Зависимость сечения провода от диаметра провода: Калькулятор расчета сечения кабеля по диаметру

Калькулятор расчета сечения кабеля по диаметру

Правильный выбор электрического кабеля для питания электрооборудования – залог длительной и стабильной
работы установок. Использование неподходящего провода влечет за собой серьезные негативные последствия.

Физика процесса порчи электрической линии вследствие использования неподходящего провода такова: из-за
недостатка места в кабельной жиле для свободного передвижения электронов повышается плотность тока; это
приводит к избыточному выделению энергии и повышению температуры металла. Когда температура становится
слишком высокой, оплавляется изоляционная оболочка линии, что может стать причиной пожара.

Чтобы избежать неприятностей, необходимо использовать кабель с жилами подходящей толщины. Один из способов
определить площадь сечения кабеля – отталкиваться от диаметра его жил.

Калькулятор расчета сечения по диаметру

Для простоты вычислений разработан калькулятор расчета сечения кабеля по диаметру. В его основе лежат
формулы, по которым можно найти площадь сечения одножильных и многожильных проводов.

Измерять сечение нужно измеряя жилу без изоляции иначе нечего не получится.

Когда речь идет о вычислении десятков и сотен значений, онлайн-калькулятор способен существенно упростить жизнь
электрикам и проектировщикам электрических сетей за счет удобства и повышения скорости расчетов. Достаточно
ввести значение диаметра жилы, а при необходимости указать количество проволок, если кабель многожильный, и
сервис покажет искомое сечение провода.

Формула расчета

Вычислить площадь сечения электрического провода можно разными способами в зависимости от его типа. Для всех
случаев применяется единая формула расчета сечения кабеля по диаметру. Она имеет следующий вид:

D – диаметр жилы.

Диаметр жилы обычно указывается на оплетке провода или на общем ярлыке с другими техническими характеристиками.
При необходимости определить это значение можно двумя способами: с применением штангенциркуля и вручную.

Первым способом измерить диаметр жилы очень просто. Для этого ее необходимо очистить от изоляционной оболочки,
после чего воспользоваться штангенциркулем. Значение, которое он покажет, и есть диаметр жилы.

Если провод многожильный, необходимо распустить пучок, пересчитать проволоки и измерить штангенциркулем только
одну из них. Определять диаметр пучка целиком смысла нет – такой результат будет некорректным из-за наличия
пустот. В этом случае формула расчета сечения будет иметь вид:

D – диаметр жилы;

а – количество проволок в жиле.

При отсутствии штангенциркуля диаметр жилы можно определить вручную. Для этого ее небольшой отрезок необходимо
освободить от изоляционной оболочки и намотать на тонкий цилиндрический предмет, например, на карандаш. Витки
должны плотно прилегать друг к другу. В этом случае формула вычисления диаметра жилы провода выглядит так:

L – длина намотки проволоки;

N – число полных витков.

Чем больше длина намотки жилы, тем точнее получится результат.

Выбор по таблице

Зная диаметр провода, можно определить его сечение по готовой таблице зависимости. Таблица расчета сечения
кабеля по диаметру жилы выглядит таким образом:

Диаметр проводника, ммСечение проводника, мм2
0.80.5
10.75
1.11
1. 21.2
1.41.5
1.62
1.82.5
23
2.34
2.55
2.86
3.28
3.610
4. 516

Когда сечение известно, можно определить значения допустимых мощности и тока для медного или алюминиевого
провода. Таким образом удастся выяснить, на какие параметры нагрузки рассчитана токопроводящая жила. Для этого
понадобится таблица зависимости сечения от максимального тока и мощности.

В воздухе (лотки,
короба,пустоты,каналы)
Сечение,кв.ммВ земле
Медные жилыАлюминиевые жилыМедные жилыАлюминиевые жилы
Ток. АМощность, кВтТон. АМощность, кВтТок, АМощность, кВтТок. АМощность,кВт
220 (В)380 (В)220(В)380 (В)220(В)380 (В)220(В)
194. 117.51,5775.917.7
355.516.4194.117.57,5388. 375796.3
357.773775.917.744910.733.S388.4
*29.777.63777166013. 339.54610.1
5517.136.7479.777.6109019.8S9.77015.4
7516.549.36013. 739.51611575375.79019,8
9570,967.57516.549.3751503398.711575. 3
17076.478.99019.859.73518039.6118.514030.8
14531.995.411074.777.45077549314817538. 5
ISO39.6118.414030.897.17077560.518171046.7
77048.4144.817037.4111.99531077. 6717.775556.1
76057,7171.170044131,617038584.7753.47956S
30567.1700.773551. 7154.615043595.7786.333573.7
35077730.377059.4177.718550011037938584. 7

Перевод ватт в киловатты

Чтобы правильно воспользоваться таблицей зависимости сечения провода от мощности, важно правильно перевести ватты
в киловатты.

1 киловатт = 1000 ватт. Соответственно, чтобы получить значение в киловаттах, мощность в ваттах необходимо
разделить на 1000. Например, 4300 Вт = 4,3 кВт.

Примеры

Пример 1. Необходимо определить значения допустимых тока и мощности для медного провода с
диаметром жилы 2,3 мм. Напряжение питания – 220 В.

В первую очередь следует определить площадь сечения жилы. Сделать это можно по таблице или по формуле. В первом
случае получается значение 4 мм2, во втором – 4,15 мм2.

Расчетное значение всегда более точное, чем табличное.

С помощью таблицы зависимости сечения кабеля от мощности и тока, можно выяснить, что для сечения медной жилы
площадью 4,15 мм2 допустима мощность 7,7 кВт и ток 35 А.

Пример 2. Необходимо вычислить значения тока и мощности для алюминиевого многожильного провода.
Диаметр жилы – 0,2 мм, число проволок – 36, напряжение – 220 В.

В случае с многожильным проводом пользоваться табличными значениями нецелесообразно, лучше применить формулу
расчета площади сечения:

Теперь можно определить значения мощности и тока для многожильного алюминиевого провода сечением 2,26
мм2. Мощность – 4,1 кВт, ток – 19 А.

Зависимость сечения кабеля и провода от токовых нагрузок и мощности

При проектировании схемы любой электрической установки и монтаже, выбор сечения проводов и кабелей является обязательным этапом. Чтобы правильно подобрать силовой провод нужного сечения, необходимо учитывать величину максимального потребления.

Сечения проводов измеряется в квадратных милиметрах или «квадратах». Каждый «квадрат» алюминиевого провода способен пропустить через себя в течение длительного времени нагреваясь до допустимых пределов максимум  — только 4 ампера, а медный провода  10 ампер тока. Соответственно, если какой-то электропотребитель потребляет мощность равную 4 киловаттам (4000 Ватт), то при напряжении 220 вольт сила тока будет равна 4000/220=18,18 ампер и для его питания достаточно подвести к нему электричество медным проводом сечением 18,18/10=1,818 квадрата. Правда в этом случае провод будет работать на пределе своих возможностей, поэтому следует взять запас по сечению в размере не менее 15%. Получим 2,091 квадрата. И теперь подберем ближайший провод стандартного сечения. Т.е. к этому потребителю мы должны вести проводку медным проводом сечением 2 квадратных миллиметра именуемого нагрузкой тока. Значения токов легко определить, зная паспортную мощность потребителей по формуле: I = Р/220. Алюминиевый провод будет соответственно в 2,5 раза толще.

Из расчета достаточной механической прочности открытая силовая проводка обычно выполняется проводом с сечением не менее 4 кв. мм. Если требуется с большей точностью знать длительно допустимую токовую нагрузку для медных проводов и кабелей, то можно воспользоваться таблицами.
















Медные жилы проводов и кабелей

Сечение токопроводящей жилы, мм.Напряжение, 220 ВНапряжение, 380 В
ток, Амощность, кВтток, Амощность, кВт
1,5194,11610,5
2,5275,92516,5
4388,33019,8
64610,14026,4
107015,45033,0
168518,77549,5
2511525,39059,4
3513529,711575,9
5017538,514595,7
7021547,3180118,8
9526057,2220145,2
12030066,0260171,6















Алюминиевые жилы проводов и кабелей

Сечение токопроводящей жилы, мм.Напряжение, 220 ВНапряжение, 380 В
ток, Амощность, кВтток, Амощность, кВт
2,5204,41912,5
4286,12315,1
6367,93019,8
105011,03925,7
166013,25536,3
258518,77046,2
3510022,08556,1
5013529,711072,6
7016536,314092,4
9520044,0170112,2
12023050,6200132,0





























Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами к примеру кабель МКЭШВнг

Сечение токопроводящей жилы, мм.ОткрытоТок, А, для проводов проложенных в одной трубе
Двух одножильныхТрех одножильныхЧетырех одножильныхОдного двухжильногоОдного трехжильного
0,511
0,7515
1171615141514
1,2201816151614,5
1,5231917161815
2262422202319
2,5302725252521
3343228262824
4413835303227
5464239343731
6504642404034
8625451464843
10807060505550
161008580758070
251401151009010085
35170135125115125100
50215185170150160135
70270225210185195175
95330275255225245215
120385315290260295250
150440360330
185510
240605
300695
400830
























Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм.ОткрытоТок, А, для проводов проложенных в одной трубе
Двух одножильныхТрех одножильныхЧетырех одножильныхОдного двухжильногоОдного трехжильного
2211918151714
2,5242019191916
3272422212218
4322828232521
5363230272824
6393632303126
8464340373832
10605047394238
16756060556055
251058580707565
3513010095859575
50165140130120125105
70210175165140150135
95255215200175190165
120295245220200230190
150340275255
185390
240465
300535
400645





















Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной,

найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных

Сечение токопроводящей жилы, мм.Ток*, А, для проводов и кабелей
одножильныхдвухжильныхтрехжильных
при прокладке
в воздухев воздухев землев воздухев земле
1,52319331927
2,53027442538
44138553549
65050704260
1080701055590
161009013575115
2514011517595150
35170140210120180
50215175265145225
70270215320180275
95325260385220330
120385300445260385
150440350505305435
185510405570350500
240605

* Токи относятся к кабелям и проводам с нулевой жилой и без нее.




















Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных

Сечение токопроводящей жилы, мм.Ток, А, для проводов и кабелей
одножильныхдвухжильныхтрехжильных
при прокладке
в воздухев воздухев землев воздухев земле
2,52321341929
43129422738
63838553246
106055804270
1675701056090
251059013575115
3513010516090140
50165135205110175
70210165245140210
95250200295170255
120295230340200295
150340270390235335
185390310440270385
240465

Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по данной таблице как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.








Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки
Сечение медных жил проводов и кабелей, кв.ммДопустимый длительный ток нагрузки для проводов и кабелей, АНоминальный ток автомата защиты, АПредельный ток автомата защиты, АМаксимальная мощность однофазной нагрузки при U=220 BХарактеристика примерной однофазной бытовой нагрузки
1,51910164,1группа освещения и сигнализации
2,52716205,9розеточные группы и электрические полы
43825328,3водонагреватели и кондиционеры
646324010,1электрические плиты и духовые шкафы
1070506315,4вводные питающие линии

В таблице приведены данные на основе ПУЭ, для выбора сечений кабельно-проводниковой продукции, а также номинальных и максимально возможных токов автоматов защиты, для однофазной бытовой нагрузки чаще всего применяемой в быту.






Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях
Наименование линийНаименьшее сечение кабелей и проводов с медными жилами, кв.мм
Линии групповых сетей1,5
Линии от этажных до квартирных щитков и к расчетному счетчику2,5
Линии распределительной сети (стояки) для питания квартир4

Надеемся данная информация была полезна для Вас. Мы же напоминаем что у нас Вы можете купить кабель МКЭКШВнг отличного качества по низкой цене.

Сечение провода – как выбрать по току или мощности

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 мм2, 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 мм2, 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 вычислить по его диаметру. Достаточно величину диаметра жилы провода умножить саму на себя и на 0,785. Для вычисления 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.

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 неизвестен 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 неизвестна, 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.

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.

Выбор сечения медного провода по мощности

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 нижеприведенной таблицей.

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.

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 мм2, с учетом вышеизложенного 1,0 / 1,75 = 0,5 мм2. Следовательно, для подключения электродвигателя мощностью 2,0 кВт к трехфазной сети 380 В понадобится медный трехжильный кабель с сечением каждой жилы 0,5 мм2.

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 мм2 при подключении обмоток электродвигателя по схеме «треугольник» или 0,15 мм2 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 мм2. 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 мм2.

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.

При прокладке квартирной электропроводки, как правило, возникает вопрос и о выборе автоматического выключателя, или, как его часто называют, автомата. Этот вопрос и о выборе счетчика, УЗО, дифференциального автомата подробно освещен в статье сайта «Об электрическом счетчике, УЗО и автоматах защиты».

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 мм2, а нужен по расчетам 10 мм2. 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

Калькулятор для вычисления сечения одножильного 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 мм2, после округления получим 0,2 мм2. Так как у нас в проводе 15 проволочек , то для определения сечения кабеля нужно перемножить эти числа. 0,2 мм2×15=3 мм2. 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 мм2. По таблице (смотри ниже) определяем, что данный многожильный провод выдержит ток величиной до 20 А.

Рассчитать сечение многожильного провода удобно с помощью онлайн калькулятора, достаточно ввести диаметр одной проволочки и количество жил в многожильном проводе.

Александр Владимирович 01.09.2015

Добрый день! Александр Николаевич!

Во-первых, большое спасибо за сайт и большое количество полезной информации, я много проводки проложил на даче своими руками и прочитав Вашу статью понял, что не все делал правильно и скоро придется переделывать кое-что, спасибо.

Сейчас у меня очень больной вопрос, делаем ремонт в квартире. Рабочие проложили всю проводку трехжильным медным кабелем, утверждая, что это кабель 3×2,5, никакой маркировки на нем нет. Я померил диаметр жилы, оказалось 1,2 мм. Пошел в магазин и мне показали другой провод с медной жилой и маркировкой 3×2,5, померили диаметр жилы, тоже 1,2 мм.

По всем таблицам, что я нашел в интернете и из Ваших статей следует, что при диаметре жилы 1,2 мм — сечение 1,2 мм2 – ток автомата 6 А и этот провод никак не подходит для розеток в квартире и уж тем более на кухне, где будет стоять стиральная машина и другие кухонные электроприборы большой мощности.

Может я чего не понял и ребята молодцы и провод диаметром 1,2 мм то, что нужно и мне не надо заставлять их перекладывать все проводом диаметром 1,8 мм, что соответствует (согласно Вашей статьи и здравого смысла) сечению 2,5 мм2.

Очень прошу ответить, заранее спасибо.

Александр

Здравствуйте, Александр Владимирович!

В магазинах часто бывает, что маркировка сечения провода не соответствует действительности, сталкивался в жизни неоднократно.
Для диаметра провода 1,2 мм, номинальный ток 6 А, максимально допустимый до 10 А ( это 2,2 кВт). Поэтому для освещения и слабонагруженных розеток в комнатах вполне пойдет. Даже для утюга, хоть он и потребляет мощность 2 кВт, но включен не больше половины времени работы, то есть средняя потребляемая мощность его составляет 1 кВт. Стиральная машина тоже потребляет мощность 2 кВт, пока нагревается вода, а далее всего 300 Вт и только в момент вращения барабана. Таким образом, если одновременно не включать сразу несколько мощных электроприборов, то Ваша электропроводка вполне выдержит нагрузку.

Но для себя я бы все же выполнил доработку, проложив к розеткам, к которым будут подключаться мощные приборы прямой провод диаметром 1,8 мм, а если не хочется демонтировать уже проложенный провод, проложить к розеткам параллельно проложенному еще один двужильный кабель с диаметром жил 1,2 мм. Затраты небольшие, зато будет исключена перегрузка электропроводки для любого случая подключения электроприборов.

При параллельном соединении приводов новое сечение будет равно сумме сечений каждого, то есть в вашем случае 2,26 мм2, что обеспечит номинальный ток нагрузки до 16 А, автомат тогда понадобиться тоже на 16 А.

Александр Владимирович

Большое спасибо все понял, усилим силовые розетки дополнительным проводом. Еще раз огромное спасибо за оперативный ответ, Вы мне очень помогли.


С уважением, Александр.

Виктор 24.03.2016

Здравствуйте, Александр Николаевич!

Прошу заранее прощения за некоторую бестолковость. Вопрос такого плана. Хочу проложить проводку на лоджию для освещения при помощи одной длинной круглой люминесцентной лампы типа L36W/765 и подключения розетки для зарядки (время от времени) автомобильного аккумулятора 12V (55-60 А/ч). Достаточно ли будет для этого провода ПВС (МБ) 2×1,5?

Буду очень признателен за ответ. Спасибо.

Александр

Здравствуйте, Виктор!

Предполагаемая максимальная нагрузка перечисленных электроприборов составляет не более 200 Вт, что создаст ток потребления 1 А. Провод ПВС (МБ) 2×1,5 рассчитан на ток до 10 А, что позволит подключать дополнительно электрочайник, или утюг и даже стиральную машину. Так что сечения более чем достаточно.

Виктор

Спасибо за ответ. Так может будет достаточно провода ШВВП 2×0,5? Или нужно все же сечение побольше?

Александр

Для светильника и зарядного устройства достаточно, но я всегда советую выбирать провод с запасом, так как неизвестно, что завтра потребуется подключать. Чем сечение больше, тем лучше.

Виталий 02.12.2020

Вы несуразицу написали в первых двух таблицах, где приведены данные по медным и алюминиевым проводам: по Вашему проводимость алюминия лучше или равна меди?

Чушь полная. Проверьте и исправьте.

Александр

Здравствуйте, Виталий. Спасибо за сообщение.

Очевидно данные в таблице вы изучили, а вот комментарии не читали.

Под таблицей по выбору медного провода для электропроводки есть уточнение: «Приведенные мною данные в таблице основаны на личном опыте и гарантируют надежную работу электропроводки при самых неблагоприятных условиях ее прокладки и эксплуатации». Таким образом если выбрать сечение провода по моей таблице, то можно не задумываться о параметрах окружающей среды и способе прокладки электропроводки.

Например, провод может проходить рядом с батареей отопления или печкой в доме, на внешней южной стороне дома, где солнце может разогревать стену до 60°С.

Таблица нагрузочной способности алюминиевой электропроводки предназначена для оценки нагрузочной способности уже давно проложенной в квартире электропроводки, для того, чтобы узнать, приборы какой мощности допустимо к ней подключать.

Сегодня прокладывать электропроводку из алюминиевых проводов считаю плохой идеей, и допускаю такой вариант только в безвыходном случае. Поэтому этот вопрос в статье в деталях и не рассматривается.

Данияр 24.12.2020

Здравствуйте, у меня вопрос по подбору вводного кабеля, не могу подобрать.

