный провод с косичками для концов алюминиевых проводов. Медная проводка, с другой стороны, намного безопаснее в использовании и требует меньше мер предосторожности.

Эти характеристики делают медь гораздо лучшим материалом для электропроводки в ограниченном пространстве. Учитывая гибкость, устойчивость к тепловому расширению и общие соображения безопасности металла, это просто лучший выбор.

Каковы передовые методы работы с медными электрическими разъемами?

Несмотря на то, что у электрических медных разъемов меньше проблем с безопасностью, чем у алюминиевых, электричество по-прежнему опасно. Поэтому, если вы работаете над проектом электропроводки, обязательно соблюдайте надлежащие меры предосторожности.

При использовании медных электрических проводников обязательно:

  • Используйте разъем для медных проводов, соответствующий размеру и количеству подключаемых проводов.
  • Используйте только медные электрические разъемы, рекомендованные UL (Underwriters Laboratories).
  • Убедитесь, что концы проводов полностью закрыты разъемом. Изолента не является безопасной альтернативой для покрытия оголенного провода.
  • При повторном соединении проводов возможно повреждение концов. Обрежьте концы и снова зачистите изоляцию, чтобы обеспечить максимально безопасное соединение.
  • Когда закончите, проверьте надежность соединения, слегка потянув за провода.

Mead Metals предлагает изделия из меди различных размеров и сплавов. Мы также можем поддерживать количество для удовлетворения больших и малых потребностей в меди. Если вам нужна медная катушка или листовая медь, свяжитесь с Mead Metals сегодня, чтобы получить бесплатное предложение по надежной электропроводке, которую вы искали.

Провода и кабели

Провода, как мы определяем здесь,
используется для передачи электричества или электрических сигналов. Провода
бывают разных форм и изготавливаются из многих материалов. Они могут показаться простыми, но инженеры
известно о двух
важные точки:

— Электричество в длинных проводах, используемых для передачи, ведет себя совсем иначе , чем в коротких
провода используемые в конструкции устройств

-Использование проводов в цепях переменного тока вызывает всевозможные проблемы например
скин-эффект и эффект близости.

1. Удельное сопротивление/импеданс
2. Скин-эффект
3. Типы конструкции проводов

4. Дополнительные сведения о материалах проводов
5. Изоляция проводов

1.) Поведение электричества
в проводах: сопротивление и импеданс

Важно знать, имеете ли вы дело с постоянным или переменным током в данном проводе. Мощность переменного тока
имеет очень сложную физику, которая вызывает некоторые странные эффекты. Это было одной из причин, почему
Мощность переменного тока была разработана в 1890-х годах, намного позже мощности постоянного тока.Инженеры любят
С.П. Штейнмецу пришлось
сначала разберитесь с математикой и физикой.

Питание переменного тока:

В сети переменного тока ток любит проходить вблизи
поверхность проволоки (скин-эффект). Сила переменного тока в проводе также вызывает
магнитное поле вокруг него (индуктивность). Это поле влияет на другие
близлежащие провода (например, в обмотке), вызывающие

эффект близости. Все эти свойства должны быть рассмотрены
при проектировании цепи переменного тока.

Питание постоянного тока:

При постоянном токе ток проходит по всему проводу.

Размер проводника и материал (питание переменного и постоянного тока):

Электричество легче проходит в высокопроводящих
элементы, такие как медь, серебро или золото, менее проводящие
материала, тем больше должен быть диаметр, чтобы нести ту же текущую нагрузку.

Инженеры выбирают правильно
диаметр провода
для работы, повышение тока в проводе увеличивает удельное сопротивление и выделяет больше тепла.Как вы увидите на диаграмме ниже, медь
может проводить больший ток, чем алюминий, при той же нагрузке.

Внизу: когда сэр Хамфри
В 1802 году Дэви пропускал через тонкий платиновый провод большой ток, и он светился.
и сделал первую лампу накаливания!
но всего через несколько секунд проволока расплавилась и испарилась из-за
тепло, вызванное сопротивлением в проводе.

Качество материала: примеси и кристаллы:

Большинство материалов содержат примеси.
В меди содержание кислорода и другие материалы в меди влияют на проводимость.
поэтому медь, которая будет превращена в электрический провод, легирована по-разному.
чем медь, которая на пути к тому, чтобы стать сантехникой.

Металлы кристаллические (как вы увидите в нашем видео о меди).Монокристаллическая медь или алюминий лучше
проводимость, чем поликристаллические металлы, однако крупнокристаллическая медь очень дорога для
производят и используют только в высокопроизводительных приложениях.

Удельное сопротивление:

Сопротивление в проводе описывает возбуждение электронов в проводнике.
материал проводника. Это возбуждение приводит к выделению тепла и потере эффективности.
В ранних источниках питания постоянного тока Томас Эдисон не мог передавать свою энергию на большие расстояния без использования
медные провода большого диаметра из-за сопротивления на расстоянии.Это сделало мощность постоянного тока
нерентабельно и допускает рост мощности переменного тока.

Измерительные инструменты:

Инженеры используют закон Ома
чтобы рассчитать, какое сопротивление будет иметь данный провод. Это говорит нам о том, сколько энергии мы
будет терять на расстоянии.

I = V / R Ампер = Вольт, деленное на сопротивление

Формулы сопротивления и проводимости:

Сопротивление = удельное сопротивление / площадь поперечного сечения

Проводимость = 1 / Сопротивление

При хорошем сопротивлении:

Создание
тепла в проволоке обычно является признаком потраченной впустую энергии, однако в вольфрамовой
или танталовой проволоки тепло заставляет проволоку светиться и излучать свет, который
может быть желанным. Вольфрам используется для изготовления нитей
потому что у него очень высокая температура плавления. Провод может сильно нагреваться и
ярко светятся, не плавясь. Вольфрам был бы очень плох для передачи энергии
так как большая часть пропущенной энергии теряется в виде тепла и света.

В силе
передачи мы ищем самое низкое возможное удельное сопротивление, мы хотим
для передачи энергии на большие расстояния без потери энергии за счет тепла.
Мы измеряем сопротивление в проводе в омах на 1000 футов или метров.
Чем дольше электричество должно путешествовать, тем больше энергии оно теряет.