Подключаемые нагрузки разные, есть и 6 кВт, 2,2 кВт, 7 кВт. В общем суммарная мощность составляет 30 кВт. У меня трехфазный ввод со сборки, все подключаемые нагрузки однофазные, я их раскидаю по трем фазам равномерно. Помогите выбрать сечение провода на ввод.

Александр

Здравствуйте, Данияр!

Сечение провода зависит от металла, из которого он сделан, длины кабеля и способа его прокладки (по воздуху или в земле). В дополнение, маловероятно, что будут включены все приборы одновременно и нагрузка на проводку длительное время составит 30 кВт.

С учетом вышесказанного для жил медного провода сечение при мощности 30 кВт должно быть не менее 10 мм2. Если брать кабель из алюминиевых проводов, то сечение должно быть не менее 16 мм2.

При любых сомнениях нужно помнить, что чем сечение провода больше, тем он меньше будет греться и впустую тратится электроэнергия.

Валерий 26.12.2020

Здравствуйте, Александр Николаевич.

Много лет пользуюсь простой и надеждой формулой выбора сечения проводов независимо от условий и важности, безопасности. Для меди: 1 мм2 — 2 кВт нагрузки; для алюминиевого провода: 1 мм2 — 1 кВт нагрузки. Это касается всех видов проводов: одножильных и многожильных. Ни разу не подводила и легко запомнить.

Хотелось бы услышать Ваш отзыв. Спасибо.

Александр

Здравствуйте, Валерий.

Ваша формула подходит только для частного случая прокладки электропроводки в квартире для переменного напряжения 220 В. По требованиям правил ПЭУ сечение электропроводки определяется исходя из величины протекающего через провода тока. Вы же опираетесь на потребляемую мощность, что неправильно.

Возьмем автомобильную электропроводку с напряжением бортовой сети 12 В. При потребляемой мощности прибором 2 кВт по проводам потечет ток: 2000Вт/12В=167А. При таком токе медный провод сечением 1 мм2 расплавиться мгновенно.

В России принято считать допустимым током на провод сечением 1 мм2 при нормальных условиях эксплуатации 10 А. Это повелось с тех времен, когда киловатт электроэнергии стоил 4 копейки и потери на проводах никого не волновали. Ведь при больших токах провода существенно нагреваются и это счетчик учитывает.

В Японии и некоторых других странах считают допустимой нагрузкой для медного провода сечением 1 мм2 ток 6 А и это связано не только с надежностью, но и экономией электроэнергии.

Поэтому, с учетом выше сказанного, я бы скорректировал Вашу формулу для бытовой электропроводки 220 В. При нагрузке до 2 кВт для меди и до 1 кВт для алюминиевого выбирать для прокладки электропроводки провод сечением 1,5 мм2.

Выбор мощности, тока и сечения проводов и кабелей


Выбор мощности, тока и сечения проводов и кабелей

Значения токов легко определить, зная паспортную мощность потребителей по формуле: I = Р/220. Зная суммарный ток всех потребителей и учитывая соотношения допустимой для провода токовой нагрузки ( открытой проводки) на сечение провода:

  • для медного провода 10 ампер на миллиметр квадратный,
  • для алюминиевого 8 ампер на миллиметр квадратный, можно определить, подойдет ли имеющийся у вас провод или же необходимо использовать другой.

При выполнении скрытой силовой проводки (в трубке или же в стене) приведенные значения уменьшаются умножением на поправочный коэффициент 0,8. Следует отметить, что открытая силовая проводка обычно выполняется проводом с сечением не менее 4 кв. мм из расчета достаточной механической прочности.

Приведенные выше соотношения легко запоминаются и обеспечивают достаточную точность для использования проводов. Если требуется с большей точностью знать длительно допустимую токовую нагрузку для медных проводов и кабелей, то можно воспользоваться нижеприведенными таблицами.

В следующей таблице сведены данные мощности, тока и сечения кабельно-проводниковых материалов, для расчетов и выбора зашитных средств, кабельно-проводниковых материалов и электрооборудования.


Медные жилы, проводов и кабелей


Алюминиевые жилы, проводов и кабелей


Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами.


Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами.


Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами

Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных.

* Токи относятся к проводам и кабелям с нулевой жилой и без нее.


Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами

Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных.

Примечание. Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по данной таблице как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.


Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки.

В таблице приведены данные на основе ПУЭ, для выбора сечений кабельно-проводниковой продукции, а также номинальных и максимально возможных токов автоматов защиты, для однофазной бытовой нагрузки чаще всего применяемой в быту.

Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях.

Рекомендуемое сечение силового кабеля в зависимости от потребляемой мощности:

  • Медь, U = 220 B, одна фаза, двухжильный кабель

Р, кВт

1

2

3

3,5

4

6

8

I, A

4,5

9,1

13,6

15,9

18,2

27,3

36,4

Сечение токопроводящей жилы, мм2

1

1

1,5

2,5

2,5

4

6

Макс. допустимая длина кабеля при указанном сечении, м*

34,6

17,3

17,3

24,7

21,6

23

27

  • Медь, U = 380 B, три фазы, трехжильный кабель

Р, кВт

6

12

15

18

21

24

27

35

I, A

9,1

18,2

22,8

27,3

31,9

36,5

41

53,2

Сечение токопроводящей жилы, мм2

1,5

2,5

4

4

6

6

10

10

Макс. допустимая длина кабеля при указанном сечении, м*

50,5

33,6

47,6

39,7

51

44,7

66,2

51

* величина сечения может корректироваться в зависимости от конкретных условий прокладки кабеля


Мощность нагрузки в зависимости от номинального тока автоматического выключателя и сечения кабеля.

Наименьшие сечения токопроводящих жил проводов и кабелей в электропроводках.

Сечение жил, мм2

Проводники

медных

алюминиевых

Шнуры для присоединения бытовых электроприемников

0,35

Кабели для присоединения переносных и передвижных электроприемников в промышленных установках

0,75

Скрученные двухжильные провода с многопроволочными жилами для стационарной прокладки на роликах

1

Незащищенные изолированные провода для стационарной электропроводки внутри помещений:

непосредственно по основаниям, на роликах, клицах и тросах

1

2,5

на лотках, в коробах (кроме глухих):

для жил, присоединяемых к винтовым зажимам

1

2

для жил, присоединяемых пайкой:

однопроволочных

0,5

многопроволочных (гибких)

0,35

на изоляторах

1,5

4

Незащищенные изолированные провода в наружных электропроводках:

по стенам, конструкциям или опорам на изоляторах;

2,5

4

вводы от воздушной линии

под навесами на роликах

1,5

2,5

Незащищенные и защищенные изолированные провода и кабели в трубах, металлических рукавах и глухих коробах

1

2

Кабели и защищенные изолированные провода для стационарной электропроводки (без труб, рукавов и глухих коробов):

для жил, присоединяемых к винтовым зажимам

1

2

для жил, присоединяемых пайкой:

однопроволочных

0,5

многопроволочных (гибких)

0,35

Защищенные и незащищенные провода и кабели, прокладываемые в замкнутых каналах или замоноличенно (в строительных конструкциях или под штукатуркой)

1

2

Продукция:

Услуги:


НОВИНКА

ECOLED-100-105W-
13600-D120 CITY
Светильник используют для освещения территорий предприятий, автостоянок, дворов, складских и производственных помещений.
ПОДРОБНЕЕ

Как определить сечение провода или жил кабеля: 7 способов

При монтаже электропроводки необходимо следить за тем, чтобы реальное сечение проводника соответствовало заложенному в проекте, так как этот параметр определяет сопротивление электрическому току, а при несоответствии возникнет перегрев и угроза возгорания. На практике встречаются такие ситуации, когда приобретенный провод вообще не маркирован или у электромонтажника возникают сомнения по поводу соответствия заявленных характеристик фактическим. В таком случае нужно знать, как определить сечение провода на месте проведения работ.

Почему возникает несоответствие?

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

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

Способы определения сечения провода пошагово

Существует несколько способов для измерения сечения по диаметру жилы. Если провод одножильный, то замеры будут производиться сразу на нем, а вот из бухты кабеля необходимо выпутать один проводник. После этого его очищают от изоляции, чтобы остался только металл.

Рис. 1. Удаление изоляции с провода

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

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

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

Рис. 2. Диаметр провода

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

По диаметру с помощью штангенциркуля или микрометра

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

Рис. 3: Провод и микрометр

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

Рис. 4. Измерение микрометром

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

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

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

По диаметру с помощью карандаша или ручки

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

Рис. 5: Определение сечения карандашом

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

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

По диаметру с помощью линейки

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

Рис. 6: Подготовка бумаги для замера

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

Рисунок 7: Обматывание бумагой провода

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

Рисунок 8: измерение при помощи линейки

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

По диаметру с помощью готовых таблиц

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

Таблица 1: определение сечения через диаметр провода

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

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

По мощности или току

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

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

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

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

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

Таблица 4: для определения сечения жил из алюминиевого провода

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

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

Расчет сечения многожильного провода

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

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

Расчет сечения кабеля с помощью онлайн калькуляторов

Советы от электрика

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

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

Как определить соответствие параметров?

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

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

Видео версия

Сечение кабеля по диаметру | Заметки электрика

Здравствуйте, дорогие посетители сайта «Заметки электрика».

Эта статья про то, как самостоятельно можно определить сечение кабеля по диаметру.

В прошлой своей статье про провод ПУНП я говорил Вам, что напишу серию статей как правильно выбрать марку и купить кабели и провода.

Так вот данная статья тоже имеет прямое отношение к этой теме.

Зачем нам нужно определять сечение кабеля или провода по его диаметру?

А нужно нам это по нескольким причинам.

1. Нет бирки на бухте провода или кабеля

Встречаются ситуации, когда на бухте кабеля или провода отсутствует бирка с его сечением и прочими характеристиками. Конечно, я как опытный электрик, который практически ежедневно сталкиваюсь с этим, могу определить сечение провода или кабеля «на глаз». Но скажу честно, иногда бывает и так, что определить сечение очень затруднительно.

2. Покупка проводов и кабелей

Второй причиной, служит покупка этих самых проводов и кабелей. Все Вы знаете, и не раз я Вам об этом рассказывал, что в современных рыночных отношениях кабельная и проводниковая продукция «иногда» не соответствует требованиям современных ГОСТов. Но об этом поговорим подробнее в следующих статьях. Кому интересно, то подписывайтесь на получение уведомлений о выходе новых статей на сайте.

Итак, как же определить сечение жил кабеля или провода по его диаметру?

Способ №1

Первый способ применяется для определения сечения жил однопроволочного кабеля или провода.

Для этого нам необходимо с помощью обычного штангенциркуля или микрометра произвести измерение диаметра жилы кабеля (провода) без изоляции. Микрометра у меня нет, а вот штангенциркуль в моем инструменте электрика присутствует всегда.

В качестве примера я приведу определение сечения жилы кабеля ВВГнг двумя способами. В итоге сравним полученные результаты.

Вот этот кабель.

Разделываем кабель и разводим жилы.

Берем одну жилку (я взял синюю) и зачищаем ее, т.е. снимаем изоляцию жилы. Для снятия изоляции лично я пользуюсь стриппером Книпекс 12 40 200 — рекомендую.

С помощью штангенциркуля производим замер диаметра этой жилы.

У меня получилось, что диаметр измеренной жилы равен 1,8 (мм).

Далее в нижеприведенную формулу расчета площади круга подставляем полученное значение диаметра.

Полученное значение 2,54 (кв.мм) — это и есть фактическое сечение жил нашего кабеля.

Способ №2

Второй способ применяется для определения сечения жил однопроволочного кабеля или провода по его диаметру без использования штангенциркуля или микрометра. Этот способ я считаю более сложным и трудоемким.

Лучше все таки воспользоваться первым способом, т.к. он проще и более точный.

Но если нет в наличии штангенциркуля или микрометра, то остается применить только второй способ. Для этого нам потребуется карандаш или ручка. Я воспользовался карандашом, но лучше взять ручку или что то более жесткое.

Все делается аналогично.

Разделываем кабель произвольной длины и откусываем любую жилу (я опять взял синюю жилку).

С провода этой жилы снимаем слой изоляции. А затем провод наматываем на карандаш.

Лучше намотать побольше витков — так измерение будет точнее. Саму намотку выполняем таким образом, чтобы виток плотно прилегал к другому витку (без зазоров).

Вот, что у меня получилось.

Далее считаем количество получившихся витков. У меня получилось 10 витков.

После этого измеряем длину намотки.

Длина намотки составляет 18 (мм).

Далее необходимо длину намотки разделить на количество витков.

Получаем 1,8 (мм). Это и есть искомый диаметр жилы.

Диаметр жилки интересующего нас кабеля ВВГнг известен. А теперь по уже известной нас формуле определяем фактическое его сечение.

Т.к. диаметр жилы обоими способами получился одинаковый, то соответственно, и сечение их одинаковое.

Что и требовалось доказать.

Способ №3

Третий способ применяется для определения сечения жил многопроволочного (гибкого) кабеля или провода.

Сначала необходимо распушить жилу и посчитать в ней количество жилок. Дальше действуем аналогично по первому способу, определяя диаметр одной жилки с помощью штангенциркуля.

Например, количество жилок в пучке составляет 12 штук.

Измерив диаметр одной жилки, мы получили значение 0,4 (мм).

Опять же, применив формулу расчета площади круга, рассчитаем сечение одной жилки в пучке.

А теперь рассчитаем сечение всего многожильного провода, умножив полученное сечение 0,125 (кв.мм) на количество жилок в пучке.

Полученное значение 1,5 (кв.мм) — это и есть фактическое сечение жилки гибкого кабеля или провода.

Способ №4

Четвертый способ применяется для определения сечения жил многопроволочного (гибкого) кабеля или провода без применения штангенциркуля или микрометра.

Делаем все действия, согласно описанного выше способа №2. Разница заключается лишь в том, что на карандаш необходимо наматывать одну жилку из пучка.

Определив диаметр одной жилки из пучка интересующего нас гибкого кабеля или провода, находим его фактическое сечение по алгоритму способа №3.

P.S. Я Вам попытался наглядно продемонстрировать распространенные способы определения сечения кабеля по диаметру. Если возникли вопросы, то задавайте их в комментариях. В следующих статьях я расскажу Вам, что делать с полученным сечением жилы кабеля или провода, и  как узнать, что оно соответствует действующим ГОСТам или нет.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Сечение кабеля (провода) по току и мощности таблица

При прокладке электропроводки в частном доме или квартире важно правильно подобрать сечение используемых проводов (кабелей). Если взять слишком толстый кабель (большого сечения) — это «влетит вам в копеечку», так как его цена сильно зависит от диаметра токопроводящих жил. Применение же тонкого кабеля, приводит к его перегрузке и, при несрабатывании защиты, перегреву, оплавлению изоляции, короткому замыканию и пожару. Правильным будет выбор сечения провода в зависимости от тока, что отражено в приведенных ниже таблицах.

Сечение кабеля

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

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

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

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

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

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

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

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

Таблица нагрузок по сечению кабеля:

Сечение кабеля, 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.

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.

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.

Расчет сечения медных проводов и кабелей

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

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

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

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

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

Питание всей осветительной нагрузки выполняется проводом сечением 1.5 мм2.

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

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

Сечение кабеля по мощности (таблица)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Общепринятые сечения для проводки в квартире

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

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

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

Выбор сечения провода исходя из количества потребителей

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

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

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

Токовые нагрузки в сетях с постоянным током

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

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

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

U = ((p l) / S) I

    где:

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

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

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

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

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

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

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

Что необходимо для расчёта по нагрузке

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

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

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

Для однофазной сети напряжением 220 В:

    Где:

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

Для трёхфазной сети напряжением 380 В:

Наименование 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, мм
Медные 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, мм
Алюминиевые 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

Расчёт для помещений

Предыдущий расчёт позволил точно вычислить материал и сечение вводного кабеля, по которому будет идти общая максимальная нагрузка. Теперь следует произвести аналогичные расчёты по каждому помещению и его группам. И вот почему: нагрузка на розеточные группы может значительно отличаться.

Так, розетки с подключённой стиральной машиной и феном нагружены гораздо больше, чем розетка для миксера и кофеварки на кухне. Поэтому не стоит «упрощать» задачу, без раздумий укладывая провод сечением 2,5 квадрата на розетки, так как иногда этого просто не хватит.

Следует помнить, что суммарная нагрузка в помещении состоит из 1) силовой и 2) осветительной. И если с осветительной нагрузкой всё ясно – она выполняется медным проводом с сечением в 1,5 мм кв., то с розетками не так всё просто.

Следует помнить, что обычно кухня и ванная комната – наиболее «нагруженные» линии, так как именно там расположены холодильник, электрочайник, бойлер, микроволновка, а иногда и стиральная машинка. Поэтому лучше всего распределить эту нагрузку по различным розеточным группам, а не использовать блок на 5-6 розеток.

Иногда от «специалистов» можно услышать, что для розеток в остальных помещениях достаточно и «кабеля-полторушки», однако выдели бы вы те чёрные полосы, видные из-под обоев, которые оставляет после себя прогоревший кабель после включения в него масляного обогревателя или тепловентилятора!

    Наиболее распространенные марки проводов и кабелей:

  1. ППВ — медный плоский двух- или трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой или неподвижной открытой проводки;
  2. АППВ — алюминиевый плоский двух- или трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой или неподвижной открытой проводки;
  3. ПВС — медный круглый, количество жил — до пяти, с двойной изоляцией для прокладки открытой и скрытой проводки;
  4. ШВВП – медный круглый со скрученными жилами с двойной изоляцией, гибкий, для подключения бытовых приборов к источникам питания;
  5. ВВГ — кабель медный круглый, до четырех жил с двойной изоляцией для прокладки в земле;
  6. ВВП — кабель медный круглый одножильный с двойной ПВХ (поливинилхлорид) изоляцией, П — плоский (токопроводящие жилы расположены в одной плоскости).

Площадь поперечного сечения к диаметру пересечение круга пересечение диаметр поперечного сечения электрический кабель формула проводника диаметр провода и расчетное сечение провода AGW American Wire Gauge Толстая площадь сплошного провода формула удельное сопротивление многожильный провод литц длина ток

Площадь поперечного сечения к диаметру преобразование круг пересечение поперечное сечение диаметр электрический кабель формула проводника диаметр провода и сечение проводки и расчетное сечение AGW American Wire Gauge толщина сплошного провода формула удельное сопротивление многожильный провод длина литца ток — sengpielaudio Sengpiel Berlin

Преобразование и расчет — поперечное сечение <> диаметр

Диаметр кабеля по окружности площадь поперечного сечения и наоборот

электрический кабель , провод , провод , шнур ,
строка ,
проводка и веревка

Поперечное сечение — это просто двухмерный вид среза через объект.
Часто задаваемый вопрос: как преобразовать диаметр круглого провода d = 2 × r в площадь поперечного сечения круга
или площадь поперечного сечения A (плоскость среза) в диаметр кабеля d?
Почему значение диаметра больше, чем значение площади? Потому что это не то же самое.
Сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения провода.