Сверхпроводящий провод и сопротивление:

Вверху: сверхпроводимость
провод можно превратить в металлическую «ленту»

Вверху: Карл Рознер, Марк Бенц и другие
использовали специальные катушки из сверхпроводящей проволоки для производства
первый магнит на 10 Тесла. Вместо меди используются ниобий и олово.
так как материалы работают по-разному при разных температурах.

Одним из замечательных решений для передачи энергии являются сверхпроводники.
Когда металл становится сверххолодным (приближается к абсолютному нулю), он приобретает
проводимость бесконечности. В какой-то момент сопротивление вообще отсутствует.
Были экспериментальные сверхпроводящие высоковольтные линии, которые
могли передавать мощность практически без потерь, однако технология
недостаточно развита, чтобы быть рентабельной.

Магнитные поля (индуктивность и импеданс):

Каждый провод, используемый для передачи энергии переменного тока, создает магнитное поле, когда по нему протекает ток. То
магнитное поле визуализируется концентрическими кольцами вокруг поперечного сечения
провода, каждое кольцо ближе к проводу имеет более сильное
магнитная сила.
Магнитные поля полезны для создания очень сильных магнитов (в катушке). i.е. изготовление двигателей
и генераторы, однако эти магнитные поля нежелательны в линиях электропередачи.

В то время как удельное сопротивление провода может препятствовать протеканию тока и выделять тепло, индуктивность
провод/линия передачи также может препятствовать прохождению тока, но этот импеданс
не создает тепла, поскольку энергия «теряется» при создании магнитного поля, а
чем возбуждение электронов в материале. Это сопротивление называется реактивным сопротивлением переменного тока.
Схемы.Мы использовали слово «потерянный», однако сила на самом деле не потеряна, она используется для создания магнитного поля.
поле, и оно возвращается, когда магнитное поле коллапсирует.

2.) Эффект кожи:

В сети переменного тока электроны любят течь по
вне провода. Это связано с тем, что изменение тока туда и обратно
вызывает вихревые токи, которые приводят к скоплению тока к поверхности.

Толщина кожи

Толщина скин-слоя — фиксированное число для данной частоты, удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости.Чем выше частота переменного тока в системе, тем больше ток сжимается.
на внешней стороне провода, поэтому провод, который используется на частоте 60 Гц при заданном напряжении, будет
не будет нормально на 200 МГц. Инженеры должны всегда
при проектировании схем учитывайте скин-эффект. См.
сайт википедии для
формула, используемая для расчета толщины скин-слоя.

Вверху: инженеры преодолели скин-эффект, используя изолированный многожильный провод.
Если сделать отдельные пряди равными одной толщине кожи, большая часть тока протекает по всей
поперечное сечение, и вы используете всю медь. Недостатком является то, что ваш провод должен иметь больший
диаметр, так как вам нужно все дополнительное пространство для изоляции. По мере того, как пряди проволоки становятся меньше
в диаметре, а изоляция остается той же толщины, соотношение площади меди
изоляция может стать меньше единицы, тогда у вас будет больше изоляции, чем
медь в обмотке или кабеле.

Внизу: более высокая частота переменного тока = меньшая глубина скин-слоя. «Более быстрый» ток чередуется туда и обратно
тем больше вихревых токов он создает. Эта высокая частота
блок питания работает в диапазоне МГц, обратите внимание на специальный провод, используемый на
право. Провод кажется многожильным и оголенным, но это не так,
он имеет прозрачное эмалевое покрытие, изолирующее его, поэтому каждая маленькая жилка провода
несет свою часть тока, при этом ток течет снаружи
каждой нити.Это дает большую площадь поверхности в целом и позволяет
большое количество тока для прохождения.

Вверху: компактные люминесцентные лампы
легкая электроника, трансформатор очень маленький и рассчитан
очень дешево. Эти детали часто выходят из строя до окончания типичного
жизненный цикл агрегата.`

Инженеры и расходы
Дизайн сбережений:

Инженеры используют математику
для расчета «глубины кожи», чтобы узнать, сколько проволоки
используется для проведения электричества.Это критическая часть
инженеров-электриков занимаются проектированием энергосистем. Этот
работа также связана с экономией средств, как инженеры могут выяснить
какой калибр провода и какой тип провода использовать и сравнить его с
другие материалы и конфигурации. Старый электрический
двигатели и генераторы от
Начало 20-го века, как известно, длилось долго, потому что
в то время инженеры могли проектировать обмотки и тип провода
для наилучшей производительности, поскольку затраты на приборы и машины
были выше. Сегодня многие моторы перегорают, потому что инженеры
вынужден использовать самый дешевый вариант — наименьшее количество материала
который может справиться с током, однако, когда двигатель начинает
от перегрева более тонкие провода из более дешевого материала сгорят быстрее.
Балласты (трансформаторы) в современных системах освещения имеют заведомо
короткая продолжительность жизни в попытке снизить себестоимость единицы продукции.

Практическое упражнение:
Как влияет на стоимость проектирование

Вы можете увидеть и
почувствуйте работу инженеров
по проектированию проводов вокруг вашего дома.Просто найдите старые блоки питания или профессиональные блоки питания
используется с дорогостоящими машинами или инструментами. Почувствуйте вес этих
розетки или блоки питания. Теперь найдите детскую игрушку или мобильный телефон
зарядное устройство. Почувствуйте, насколько легкими кажутся трансформеры по сравнению с ними.
Если вам повезет, вы можете найти два трансформатора, которые преобразуют энергию
от стены (120 или 220 В) к такому же напряжению постоянного тока для устройства.
Если открыть корпус, то можно увидеть разницу в размерах.
калибра обмоток и того, используют ли они медь или алюминий.Вы наглядно увидите, как стоимость всего предмета влияет на дизайн.

3.) Типы проводов:

Ниже: типов
провода, используемого коммунальными предприятиями при передаче электроэнергии:

Ниже:
стационарная проводка, используемая в домах, а также шнуры, используемые в динамиках,
электроприборы и телефонные системы. На рисунке ниже показаны старые
провода, когда-то использовавшиеся в домах (кабель SJTWA и тип SE), и современные
стандартный ромекс.