Требуемое сечение электрической линии зависит от следующих факторов:
1) Номинальное напряжение. Чистая форма.(Трехфазный (DS) / AC (WS))
2) Предохранитель — резервный восходящий поток = Максимально допустимый ток (А)
3) По графику передаваемая мощность (кВА)
4) Длина кабеля в метрах (м)
5) Допустимое падение напряжения (% от номинального напряжения)
6) Материал линии. Медь (Cu) или алюминий (Al)

Используемый браузер не поддерживает JavaScript.
Вы увидите программу, но функция работать не будет.

«Единицей» обычно являются миллиметры, но также могут быть дюймы, футы, ярды, метры (метры),
или сантиметры, если за площадь принять квадрат этой меры.

Литц-провод (многожильный провод), состоящий из множества тонких проводов, требует на 14% большего диаметра по сравнению со сплошным проводом.

Площадь поперечного сечения не диаметр.

Поперечное сечение — это площадь.
Диаметр — это линейная мера.
Это не может быть то же самое.

Диаметр кабеля в миллиметрах
— это не поперечное сечение кабеля в
квадратных миллиметрах.

Поперечное сечение или площадь поперечного сечения — это площадь такого разреза.
Это не обязательно должен быть круг.

Имеющийся в продаже размер провода (кабеля) как площадь поперечного сечения:
0,75 мм 2 , 1,5 мм 2 , 2,5 мм 2 , 4 мм 2 , 6 мм 2 , 10 мм 2 , 16 мм 2 .

Расчет поперечного сечения A, ввод диаметра d = 2 r:

r = радиус провода или кабеля
d = 2 r = диаметр провода или кабеля

Расчет диаметра d = 2 r, входящего в сечение A:

Жила (электрокабель)

Есть четыре фактора, которые влияют на сопротивление проводника:
1) площадь поперечного сечения проводника A, рассчитанная по диаметру d
2) длина проводника
3) температура в проводнике
4) материал проводника

Не существует точной формулы для минимального сечения провода из максимальной силы тока .
Это зависит от многих обстоятельств, таких как, например, если расчет выполняется для постоянного, переменного тока или
даже для трехфазного тока, отпускается ли кабель свободно или проложен под землей
. Кроме того, это зависит от температуры окружающей среды, допустимой плотности тока и допустимого падения напряжения
, а также от наличия одножильного или гибкого провода. И всегда есть хороший, но неудовлетворительный совет
использовать по соображениям безопасности более толстый и, следовательно, более дорогой кабель
.Часто задаваемые вопросы касаются падения напряжения на проводах.

Падение напряжения Δ В

Формула падения напряжения с удельным сопротивлением (удельным сопротивлением) ρ (rho):

Δ V = I × R = I × (2 × l × ρ / A)

I = ток в амперах
l = длина провода (кабеля) в метрах (умноженная на 2, потому что всегда есть обратный провод)
ρ = rho, удельное электрическое сопротивление (также известное как удельное электрическое сопротивление или объемное удельное сопротивление
) медь = 0.01724 Ом × мм 2 / м (также Ом × м)
(Ом для длины l = 1 м и A = 1 мм 2 площадь поперечного сечения провода) ρ = 1 / σ
A = Площадь поперечного сечения в мм 2
σ = сигма, электрическая проводимость (электропроводность) меди = 58 S · м / мм 2

Количество сопротивлений
R = сопротивление Ом
ρ = удельное сопротивление Ом × м
l = двойная длина кабеля м
A = поперечное сечение мм 2

Производная единица измерения удельного электрического сопротивления ρ в системе СИ равна Ω × м, сокращенная от
прозрачный Ω × мм / м.
Электропроводность, обратная величине удельного электрического сопротивления.

Электропроводность и удельное электрическое сопротивление κ или σ = 1 / ρ
Электропроводность и электрическое сопротивление
ρ = 1/ κ = 1/ σ

Разница между удельным электрическим сопротивлением и электропроводностью

Проводимость в сименсах обратно пропорциональна сопротивлению в омах.

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
Калькулятор работает в обоих направлениях знака .

Значение электропроводности (проводимости) и удельного электрического сопротивления
(удельное сопротивление) зависит от температуры материала постоянной. Чаще всего его дают при 20 или 25 ° C.

Сопротивление = удельное сопротивление x длина / площадь

Удельное сопротивление проводников изменяется в зависимости от температуры.
В ограниченном температурном диапазоне это примерно линейно:

, где α — температурный коэффициент, T — температура, а T 0 — любая температура,
, например, T 0 = 293,15 K = 20C, при которой электрическая удельное сопротивление ρ (T 0 ) известно.

Преобразование сопротивления в электрическую проводимость
Преобразование обратного сименса в ом
1 Ом [Ом] = 1 / сименс [1 / S]
1 сименс [S] = 1 / Ом [1 / Ом]

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
Калькулятор работает в обоих направлениях знака .

1 миллисименс = 0,001 МО = 1000 Ом

Математически проводимость является обратной или обратной величине сопротивления:

Символом проводимости является заглавная буква «G», а единицей измерения является
мхо, что означает «ом», записанное в обратном порядке. Позже блок mho был заменен блоком
на блок Siemens — сокращенно буквой «S».

Калькулятор: закон Ома

Таблица типовых кабелей для громкоговорителей

Диаметр кабеля d 0.798 мм 0,977 мм 1,128 мм 1,382 мм 1.784 мм 2,257 мм 2,764 мм 3,568 мм
Номинальное сечение кабеля A 0,5 мм 2 0,75 мм 2 1,0 мм 2 1,5 мм 2 2,5 мм 2 4,0 мм 2 6,0 мм 2 10,0 мм 2
Максимальный электрический ток 3 А 7.6 А 10,4 А 13,5 А 18,3 А 25 А 32 А

Всегда учитывайте, что поперечное сечение должно быть больше при большей мощности и большей длине
кабеля, но также и с меньшим импедансом. Вот таблица, в которой указаны возможные потери мощности.

Длина кабеля
в м
Сечение
в мм 2
Сопротивление
Ом
Потеря мощности при Коэффициент демпфирования при
Импеданс
8 Ом
Импеданс
4 Ом
Импеданс
8 Ом
Импеданс
4 Ом
1 0.75 0,042 0,53% 1,05% 98 49
1,50 0,021 0,31% 0,63% 123 62
2,50 0,013 0,16% 0,33% 151 75
4,00 0,008 0,10% 0,20% 167 83
2 0.75 0,084 1,06% 2,10% 65 33
1,50 0,042 0,62% 1,26% 85 43
2,50 0,026 0,32% 0,66% 113 56
4,00 0,016 0,20% 0,40% 133 66
5 0.75 0,210 2,63% 5,25% 32 16
1,50 0,125 1,56% 3,13% 48 24
2,50 0,065 0,81% 1,63% 76 38
4,00 0,040 0,50% 1,00% 100 50
10 0.75 0,420 5,25% 10,50% 17 9
1,50 0,250 3,13% 6,25% 28 14
2,50 0,130 1,63% 3,25% 47 24
4,00 0,080 1,00% 2,00% 67 33
20 0.75 0,840 10,50% 21,00% 9 5
1,50 0,500 6,25% 12,50% 15 7
2,50 0,260 3,25% 6,50% 27 13
4,00 0,160 2,00% 4,00% 40 20

Значения коэффициента демпфирования показывают, что осталось от принятого коэффициента демпфирования 200
в зависимости от длины кабеля, поперечного сечения и импеданса громкоговорителя.
Преобразование и расчет диаметра кабеля в AWG
и AWG в диаметр кабеля в мм — American Wire Gauge

Чаще всего мы используем четные числа, например 18, 16, 14 и т. Д.
Если вы получили нечетный ответ, например 17, 19 и т. Д., Используйте следующее меньшее четное число.

AWG означает American Wire Gauge и относится к прочности проводов.
Эти номера AWG показывают диаметр и, соответственно, поперечное сечение в виде кода.
Используются только в США. Иногда номера AWG можно найти также в каталогах
и технических данных в Европе.

Американский калибр проводов — диаграмма AWG

AWG
номер
46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34
Диаметр
дюйм
0.0016 0,0018 0,0020 0,0022 0,0024 0,0027 0,0031 0,0035 0,0040 0,0045 0,0050 0,0056 0,0063
Диаметр (Ø)
в мм
0,04 0,05 0,05 0,06 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0.13 0,14 0,16
Поперечное сечение
в мм 2
0,0013 0,0016 0,0020 0,0025 0,0029 0,0037 0,0049 0,0062 0,0081 0,010 0,013 0,016 0,020
AWG
номер
33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
Диаметр
дюйм
0.0071 0,0079 0,0089 0,0100 0,0113 0,0126 0,0142 0,0159 0,0179 0,0201 0,0226 0,0253 0,0285
Диаметр (Ø)
в мм
0,18 0,20 0,23 0,25 0,29 0,32 0,36 0,40 0,45 0,51 0.57 0,64 0,72
Поперечное сечение
в мм 2
0,026 0,032 0,040 0,051 0,065 0,080 0,10 0,13 0,16 0,20 0,26 0,32 0,41
AWG
номер
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8
Диаметр
дюйм
0.0319 0,0359 0,0403 0,0453 0,0508 0,0571 0,0641 0,0719 0,0808 0,0907 0,1019 0,1144 0,1285
Диаметр (Ø)
в мм
0,81 0,91 1.02 1,15 1,29 1,45 1,63 1,83 2,05 2.30 2.59 2,91 3,26
Поперечное сечение
в мм 2
0,52 0,65 0,82 1,0 1,3 1,7 2,1 2,6 3,3 4,2 5,3 6,6 8,4
AWG
номер
7 6 5 4 3 2 1 0
(1/0)
(0)
00
(2/0)
(-1)
000
(3/0)
(-2)
0000
(4/0)
(-3)
00000
(5/0)
(-4)
000000
(6/0)
(-5)
Диаметр
дюйм
0.1443 0,1620 0,1819 0,2043 0,2294 0,2576 0,2893 0,3249 0,3648 0,4096 0,4600 0,5165 0,5800
Диаметр (Ø)
в мм
3,67 4,11 4,62 5,19 5,83 6,54 7,35 8,25 9,27 10,40 11.68 13,13 14,73
Поперечное сечение
в мм 2
10,6 13,3 16,8 21,1 26,7 33,6 42,4 53,5 67,4 85,0 107,2 135,2 170,5

Как высокие частоты демпфируются длиной кабеля?

Учебное пособие по физике: электрическое сопротивление

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

Переменные, влияющие на электрическое сопротивление

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

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

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

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

Материал

Удельное сопротивление

(Ом • метр)

Серебро

1.59 х 10 -8

Медь

1,7 х 10 -8

Золото

2,2 х 10 -8

Алюминий

2,8 х 10 -8

Вольфрам

5.6 х 10 -8

Утюг

10 х 10 -8

Платина

11 х 10 -8

Свинец

22 х 10 -8

Нихром

150 х 10 -8

Карбон

3.5 х 10 -5

полистирол

10 7 — 10 11

Полиэтилен

10 8 — 10 9

Стекло

10 10 — 10 14

Твердая резина

10 13

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

Посмотрите!

Используйте виджет Resistivity of a Material для поиска удельного сопротивления данного материала. Введите название материала и нажмите кнопку Submit , чтобы узнать его удельное сопротивление.

Математическая природа сопротивления

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

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

Расследовать!

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

Проверьте свое понимание

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

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

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

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

Сопротивление и удельное сопротивление | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните понятие удельного сопротивления.
  • Используйте удельное сопротивление для расчета сопротивления материала указанной конфигурации.
  • Используйте термический коэффициент удельного сопротивления для расчета изменения сопротивления в зависимости от температуры.

Зависимость сопротивления от материала и формы

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

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

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

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

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

Таблица 1.Удельное сопротивление ρ различных материалов при 20º C
Материал Удельное сопротивление ρ (Ом м)
Проводники
Серебро 1. 59 × 10 −8
Медь 1. 72 × 10 −8
Золото 2. 44 × 10 −8
Алюминий 2. 65 × 10 −8
Вольфрам 5.6 × 10 −8
Утюг 9. 71 × 10 −8
Платина 10. 6 × 10 −8
Сталь 20 × 10 −8
Свинец 22 × 10 −8
Манганин (сплав Cu, Mn, Ni) 44 × 10 −8
Константан (сплав Cu, Ni) 49 × 10 −8
Меркурий 96 × 10 −8
Нихром (сплав Ni, Fe, Cr) 100 × 10 −8
Полупроводники
Углерод (чистый) 3.5 × 10 5
Углерод (3,5 — 60) × 10 5
Германий (чистый) 600 × 10 −3
Германий (1−600) × 10 −3
Кремний (чистый) 2300
Кремний 0,1–2300
Изоляторы
Янтарь 5 × 10 14
Стекло 10 9 -10 14
Люцит> 10 13
Слюда 10 11 -10 15
Кварц (плавленый) 75 × 10 16
Резина (твердая) 10 13 -10 16
Сера 10 15
тефлон> 10 13
Дерево 10 8 -10 11

Пример 1.Расчет диаметра резистора: нить накала фары

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

Стратегия

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

Обсуждение

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

Температурное изменение сопротивления

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

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

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

ρ = ρ 0 (1 + αΔT),

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

Таблица 2. Температурные коэффициенты удельного сопротивления α
Материал Коэффициент (1 / ° C)
Проводники
Серебро 3,8 × 10 −3
Медь 3,9 × 10 −3
Золото 3,4 × 10 −3
Алюминий 3.9 × 10 −3
Вольфрам 4,5 × 10 −3
Утюг 5,0 × 10 −3
Платина 3,93 × 10 −3
Свинец 3,9 × 10 −3
Манганин (сплав Cu, Mn, Ni) 0,000 × 10 −3
Константан (сплав Cu, Ni) 0,002 × 10 −3
Меркурий 0.89 × 10 −3
Нихром (сплав Ni, Fe, Cr) 0,4 × 10 −3
Полупроводники
Углерод (чистый) −0,5 × 10 −3
Германий (чистый) −50 × 10 −3
Кремний (чистый) −70 × 10 −3

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

R = R 0 (1 + αΔT)

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

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

Пример 2.Расчет сопротивления: сопротивление горячей нити

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

Стратегия

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

Обсуждение

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

Исследования PhET: сопротивление в проводе

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

Щелкните, чтобы запустить моделирование.

Сводка раздела

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

Концептуальные вопросы

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

2. Зависит ли сопротивление объекта от пути, по которому проходит ток? Рассмотрим, например, прямоугольный стержень — одинаково ли его сопротивление по длине и по ширине? (См. Рисунок 5.)

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

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

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

Задачи и упражнения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

11. Если принять постоянный температурный коэффициент удельного сопротивления, каков максимальный процент уменьшения сопротивления константановой проволоки, начиная с 20,0 ° C?

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

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

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

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

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

Сноски

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

Глоссарий

удельное сопротивление:
внутреннее свойство материала, независимо от его формы или размера, прямо пропорциональное сопротивлению, обозначаемое ρ

.

температурный коэффициент удельного сопротивления:
эмпирическая величина, обозначаемая α, которая описывает изменение сопротивления или удельного сопротивления материала при температуре

Избранные решения проблем и упражнения

1. 0,104 Ом

3.2,8 × 10 −2 м

5. 1,10 × 10 −3 A

7. от −5ºC до 45ºC

9. 1.03

11. 0,06%

13. −17ºC

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


3.3 Сопротивление и удельное сопротивление | Texas Gateway

Температурное изменение сопротивления

Удельное сопротивление всех материалов зависит от температуры. Некоторые даже становятся сверхпроводниками (нулевое сопротивление) при очень низких температурах.(См. Рисунок 3.14.) И наоборот, удельное сопротивление проводников увеличивается с увеличением температуры. Поскольку атомы колеблются быстрее и на больших расстояниях при более высоких температурах, электроны, движущиеся через металл, совершают больше столкновений, эффективно увеличивая удельное сопротивление. При относительно небольших изменениях температуры (около 100 ºC100 ºC размер 12 {«100» ° C} {} или меньше) удельное сопротивление ρρ размером 12 {ρ} {} изменяется с изменением температуры ΔTΔT размером 12 {DT} {}, как выражено в следующее уравнение

3.23 ρ = ρ0 (1 + αΔT), ρ = ρ0 (1 + αΔT), размер 12 {ρ = ρ rSub {size 8 {0}} \ («1» + αΔT \) «,»} {}

где ρ0ρ0 размер 12 {ρ rSub {размер 8 {0}}} {} — это исходное удельное сопротивление, а αα размер 12 {α} {} — температурный коэффициент удельного сопротивления. (См. Значения αα размера 12 {α} {} в Таблице 3.2 ниже.) Для более значительных изменений температуры размер αα 12 {α} {} может изменяться, или может потребоваться нелинейное уравнение для нахождения ρ.ρ. размер 12 {ρ} {} Обратите внимание, что αα размер 12 {α} {} положителен для металлов, что означает, что их удельное сопротивление увеличивается с температурой.Некоторые сплавы были разработаны специально, чтобы иметь небольшую температурную зависимость. Например, манганин (который состоит из меди, марганца и никеля) имеет размер αα 12 {α} {}, близкий к нулю (до трех цифр на шкале в Таблице 3.2), и поэтому его удельное сопротивление незначительно изменяется с температурой. Это может быть полезно для создания эталона сопротивления, не зависящего от температуры.

Рис. 3.14. Сопротивление образца ртути равно нулю при очень низких температурах — это сверхпроводник до примерно 4.2 К. Выше этой критической температуры его сопротивление делает резкий скачок, а затем почти линейно увеличивается с температурой.