ЭЛЕКТРОМОНТАЖ С 1880-х до наших дней:

Вверху: 3 проводника
подземный медный провод (сейчас редкость)

Внизу: Плоская «лента»
проволока, используемая в сверхпроводящих магнитах

Лучший провод для
работа:

Все инженеры-электрики
должны знать о проводах и думать об использовании правильной конструкции и
материал для поставленной задачи.Вот факторы, определяющие
конструкция проволоки:

— Долговечность (способность многократно изгибаться или сдавливаться
веса)
— Уровень напряжения и тока
— Прочность подвески (способность удерживать собственный вес в течение длительного
пролеты между опорами)
— Под землей или под водой
— Рабочая температура (например, сверхпроводящие
провод)
-Стоимость

Одножильный провод:

Преимущества:
Меньшая площадь поверхности, подверженная коррозии
Может быть жестким и прочным
Недостатки:
пятно
Нецелесообразно для высокого напряжения

Многожильный провод:

Вверху: многожильный динамик
провод, который можно найти в каждом доме
Внизу: сверхтолстый многожильный медный провод специального назначения

— Многожильный провод — множество меньших проводов параллельно, можно скрутить
вместе
Преимущества:
Отличный проводник для своего размера
Недостатки:
Вы можете подумать, что это хорошо для использования на высоких частотах, потому что
у него большая площадь поверхности на всех маленьких жилах провода,
однако это хуже, чем сплошная проволока, потому что нити соприкасаются
друг друга, замыкая, и поэтому провод действует как один больший
провод, и в нем много воздушных пространств, что создает большее сопротивление
для размера

Плетеный провод:

Преимущества:
— Превосходная долговечность по сравнению со сплошным проводом
— Лучшая проводимость, чем сплошной провод (большая площадь поверхности)
— Может действовать как электромагнитный экран в шумоподавляющих проводах
-Чем больше нитей в проволоке, тем она более гибкая и прочная.
есть, но он стоит дороже

Специальные провода:

Сплошные с оплеткой снаружи или их сочетание, эти
провода используются для всех видов специального применения.

Коаксиальный кабель используется для передачи радио или кабельного телевидения
потому что в его конструкции плетеные и фольгированные проводники снаружи
держать частоты в ловушке внутри. Экранирование предотвращает
блуждающая электромагнитная энергия от загрязнения области вокруг чувствительных
приемники.

Внизу: Видео о типах проводов, используемых в электроэнергетике:

Практическое упражнение:
Игра «Угадай провод»

Собрать лом
провод со всего дома или школьной мастерской, соберите короткие образцы
разных типов. Теперь используйте диаграммы выше, чтобы выяснить, что
что это за провод, из чего он сделан, и перечислить его применение.
каждый. Покажите это своему учителю и посмотрите, правильно ли вы угадали.
Проволока бывает стольких экзотических типов, что вы, возможно,
с настоящей тайной на ваших руках. Используйте поиск в Интернете, чтобы попробовать
для идентификации всех ваших образцов.

4.)
Материалы проволоки:

Наиболее распространенным материалом для электрических проводов является медь и алюминий ,
это не самые лучшие проводники, однако их много и они недорогие. Золото также используется в приложениях, поскольку оно устойчиво к коррозии.
Золото используется в электронике автомобильных подушек безопасности, чтобы гарантировать, что устройство
будет функционировать много лет спустя, несмотря на воздействие вредных элементов.

Вверху: золото, используемое в
разъемы для чипов Motorola

Золото обычно используется в контактных
области, потому что эта точка в системе больше подвержена коррозии и
имеет больший потенциал для окисления.

Алюминий
обернутый вокруг стального центрального провода, используется в передаче энергии, потому что
алюминий дешевле меди и не подвергается коррозии. Стальной центр
используется просто для прочности, чтобы удерживать провод на длинных пролетах. Выше
типичный кабель ACSR, используемый в воздушных линиях электропередач по всему миру.

Хорошие проводники, которые
твердый при комнатной температуре:

Платина, серебро, золото, медь, алюминий

4.

) ИЗОЛЯЦИЯ ПРОВОДОВ:

Слева: Для эффективного
обмотки двигателя или генератора должны быть плотно упакованы вместе,
минимизация воздушных пространств. Провода, используемые в двигателях и генераторах, обычно
Покрыт эмалью, что позволяет плотно упаковать обмотки.
Традиционная резиновая или полимерная изоляция увеличила бы диаметр провода
толще, это одна из причин, почему старые электродвигатели были больше
и тяжелее современных моторов той же мощности.

Посмотрите, как провод двигателя
упаковывается и наматывается в современные
асинхронные двигатели в нашем видео здесь.

Узнайте больше о
все поле электроизоляция
на нашей странице здесь.

Практическое упражнение:
Сжечь мотор!

Вы заметили
что, когда двигатель игрушки сильно нагревается, он пахнет?
Это
испарение изоляции. Тепло разрушает все виды изоляции
со временем и в обмотке двигателя, когда изоляция ослабевает
достаточно двух проводов, расположенных рядом, будет короткое замыкание, это приведет к возникновению дуги.
и устройство сгорает.

Если взять небольшой
мотор, на который тебе наплевать, его можно намеренно сжечь
посмотреть, что происходит с обмотками. Вы можете сделать это, поставив
выше рекомендуемого напряжения через устройство или запустив
двигатель долго горячий.Проконсультируйтесь с электриком
или инженер, чтобы сделать это упражнение безопасно.

Статья, фото и видео М.Уилана и В.Корнрампфа

Источники:
Университет штата Джорджия
Википедия
Волшебники Скенектади Карл Рознер. Технический центр Эдисона. 2008
Интервью с Руди Деном. Технический центр Эдисона. 2012
Видео с Denver Electric Motor. Технический центр Эдисона. 2012 г.
Видео с энергетической ассоциацией Сан-Мигель.Технический центр Эдисона. 2014

Уильям Корнрампф, инженер-электрик

Медная проволока — проводящие свойства, таблица размеров и альтернативы

Медь является одним из наиболее универсальных и часто используемых материалов. Медь имеет широкий спектр применения, некоторые из них — линии электропередач, электропроводка и свечи зажигания. В этой статье вы узнаете о проводящих свойствах меди, таблице размеров и альтернативах проводящему сплаву.

Свойства

Превосходная электрическая и теплопроводность меди обеспечивает наиболее важные свободно движущиеся электроны, необходимые для электропроводки. Провода должны иметь низкое сопротивление электрическому току, чтобы источник питания мог пропускать ток. Тем не менее, именно сочетание этих следующих свойств делает медь стандартным выбором в отрасли.

Электрическая проводимость

Электрическая проводимость — это способность пропускать электрический ток.По электропроводности медь занимает второе место после серебра. Кислород также может быть специально добавлен для увеличения электропроводности меди. Медь является предпочтительным выбором в отрасли, поскольку она не считается драгоценным металлом.

Теплопроводность

Во многих областях требуются материалы с высокой теплопроводностью. В большинстве случаев медь входит в состав компонентов кондиционеров, радиаторов, автомобильных радиаторов и многого другого. Это результат теплопроводности, которая примерно в 30 раз сильнее, чем у обычной нержавеющей стали, и на 150% сильнее, чем у другого сильного теплопроводника, алюминия.

Сопротивление

Когда речь идет о сопротивлении металла, большую роль играет его реакционная способность по отношению к кислороду. Реакция меди на окисление, также известная как коррозия, очень низкая. Этот атрибут важен для долговечности использования меди в таких устройствах, как радиаторы, электрические провода, трубы и кастрюли.

Совместимость со сплавами

Медь легко соединяется с другими металлами для создания сплавов. Это наиболее полезно для создания шин, трубопроводов и систем распределения электроэнергии.Прочность и твердость меди можно увеличить путем легирования за счет снижения проводимости.

Пластичность

Пластичность – это способность придавать форму или изгибаться без повреждений. Медь попадает в эту категорию и также очень легкая. Расположение атомов представляет собой кубическую структуру с гранецентром. Эта структура означает, что между атомами есть больше внутренних плоскостей, которые позволяют атомам металла двигаться без трещин. Это оказывается наиболее полезным при пайке и трубопроводах. Это делает медь полезной в компьютерах, автомобилях, телевизорах, телефонах и осветительных приборах.

Прочность

Медь и связанные с ней сплавы обладают высокой прочностью. Они не ломаются и не становятся хрупкими даже при температурах ниже 0° по Цельсию. Чистая медь достигает прочности на растяжение 18 KSI (18 000 фунтов / дюйм 2 ) и разрушается примерно при усилии 85 фунтов.

Магнетизм

Медь используется во многих военных инструментах и ​​приложениях, поскольку она немагнитна и не дает искр. Несмотря на то, что медь немагнитна, взаимодействие с магнитами делает медь полезной.Замедление магнитов с медью распространено в тормозных системах высокоскоростных поездов. Это полезно для преобразования высокоскоростного импульса в электрические токи, реакция, называемая демпфированием движения силового поля.

Таблица размеров медных проводов AWG и таблица данных при 100°F

Когда дело доходит до размеров кабеля, слишком большое падение напряжения затрудняет прохождение тока по медным проводам. Согласно своду правил NEC, максимальное падение напряжения не должно превышать 5%. Для стандартных промышленных применений инструмент определения размера кабеля/максимального расстояния может помочь рассчитать правильный размер.

Еще один момент, о котором следует помнить, это пространство между проводами для предотвращения перегрева. Обычно это относится к заполнению кабелепроводов в дорожках качения. Кабельные дорожки должны быть надлежащего размера, чтобы проводники могли проходить без перегрева, но чтобы максимальное количество медных проводников занимало кабельную дорожку.

Применение

Телекоммуникации

На раннем этапе использования медь использовалась для прокладки телефонных столбов. Свободно движущаяся электронная структура меди позволяет легко передавать сигналы по телефонным проводам.В телефонных столбах используется медная неэкранированная витая пара (UTP). Витые пары обеспечивают повышенную пропускную способность.

Подача электроэнергии

Медные провода служат средством транспортировки источников энергии для доставки энергии в дома, коммерческие и промышленные объекты. Высокая пластичность меди позволяет использовать ее во множестве мест в домашнем хозяйстве для подачи электроэнергии в любом месте. Еще одна важная причина, по которой медь часто используется при передаче электроэнергии, заключается в том, что это недорогой драгоценный металл.

Автомобильная и морская проводка

Устойчивость к климатическим условиям очень востребована в таких отраслях, как автомобилестроение и подводное оборудование. Таким образом, спрос на медь в этих отраслях ежегодно увеличивается примерно на 5%. Помимо чрезвычайной электропроводности, медь обладает такими преимуществами, как пластичность, высокая температура плавления и коррозионная стойкость. В местах, где климат часто меняется, как в этих отраслях, медь обеспечивает безопасное и эффективное использование.

Альтернативы

Серебро

При рассмотрении других металлов с аналогичным профилем электропроводности серебро представляет собой сильную потенциальную альтернативу.Проводимость серебра примерно на 7% больше, чем у меди по длине. Однако большая длина серебряного провода снижает его эффективность в качестве электрического проводника. Он также окисляется быстрее, чем медь. Серебро по-прежнему представляет собой жизнеспособный вариант для нишевой электроники, где требуется высокий уровень проводимости при более коротких проводах.

Алюминий

Алюминий имеет некоторую основу, хотя в основном историческую, в качестве заменителя меди. Он легче меди, но намного плотнее. Это означает, что он более ресурсоэффективен, поэтому из того же количества материала можно получить больше продукции.Однако, поскольку он менее проводящий, чем медь, для компенсации толщина провода должна быть больше, а это означает, что кабели из этого материала по своей природе толще. Кроме того, алюминий более хрупок, поэтому он менее надежен в качестве проводящего материала по сравнению с медью.

В конце 1960-х и начале 1970-х годов алюминиевая проводка гораздо чаще использовалась в коммерческих и жилых помещениях. Однако алюминий термически расширяется намного больше, чем медь. Повторяющееся расширение и сжатие ослабляет проволоку.Ослабленные провода склонны к искрению и в конечном итоге могут привести к пожару.