Материал Коэффициент αα (1 / ° C)
Проводники
Серебро 3,8 × 10–33,8 × 10–3 размер 12 {3 «.» 8 раз по «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Медь 3.9 × 10–33,9 × 10–3 размер 12 {3 «.» 9 раз по «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Золото 3,4 × 10–33,4 × 10–3 размер 12 {3 «.» 4 раза по «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Алюминий 3,9 × 10–33,9 × 10–3 размер 12 {3 «.» 9 раз по «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Вольфрам 4,5 × 10–34,5 × 10–3 размер 12 {4 «.»5 раз» 10 «rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Утюг 5,0 × 10–35,0 × 10–3 размер 12 {5 «.» 0 умножить на «10» rSup {size 8 {- 3}}} {}
Платина 3,93 × 10–33,93 × 10–3 размер 12 {3 «.» «93» умножить на «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Свинец 4,3 × 10–34,3 × 10–3 размер 12 {3 «.» 9 раз по «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Сплав Cu, Mn, Ni 0.000 × 10−30,000 × 10−3 размер 12 {0 «.» «000» умножить на «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Медь, никелевый сплав 0,002 × 10−30,002 × 10−3 размер 12 {0 «.» «002» умножить на «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Меркурий 0,89 × 10–30,89 × 10–3 размер 12 {0 «.» «89» умножить на «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Нихром (сплав Ni, Fe, Cr) 0.4 × 10−30,4 × 10−3 размер 12 {0 «.» 4 раза по «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Полупроводники
Углерод (чистый) −0,5 × 10−3−0,5 × 10−3 размер 12 {- 0 «.» 5 раз по «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Германий (чистый) −50 × 10−3−50 × 10−3 размер 12 {- «50» умножить на «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}
Кремний (чистый) −70 × 10−3−70 × 10−3 размер 12 {- «70» умножить на «10» rSup {размер 8 {- 3}}} {}

Таблица 3.2 Температурные коэффициенты удельного сопротивления αα размер 12 {α} {}

Обратите внимание, что αα размер 12 {α} {} отрицателен для полупроводников, перечисленных в таблице 3.2, что означает, что их удельное сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Они становятся лучшими проводниками при более высоких температурах, потому что повышенное тепловое перемешивание увеличивает количество свободных зарядов, доступных для переноса тока. Это свойство уменьшения размера ρρ 12 {ρ} {} с температурой также связано с типом и количеством примесей, присутствующих в полупроводниках.

Сопротивление объекта также зависит от температуры, поскольку размер R0R0 12 {R rSub {размер 8 {0}}} {} прямо пропорционален ρ.ρ. размер 12 {ρ} {} Мы знаем, что цилиндр R = ρL / A, R = ρL / A, размер 12 {R = ρL / A} {} и поэтому, если размер LL 12 {L} {} и размер AA 12 {A} {} не сильно изменяются с температурой, размер RR 12 {R} {} будет иметь такую ​​же температурную зависимость, как и размер ρρ 12 {ρ} {}. Исследование коэффициентов линейного расширения показывает, что они примерно на два порядка меньше, чем типичные температурные коэффициенты удельного сопротивления, и поэтому влияние температуры на размер LL 12 {L} {} и размер AA 12 {A} {} составляет примерно на два порядка меньше, чем на ρ.р. размер 12 {ρ} {} Таким образом,

3.24 R = R0 (1 + αΔT) R = R0 (1 + αΔT) размер 12 {R = R rSub {size 8 {0}} \ («1» + αΔT \)} {}

— температурная зависимость сопротивление объекта, где размер R0R0 12 {R rSub {размер 8 {0}}} {} — исходное сопротивление, а размер RR 12 {R} {} — сопротивление после изменения температуры ΔT.ΔT. размер 12 {DT} {} Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление. (См. Рис. 3.15.) Одним из наиболее распространенных является термистор, полупроводниковый кристалл с сильной температурной зависимостью, сопротивление которого измеряется для определения его температуры.Устройство небольшое, поэтому быстро приходит в тепловое равновесие с той частью человека, к которой прикасается.

Рис. 3.15 Эти знакомые термометры основаны на автоматическом измерении сопротивления термистора в зависимости от температуры. (Biol, Wikimedia Commons)

Пример 3.6 Расчет сопротивления: сопротивление горячей нити

Следует соблюдать осторожность при применении ρ = ρ0 (1 + αΔT) ρ = ρ0 (1 + αΔT) размера 12 {ρ = ρ rSub { размер 8 {0}} \ («1» + αΔT \)} {} и R = R0 (1 + αΔT) R = R0 (1 + αΔT) размер 12 {R = R rSub {размер 8 {0}} \ («1» + αΔT \)} {} для изменений температуры более 100 ºC 100 ºC размер 12 {«100» ° «C»} {}.Однако для вольфрама уравнения достаточно хорошо работают при очень больших изменениях температуры. Каково же сопротивление вольфрамовой нити в предыдущем примере, если ее температура повышается с комнатной (20 ºC20 ºC) до типичной рабочей температуры 2850 ºC 2850 ºC размер 12 {«2850» ° «C»} {}?

Стратегия

Это прямое применение R = R0 (1 + αΔT) R = R0 (1 + αΔT) размер 12 {R = R rSub {size 8 {0}} \ («1» + αΔT \)} {}, поскольку исходное сопротивление нити было задано равным R0 = 0.350 ОмR0 = 0,350 Ом размер 12 {R rSub {размер 8 {0}} = 0 «.» «350» `% OMEGA} {}, а изменение температуры ΔT = 2 830 ºC. ΔT = 2 830 ºC. размер 12 {ΔT = «2830» ° «C»} {}

Решение

Горячее сопротивление RR размера 12 {R} {} получается путем ввода известных значений в приведенное выше уравнение:

3,25 R = R0 (1 + αΔT) = (0,350 Ом) [1 + (4,5 × 10–3 / ºC) (2,830 ºC)] = 4,8 Ом. R = R0 (1 + αΔT) = (0,350 Ом) [1 + (4,5 × 10–3 / ºC) (2,830 ºC)] = 4,8 Ом.

Обсуждение

Это значение согласуется с примером сопротивления фары в Законе Ома: сопротивление и простые цепи.

Исследования PhET: сопротивление в проводе

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

Стандартные сечения кабелей и проводов

IEC 60228 — международный стандарт Международной электротехнической комиссии по проводам изолированных кабелей.Среди прочего он определяет набор стандартных сечений проводов:

Сечение проводов по международным стандартам (IEC 60228)
0,5 мм² 0,75 мм² 1 мм² 1,5 мм² 2,5 мм² 4 мм²
6 мм² 10 мм² 16 мм² 25 мм² 35 мм² 50 мм²
70 мм² 95 мм² 120 мм² 150 мм² 185 мм² 240 мм²
300 мм² 400 мм² 500 мм² 630 мм² 800 мм² 1000 мм²

В США размеры проводов обычно измеряются в американских калибрах проводов (AW).Увеличение AWG приводит к уменьшению площади поперечного сечения (наименьший размер AWG равен 50, а наибольший — 0000).

Метрическая система преобразования AWG

Кол-во прядей / диаметр
за прядь
Общая ориентировочная
диаметр
мм² AWG Circ.Милс дюймов мм дюймов мм
0,5 987 1 / .032 1 / .813 0,032 0,81
20 1020 7 /.0121 7 / .307 0,036 0,91
0,75 1480 1 / .039 1 / .991 0,039 0,99
18 1620 1 /.0403 1 / 1.02 0,04 1.02
18 1620 7 / .0152 7 / .386 0,046 1,16
1 1974 1 /.045 1 / 1,14 0,045 1,14
1 1974 7 / .017 7 / .432 0,051 1,3
16 2580 1 /.0508 1 / 1,29 0,051 1,29
16 2580 7 / .0192 7 / .488 0,058 1,46
1,5 2960 1 /.055 1 / 1,40 0,055 1,4
1,5 2960 7 / .021 7 / .533 0,063 1,6
14 4110 1 /.0641 1 / 1,63 0,064 1,63
14 4110 7 / .0242 7 / .615 0,073 1,84
2,5 4934 1 /.071 1 / 1,80 0,071 1,8
2,5 4934 7 / .027 7 / .686 0,081 2,06
12 6530 1 /.0808 1 / 2,05 0,081 2,05
12 6530 7 / .0305 7 / .775 0,092 2,32
4 7894 1 /.089 1 / 2.26 0,089 2,26
4 7894 7 / .034 7 / .864 0,102 2,59
10 10380 1 /.1019 1 / 2,59 0,102 2,59
10 10380 7 / .0385 7 / .978 0,116 2,93
6 11840 1 /.109 1 / 2,77 0,109 2,77
6 11840 7 / .042 7 / 1.07 0,126 3,21
9 13090 1 /.1144 1 / 2,91 0,1144 2,91
9 13090 7 / .0432 7 / 1,10 0,13 3,3
8 16510 1 /.1285 1 / 3,26 0,128 3,26
8 16510 7 / .0486 7 / 1,23 0,146 3,7
10 19740 1 /.141 1 / 3,58 0,141 3,58
10 19740 7 / .054 7 / 1,37 0,162 4,12
7 20820 1 /.1443 1 / 3,67 0,144 3,67
7 20820 7 / .0545 7 / 1,38 0,164 4,15
6 26240 1 /.162 1 / 4,11 0,162 4,11
6 26240 7 / .0612 7 / 1,55 0,184 4,66
16 31580 7 /.068 7 / 1,73 0,204 5,18
5 33090 7 / .0688 7 / 1,75 0,206 5,24
4 41740 7 /.0772 7 / 1,96 0,232 5,88
25 49340 7 / .085 7 / 2,16 0,255 6,48
25 49340 19 /.052 19 / 1,32 0,26 6,6
3 52620 7 / .0867 7 / 2,20 0,26 6,61
2 66360 7 /.0974 7 / 2,47 0,292 7,42
35 69070 7 / .100 7 / 2,54 0,3 7,62
35 69070 19 /.061 19 / 1,55 0,305 7,75
1 83690 19 / .0664 19 / 1,69 0,332 9,43
50 98680 19 /.073 19 / 1,85 0,365 9,27
1/0 105600 19 / .0745 19 / 1,89 0,373 9,46
2/0 133100 19 /.0837 19 / 2,13 0,419 10,6
70 138100 19 / .086 19 / 2,18 0,43 10,9
3/0 167800 19 /.094 19 / 2,39 0,47 11,9
3/0 167800 37 / .0673 37 / 1,71 0,471 12
95 187500 19 /.101 19 / 2,57 0,505 12,8
95 187500 37 / .072 37 / 1,83 0,504 12,8
4/0 211600 19 /.1055 19 / 2,68 0,528 13,4
120 237,8 мкм 37 / .081 37 / 2,06 0,567 14,4
250 мкм 37 /.0822 37 / 2,09 0,575 14,6
150 300 мкм 37 / .090 37 / 2,29 0,63 16
350 мкм 37 /.0973 37 / 2,47 0,681 17,3
185 365,1 мкм 37 / .100 37 / 2,54 0,7 17,8
400 мкм 37 /.104 37 / 2,64 0,728 18,5
240 473,6 мкм 37 / .114 37 / 2,90 0,798 20,3
240 473,6 мкм 61 /.089 61 / 2,26 0,801 20,3
500 мкм 37 / .1162 37 / 2,95 0,813 20,7
500 мкм 61 /.0905 61 / 2.30 0,814 20,7
300 592,1 мкм 61 / .099 61 / 2,51 0,891 22,6
600 мкм 61 /.0992 61 / 2,52 0,893 22,7
700 мкм 61 / .1071 61 / 2,72 0,964 24,5
750 мкм 61 /.1109 61 / 2,82 0,998 25,4
750 мкм 91 / .0908 91 / 2.31 0,999 25,4
400 789,4 мкм 61 /.114 61 / 2,90 1.026 26,1
800 мкм 61 / .1145 61 / 2,91 1.031 26,2
800 мкм 61 /.0938 91 / 2,38 1.032 26,2
500 1000 мкм 61 / .1280 61 / 3,25 1,152 29,3
1000 мкм 91 /.1048 91 / 2,66 1,153 29,3
625 1233,7 мкм 91 / .117 91 / 2,97 1,287 32,7
1250 мкм 91 /.1172 91 / 2,98 1,289 32,7
1250 мкм 127 / .0992 127 / 2,52 1,29 32,8
1500 мкм 91 /.1284 91 / 3,26 1,412 35,9
1500 мкм 127 / .1087 127 / 2,76 1,413 35,9
800 1578,8 мкм 91 /.132 91 / 3,35 1.452 36,9
1000 1973,5 мкм 91 / .147 91 / 3,73 1,617 41,1
2000 мкм 127 /.1255 127 / 3,19 1,632 41,5
2000 мкм 169 / .1088 169 / 2,76 1,632 41,5