Волоконная оптика

В последние годы стоимость меди медленно росла, в то время как прокладка оптоволоконных проводов сокращалась. Это изменение цены сделало волоконно-оптические провода более конкурентоспособными по стоимости на рынке кабелей/проводов. В настоящее время оптоволокно доминирует на рынке сетевой передачи с точки зрения надежности передачи данных. Это происходит в основном из-за значительно большей пропускной способности материалов.Это переходит в более высокие скорости передачи на большие расстояния. Темпы роста данных увеличиваются в геометрической прогрессии после недавнего бума потребительских услуг по передаче данных и будут продолжать расти. Медные провода используют электроны для передачи данных. Волоконно-оптические провода состоят из тонких стеклянных нитей, по которым передаются фотоны для передачи данных. Оптоволокно не подвержено влиянию электрических помех. Фотоны движутся намного быстрее электронов и имеют большую устойчивость сигнала на больших расстояниях.

Электрические характеристики медного провода AWG

Провода и кабели для ветряных и солнечных электростанций

В этой таблице перечислены размеры медных проводников американского калибра проводов (AWG). В дополнение к размеру провода в таблице приведены значения допустимой нагрузки (тока), сопротивления и максимальной частоты. Указанные значения сопротивления и толщины скин-слоя относятся только к медным проводникам. Подробное описание каждого элемента приведено под таблицей.

Примечание. Эти значения являются приблизительными и не предназначены для использования в инженерных расчетах.

AWG Диаметр
[дюймы]
Диаметр
[мм]
Сопротивление
[Ом / 1000 футов]
Сопротивление
[Ом/км]
Максимальный ток
[Ампер]
Максимальная частота
для 100% глубины скин-слоя
ОООО 0,46 11.684 0,049 0,16072 302 125 Гц
ООО 0,4096 10. 40384 0,0618 0,202704 239 160 Гц
ОО 0,3648 9.26592 0,0779 0,255512 190 200 Гц
0 0.3249 8.25246 0,0983 0,322424 150 250 Гц
1 0,2893 7.34822 0,1239 0,406392 119 325 Гц
2 0,2576 6.54304 0,1563 0,512664 94 410 Гц
3 0.2294 5.82676 0,197 0,64616 75 500 Гц
4 0,2043 5.18922 0,2485 0,81508 60 650 Гц
5 0,1819 4. 62026 0,3133 1.027624 47 810 Гц
6 0.162 4.1148 0,3951 1.295928 37 1100 Гц
7 0,1443 3,66522 0,4982 1.634096 30 1300 Гц
8 0,1285 3,2639 0,6282 2.060496 24 1650 Гц
9 0.1144 2. 0,7921 2,598088 19 2050 Гц
10 0,1019 2,58826 0,9989 3.276392 15 2600 Гц
11 0,0907 2.30378 1,26 4.1328 12 3200 Гц
12 0.0808 2. 05232 1,588 5.20864 9,3 4150 Гц
13 0,072 1,8288 2.003 6,56984 7,4 5300 Гц
14 0,0641 1.62814 2,525 8.282 5,9 6700 Гц
15 0.0571 1.45034 3,184 10.44352 4,7 8250 Гц
16 0,0508 1.29032 4.016 13.17248 3,7 11 кГц
17 0,0453 1.15062 5.064 16.60992 2,9 13 кГц
18 0.0403 1.02362 6.385 20,9428 2,3 17 кГц
19 0,0359 0,

8. 051 26.40728 1,8 21 кГц
20 0,032 0,8128 10,15 33.292 1,5 27 кГц
21 0.0285 0,7239 12,8 41,984 1,2 33 кГц
22 0,0254 0,64516 16.14 52.9392 0,92 42 кГц
23 0,0226 0,57404 20,36 66.7808 0,729 53 кГц
24 0.0201 0,51054 25,67 84.1976 0,577 68 кГц
25 0,0179 0,45466 32,37 106.1736 0,457 85 кГц
26 0,0159 0,40386 40,81 133. 8568 0,361 107 кГц

Примечания к AWG : Американский калибр проводов (AWG) — это стандартизированная система калибров проводов, используемая преимущественно в США для определения диаметра электрических проводов.Общее эмпирическое правило заключается в том, что при уменьшении на каждые 6 калибров диаметр проволоки удваивается, а на каждые 3 калибра удваивается площадь поперечного сечения. Например, две параллельные нити № 14 будут примерно равны одной нити № 11 по текущей емкости.

Диаметр Примечания : Мил равен 1/1000 дюйма.

Примечания по сопротивлению : Сопротивление, указанное в таблице выше, относится к медным проводникам. Для заданного тока можно использовать указанное сопротивление и применить закон Ома для расчета падения напряжения на проводнике.

Ток (емкость) Примечания : Значения тока, показанные в таблице, относятся к силовой передаче и были определены по правилу 1 ампер на 700 круговых милов, что является очень консервативным показателем. Для справки, в Национальном электротехническом кодексе (NEC) указана следующая допустимая нагрузка для медного провода при температуре 30 градусов Цельсия:
14 AWG — максимум 20 ампер на открытом воздухе, максимум 15 ампер в составе трехжильного кабеля;
12 AWG — максимум 25 А на открытом воздухе, максимум 20 А в составе трехжильного кабеля;
10 AWG — максимум 40 А на открытом воздухе, максимум 30 А в составе трехжильного кабеля.

Проверьте в соответствии с вашими местными электротехническими нормами допустимую силу тока (силу тока) для сети и проводки в стене.

Скин-эффект и глубина скин-эффекта Примечания : Скин-эффект – это тенденция переменного электрического тока (AC) распространяться внутри проводника так, что плотность тока вблизи поверхности проводника больше, чем плотность тока в его сердцевине. То есть электрический ток имеет тенденцию течь по «коже» проводника. Скин-эффект вызывает увеличение эффективного сопротивления проводника с увеличением частоты тока. Максимальная частота показа соответствует 100% глубине скин-эффекта (т.е. без скин-эффектов).

Информация о проводах и кабелях

Самым важным компонентом провода или кабеля является его изоляция. Выбор изоляции определяется рядом факторов, таких как стабильность и долговечность, устойчивость к солнечному свету (ультрафиолету), диэлектрические свойства, устойчивость к ионизации и коронному разряду, устойчивость к высоким температурам, устойчивость к влаге, механическая прочность и гибкость. Не существует единственной изоляции, идеальной по каждому из этих свойств.Поэтому необходимо выбрать кабель с типом изоляции, наиболее полно отвечающим требованиям конкретной установки.

Ниже приведены некоторые общие правила и общепринятые методы подключения солнечных систем. Они не претендуют на то, чтобы быть всеохватывающими, только общие рекомендации.

1. Почти вся проводка выполняется многожильным проводом или кабелем. Одножильный провод иногда используется для длинных участков, но в большинстве случаев он не подходит для проводки панелей, элементов управления, насосов, аккумуляторов или других компонентов. При использовании вы рискуете сломать клеммы и/или винты, если кабель будет согнут. Также трудно получить хорошее соединение с некоторыми типами терминалов.

2. Вся наружная проводка должна иметь изоляцию типа XLP/XHHW, TC (кабель-лоток), USE-2 или аналогичную изоляцию, устойчивую к ультрафиолетовому излучению (солнечному свету). Можно использовать и другие типы, такие как THHN, но их следует запускать только в кабелепроводе, если он используется. Металлический или NMC (неметаллический кабелепровод) можно использовать в большинстве случаев.

3. При подключении аккумуляторов, инверторов или других сильноточных устройств следует использовать обжимные/пайковые наконечники или кабельные зажимы, предназначенные для надежного соединения с большим кабелем.Не пытайтесь подключить многожильный провод непосредственно к клеммам аккумулятора. Для большинства целей сварочный кабель является лучшим выбором, чем более распространенный аккумуляторный кабель из ПВХ, из-за его более прочной изоляции и более высоких температурных характеристик. Сварочный кабель дороже, чем кабель из ПВХ, но ПВХ плавится при довольно низких температурах.

4. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ общедоступный одноквартирный провод типа Romex ® для чего-либо, КРОМЕ домашней проводки переменного тока. Он не подходит для наружного, прямого захоронения или проводки водяного насоса.Изоляция отвалится в течение года или двух, если использовать ее под прямыми солнечными лучами. Также трудно получить хорошие прочные соединения с помощью сплошной проволоки на большинстве компонентов, используемых в солнечных системах.

5. Правильно определите размер провода — лучшие компоненты не будут работать должным образом, если используется провод меньшего размера. Для панельной и общей проводки см. таблицу потерь в проводах. Мы продаем довольно много за границей, и в большинстве стран мира используются метрические размеры проводов. Для преобразования см. таблицу преобразования метрики в размер провода AWG на той же странице, что и таблица потерь в проводе.

Типы медных проводов

Медный провод обычно определяется как состоящий из одного проводника для электрических сигналов, в отличие от медного кабеля, в котором несколько медных проводов сгруппированы в общую оболочку. Многие типы медных проводов имеют общую функцию — проведение электричества с минимальным сопротивлением, что вызывает падение напряжения и рассеяние энергии в виде тепла. Фактически, медь использовалась с 1820-х годов, когда была разработана первая технология, требующая электропроводности.Никакой другой металл не может конкурировать с его проводимостью, плюс медный провод требует меньшей изоляции и может растягиваться более эффективно, чем другие металлы.

Среди распространенных типов медной проволоки:

  • Бериллиевая медная проволока
  • Проволока из медного сплава
  • Алюминиевая проволока с медным покрытием
  • Стальная проволока, плакированная медью
  • Медь Никелированная и никелированная медная проволока 
  • Провод из бескислородной меди с высокой проводимостью (OFHC)
  • Медная проволока, плакированная титаном

Подробнее об этом читайте ниже.

Бериллиевая медная проволока

Медная бериллиевая проволока

обладает преимуществом высокой прочности меди в сочетании с немагнитными и искробезопасными свойствами. Эта проволока из медного сплава может подвергаться старению или прокатке. Материал может образовывать пружины, замысловатые формы или сложные формы. Помимо гибкости, этот тип медной проволоки устойчив к коррозии. Этот тип проволоки отлично подходит для металлообработки, формовки и механической обработки.

Провод из медного сплава

Проволока из медного сплава

доступна в стандартном и индивидуальном форм-факторах.Спецификации производителя, которые следует учитывать при выборе наилучшего соответствия вашим потребностям, включают размер, прочность на растяжение (измеряется в фунтах на квадратный дюйм) и рабочую температуру. Варианты включают цирконий, бериллий, латунь, бронзу, титан и другие металлы. Выбор сплава обычно влияет на прочность, паяемость, долговечность и потребность в изоляции. Некоторые поставщики в этой области известны как производители сварочной проволоки из медных сплавов.

Алюминиевая проволока с медным покрытием

Этот тип провода имеет различные диаметры жил, изоляцию и толщину оболочки.Особенности включают в себя рабочие температуры, огнестойкость, масло- и озоностойкость. Омедненный алюминиевый провод (CCA) имеет алюминиевый сердечник и внешнюю медную оболочку, которая придает ему проводимость при уменьшенном весе. CCA дешевле, чем провод из чистой меди, но имеет более высокую прочность и большую электропроводность, чем провод из чистого алюминия.

Стальная проволока, плакированная медью

Стальная проволока с медным покрытием (CCS) сочетает в себе проводимость меди с высокой прочностью на растяжение стали. Этот тип провода используется в медицинских изделиях, источниках питания, оборудовании, двигателях, магнитных узлах, интеллектуальных приборах для измерения давления и температуры и т. д.Отожженная/мягкоотпущенная сталь с медным покрытием обычно имеет более низкую прочность на растяжение, чем твердотянутая альтернатива.

Медь Никелированная и никелированная медная проволока

Поставщики

медных никелевых и никелированных медных проводов производят токопроводящие провода для аэрокосмической, оборонной, нефтехимической, атомной и медицинской промышленности. Эти типы проволоки могут быть доступны в небольших количествах и нестандартных размерах или прокатных станах, рулонах, нарезанных по размеру, щелевых валках, агрегатных ситах, дисках, кругах, толстой тканой сетке или нестандартных переплетениях.

Это бескислородная медь до того, как из нее изготавливают провода.

Изображение предоставлено Sequoia Brass & Copper

Провод из бескислородной меди с высокой проводимостью (OFHC)

Бескислородная медная проволока с высокой проводимостью

(OHFC) представляет собой рафинированный высококачественный тип проволоки, расплавленный и отлитый в строго контролируемых условиях для снижения уровня кислорода до 0,001% ниже (стандарт ASTM). Предлагая более высокую электро- и теплопроводность, более высокую рекристаллизацию и температуру, а также более высокую обрабатываемость, OFHC используется в приложениях, требующих высокой точности и долговечности.Эта нелегированная медь высокой чистоты также обладает хорошей паяемостью и коррозионной стойкостью. Бескислородная проволока также устойчива к коррозии.

Медная проволока с титановым покрытием

Медная проволока

, плакированная титаном (Ti), представляет собой легированную медную проволоку с отличной проводимостью в коррозионных процессах. Соединение титана и меди также обеспечивает проволоку, которая является пластичной для формовки и формовки и обладает отличной свариваемостью для соединения, покрытия и соединения. Медная проволока с титановым покрытием находит применение в опреснении, очистке воды, производстве электроэнергии, химической обработке и других применениях, которые сочетают высокие требования к токопроводящей нагрузке с необходимостью высокой защиты от коррозии.

Другие виды изделий из медной проволоки

У Томаса также есть информация, необходимая для поиска поставщиков медных катушек, медных проволочных сеток и латунных, бронзовых и медных проволочных тканей.

Узнайте больше о медном проводе

Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть сведения о конкретных продуктах.

Источники

Прочие изделия из проволоки

Прочие «Типы» изделий

Больше из Металлы и изделия из металла

Определение поверхностной свободной энергии медной проволоки с использованием широкого спектра модельных жидкостей

Для проверки метода измерения угла смачивания жидкостей на проводах, представленного в этой статье, политетрафторэтилен (ПТФЭ) — очень распространенный инертный материал, который легко полученных в виде пластин или проволоки.После проверки метод был применен для определения поверхностной свободной энергии медной проволоки.

Валидация метода измерения краевого угла с использованием подложки из ПТФЭ

Для сравнения значений краевых углов продвижения и отступа, измеренных на плоской поверхности ПТФЭ и на проволоке из ПТФЭ, сначала была проанализирована топография поверхности образца. Этот шаг важен, так как на эти значения краевого угла может сильно повлиять шероховатость поверхности образцов. На рис.2. Оба материала имеют довольно гладкую поверхность при такой длине. Среднеквадратическая шероховатость, полученная из этих изображений, достигает 13 нм для плоской поверхности из ПТФЭ и 38 нм для проволоки из ПТФЭ. Эти близкие поверхностные состояния указывают на то, что их краевые углы продвижения и удаления должны быть сравнимы.

Рис. 2

5 мкм x 5 мкм АСМ-изображения топографии поверхности a ПТФЭ проволоки и b ПТФЭ пластины

Смачиваемость
Смачиваемость проволоки из ПТФЭ и плоской поверхности

На рис.3. Для этого проволоку из ПТФЭ погружали в ДМСО и измеряли контактный угол через каждые 0,3 мм вертикального смещения проволоки. Можно заметить, что краевой угол сначала увеличивается, пока не будет достигнуто плато, соответствующее величине наступающего краевого угла. Затем таким же образом проволоку извлекали из жидкости и снова измеряли краевой угол через каждые 0,3 мм. Таким образом, краевой угол уменьшается и достигает плато, связанного со значением отступающего краевого угла.

Рис.3

Наступающий (светлый кружок) и удаляющийся (закрашенный кружок) контактный угол ДМСО на проволоке из ПТФЭ

Такой метод был применен к нескольким модельным жидкостям, имеющим разное поверхностное натяжение. Значения краевых углов продвижения и отступления представлены на рис. 4. Они сравниваются с углами, полученными на плоской поверхности ПТФЭ с использованием метода наклонной плоскости.

Рис. 4

Наступающие ( a ) и отступающие краевые углы ( b ) различных модельных жидкостей на проволоке из ПТФЭ (царапина) и плоской поверхности из ПТФЭ (полностью)

Принимая во внимание краевые углы опережения, показанные на рис.4а для всего набора модельных жидкостей значения, измеренные на проволоке и пластине, очень близки друг к другу. Кроме того, краевые углы, полученные на плоской поверхности ПТФЭ, согласуются с указанными в литературе [19, 20, 21, 22]. Однако в литературе можно найти немного исследований смачивания проволоки из ПТФЭ известными жидкостями. Например, краевые углы продвижения и отступления были измерены на волокнах из ПТФЭ в контакте с различными жидкостями, включая этиленгликоль, и сообщалось об очень близких значениях к найденным в этой статье [23].В случае отступающих краевых углов (рис. 4б) аналогичные значения получаются на проволоке и пластине из ПТФЭ. Это согласуется с близкой шероховатостью поверхности обоих материалов из ПТФЭ, определенной с помощью АСМ (рис. 2). Эти результаты, полученные с использованием широкого спектра жидкостей с различными свойствами, позволяют проверить метод, используемый для измерения краевых углов на проводах. . Следует, однако, уточнить, что этот метод ограничен краевыми углами менее 90° и, скорее, 85° на практике для обеспечения хорошей точности.

Наконец, можно также заметить, что для всех жидкостей гистерезис краевого угла варьируется примерно от 1 до 10°. Этот небольшой гистерезис согласуется с гладкими поверхностями, обнаруженными с помощью АСМ, со среднеквадратичной шероховатостью менее 40 нм в масштабе 5 мкм × 5 мкм (рис. 2). Таким образом, краевые углы не зависят от геометрии подложки в исследуемой конфигурации.

Поверхностная свободная энергия ПТФЭ и ее полярная и дисперсионная составляющие

Поверхностная свободная энергия ПТФЭ, а также ее полярная и дисперсионная составляющие были получены путем рассмотрения всего набора измерений краевого угла смачивания с использованием жидкостей с различным поверхностным натяжением и полярностью (Экспериментальная часть). раздел).В литературе было разработано несколько подходов «компоненты поверхностного натяжения» для моделирования поверхностного натяжения жидкость-твердое тело, такие как подходы Фоукса, Оуэнса-Вендта и кислотно-щелочной [18, 24, 25]. Зная о присущих каждой из этих различных моделей несовершенствах, мы выбрали подход Оуэнса-Вендта, поскольку он широко используется и рассматривается в литературе для определения поверхностной свободной энергии поверхностей ПТФЭ и меди, что облегчает сравнение.

Метод Оуэнса-Вендта (экспериментальная часть) требует измерения краевого угла как минимум с двумя жидкостями, полярной и неполярной.{\text{d}}\) = 17.{{}}\) = 18,7 ± 1,6 мН·м −1 , что согласуется со значениями, указанными, например, Lee et al. [20], используя метод ван Осса, Чаудхури и Гуда с тремя модельными жидкостями ( γ S  = 15–16 мН·м −1 ) или по Оуэнсу и др. [18], используя тот же метод, что и в этой статье, для двухзондовых жидкостей ( γ S  = 14 мН·м −1 ). Исследования, опубликованные в литературе, также подчеркивают дисперсионный характер ПТФЭ, поскольку полярная составляющая находится в диапазоне 0.1–1,5 мН·м –1 [20, 25, 26], что согласуется с полученным в данной работе значением.

Рис. 5

Представление Оуэнса-Вендта для ПТФЭ. Пунктирные гиперболы соответствуют погрешностям

Таким образом, был утвержден метод измерения краевого угла жидкости на проволоке. Его можно применять для определения поверхностной свободной энергии медной проволоки.

Медная проволока

Затем были исследованы медные проволоки диаметром 700 мкм. Их топография была впервые проанализирована с помощью оптической микроскопии и АСМ.Затем измеряли краевые углы продвижения и определяли поверхностную свободную энергию и ее компоненты в соответствии с тем же методом, что и для проволоки из ПТФЭ.

Топография

Изображение оптической микроскопии на рис. 6а показывает наличие продольных полос, обусловленных производственным процессом. Затем поверхность медной проволоки была визуализирована с помощью АСМ (рис. 6b–d). На изображении размером 50 мкм × 50 мкм показана гладкая поверхность медного провода с наличием наблюдаемых продольных полос с R q  = 43 ± 10 нм в масштабе 20 мкм × 20 мкм.

Рис. 6

Топография поверхности очищенной медной проволоки профиль изображения б. e 200 мкм × 150 мкм SEM-EDX изображение кислородного картирования

Как показано на рис. 6d, эти полосы имеют глубину от нескольких нанометров до нескольких десятков нанометров и даже до 100 мкм. Мы также можем заметить, что высота в центре изображения АСМ выше, чем по бокам из-за кривизны проволоки (рис.6в).

Смачиваемость и свободная энергия медной проволоки

Медная проволока была погружена в пять различных модельных жидкостей. Значения краевых углов натекания приведены в таблице 2.

Таблица 2. Краевые углы натекания модельных жидкостей на медную проволоку

Что касается проволоки из ПТФЭ, затем был применен подход Оуэнса-Вендта, который представлен на рис. 7. Таким образом, поверхностная свободная энергия медной проволоки γ Cu оценивается в 25,7 мН·м −1 при дисперсионная составляющая γ d из 25.1 ± 0,5 мН·м −1 и полярный γ p  = 0,6 ± 0,2 мН·м −1 .

Рис. 7

Кривая Оуэнса–Вендта для медной проволоки с использованием некоторых модельных жидкостей. Пунктирные кривые гипербол соответствуют погрешностям

Во-первых, путем сравнения угла контакта этиленгликоля (ЭГ), измеренного на медной проволоке в этой работе, с найденными в литературе, можно выделить сходства и различия. Их, вероятно, можно объяснить разной степенью окисления медных поверхностей.Например, с одной стороны, при обработке медных пластин HCl, известной своей способностью снимать окисленные верхние слои, краевой угол ЭГ составил 54° ± 1°, что значительно ниже найденного здесь (72,9° ± 3,7°) при медная проволока без какой-либо кислотной обработки [4]. С другой стороны, когда медные подложки были предварительно окислены в токе кислорода, краевой угол ЭГ составлял около 76° ± 2°, что очень близко к нашему измерению [5]. Кроме того, авторы сообщают о гораздо большем краевом угле при использовании высокополярного растворителя, такого как вода (~ 100°), что отражает гидрофобный характер окисленной поверхности меди [5].Это значение согласуется с другими литературными исследованиями смачиваемости водой [5, 7, 8], и в этой работе показано, что угол смачивания водой превышает 90°. Следовательно, свободная энергия поверхности меди изменяется в зависимости от степени ее окисления. Фактически, поверхностная свободная энергия 39,2 мН·м -1 была определена для неокисленной поверхности меди (обработанной HCl) с использованием метода Ван Осса-Гуда с четырьмя модельными жидкостями [4]. Это значение согласуется с другими аналогичными исследованиями с использованием либо подхода Ван Осса-Гуда ( γ Cu  = 34 мН·м −1 ) [6], либо подхода Оуэнса-Вендта ( γ Cu  = 34 мН·м −1 ) [7].С другой стороны, когда поверхность меди была предварительно окислена, свободная энергия поверхности меди была намного ниже, в диапазоне 22–27 мН·м -1 в зависимости от используемого подхода [4]. Эти результаты очень близки к поверхностной свободной энергии, полученной в этой статье ( γ Cu  = 25,7 мН·м −1 ), что позволяет предположить, что медная проволока будет иметь довольно окисленную поверхность [4]. Этот результат хорошо согласуется с картированием кислорода с помощью SEM-EDX (рис. 6e), которое также показывает хорошую однородность кислорода на поверхности медной проволоки после ее очистки.

Более того, независимо от используемого подхода авторы находят дисперсионную составляющую, которая всегда намного выше ( γ d  ≈ 25–37 мН·м −1 ), чем полярная ( γ p ) ≈ 1.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*