Определения

  • Circ.Mils — площадь поперечного сечения в круглых милах
  • Awg — Американский калибр проволоки
  • мм² — Метрический размер провода мм²

См. Также

Часто задаваемые вопросы по магнитному проводу


Видео


Общая информация

Что такое магнитный провод?

Магнитный провод или эмалированный провод — это медный или алюминиевый провод, покрытый очень тонким слоем изоляции.

Приложения: для чего он используется?

Магнитная проволока используется в конструкции трансформаторов, индукторов, двигателей, динамиков, приводов головок жестких дисков, потенциометров, электромагнитов и других приложений, в которых требуется плотная намотка проволоки.

В чем разница между медным и алюминиевым магнитным проводом?

Алюминий имеет более низкую проводимость, чем медь, поэтому для компенсации алюминиевой проволоки требуется большее поперечное сечение. По этой причине медный провод более энергоэффективен.


Изоляция

Изоляция: что это такое и для чего она нужна?

Утеплитель может быть либо тонким лаком, либо эмалью; пряжа из полиэстера или стекловолокна; или оба.

Если бы провод был оголенным, витки провода не могли бы не касаться друг друга, так как они могли бы закоротить, а изолированный провод можно было бы намотать так, чтобы провода соприкасались. Для провода с сотнями или тысячами витков изоляция абсолютно необходима.

Типы изоляции: Какие типы обычно используются в магнитных проводах?

Различные типы изоляции для магнитных проводов, которые будут иметь разную теплоемкость, диаметр (который может быть измерен в миллиметрах или дюймах), размер провода AWG и применение.

Вот несколько распространенных типов изоляции и их характеристики:

Тип изоляции Температурный класс Диаметр (мм) Диаметр (дюйм.) AWG Диапазон размеров провода Приложения
Полиуретан 120 ° C, 130 ° C или 155 ° C от 0,08 до 1,00 от 0,0031 до 0,0394 20-18 Трансформаторы, счетчики и устройства связи.
Полиэстер> 155 ° С от 0,08 до 1,6 от 0,031 до 0,063 20-14 Двигатели бытовой техники.
Полиэфир-имид 180 ° С от 0,1 до 1,00 от 0,0039 до 0,0394 38-18 Двигатели большой мощности.
Полиамидимид 220 ° С от 0,1 до 1,6 от 0,0394 до 0,063 38-14 Малые двигатели и трансформаторы.
Самоклеящийся полиуретан 130 ° С 0.08 по 1,2 от 0,0031 до 0,0472 20-16 Аппараты связи и малые двигатели.
Самоклеящийся полиэфир-имид 180 ° С> от 0,1 до 0,8 от 0,0039 до 0,031 38-20 Используется в магнитных катушках и отклоняющих ярмах.
Полиуретан с покрытием из полиамида 130 ° C или 155 ° C 0.08 до 1,6 от 0,0031 до 0,063 20-14 Малые двигатели и трансформаторы.
Полиэстер с покрытием из полиамида> 155 ° C или 180 ° C от 0,1 до 1,6 от 0,0039 до 0,063 38-14 Используется в небольших двигателях.
Полиэфир-имид с покрытием из полиамид-имида 200 ° С от 0,1 до 1,6 0.039 до 0,063 38-14 Трансформаторы для микроволновых печей и двигатели для кондиционеров.

Что такое толщина изоляции?

Толщина изоляции или толщина изоляции — это толщина эмали, которая была добавлена ​​к окружности провода. Его можно определить, взяв вместе общий диаметр проволоки и эмали, а затем вычтя диаметр только проволоки из общего диаметра.

Изоляция может быть одинарной, тяжелой, тройной или четверной, наиболее распространенными являются одинарная и тяжелая изоляция.Толщина одиночной изоляции для провода калибра 24 может составлять 0,0010 дюйма и 0,0019 дюйма для тяжелой конструкции. Для провода калибра 40 размер одиночной сборки может составлять 0,0002 дюйма и 0,0006 дюйма для тяжелой конструкции.

Изоляция большего размера используется, чтобы сделать провод более прочным или обеспечить большую защиту.


Калибр

Что такое американский калибр проводов (AWG)?

Американский калибр проволоки (AWG) используется в США и Канаде для обозначения диаметра сплошной круглой проволоки.

Как диаметр провода влияет на калибр?

По мере уменьшения диаметра магнитной проволоки число AWG увеличивается.Например, проволока диаметром 4,621 миллиметра будет иметь размер AWG 5, а проволока диаметром 0,255 миллиметра будет иметь размер AWG 30.

Всего существует 44 типоразмера проводов: 0000-40. Провода любого диаметра, превышающего эти калибры, будут настолько малы, что их придется измерять в омах.

Как определить вес проволоки?

Вес проволоки, как и диаметр, соответствует стандартам AWG. Вес каждого калибра стандартизирован. Чем больше калибр, тем меньше вес проволоки.

Самый большой вес провода составляет 640,5005 фунтов на 1000 футов при толщине 0000. Для провода калибра 40 вес составляет 0,0299 фунта на 1000 футов.


Температура

Какой температурный класс / температурный класс?

Температурный класс или номинальная температура — это максимальная температура, которой может подвергаться магнитный провод.

Температурный класс измеряется в градусах Цельсия. 130 °, 155 °, 180 ° и 200 ° — это некоторые общие температуры, встречающиеся в различных типах изоляции.Максимальный тепловой класс 250 ° по Цельсию.


Форма и внешний вид провода

В чем разница между круглым и квадратным магнитным проводом?

Квадратный магнитный провод будет иметь меньше пространства между проводами, когда он сформирован в виде катушки. По этой причине квадратный провод используется в ограниченном пространстве.

Номиналы

AWG применимы только к круглому проводу.

Жесткий и многожильный провод

Твердый магнитный провод представляет собой одинарную жилу изолированного провода. Они не сгибаются легко и используются там, где их нечасто перемещают.

Многожильный магнитный провод — это несколько проводов, сплетенных вместе. Эти типы проводов гибки и просты в установке.

Что означает цвет магнитной проволоки?

Магнитный провод бывает разных цветов, включая красный, зеленый и янтарный. Однако это чисто эстетично и никак не влияет на работу провода или его изоляционные свойства.

Если требуется провод определенного цвета, некоторые производители предоставят покупателям провод этого цвета.


Склеивание

Что такое соединяемый магнитный провод?

Связываемый магнитный провод имеет дополнительную клейкую пленку поверх обычной изоляции. Когда клей активируется, он склеивает витки, превращая обмотки в самонесущую катушку.

Что такое магнитная проволока, склеиваемая растворителем?

Этот вид связующего покрытия будет наноситься либо во время наматывания проволоки, либо намотанная проволока будет погружена в растворитель после того, как она уже намотана. Затем змеевик необходимо снова нагреть, чтобы завершить склеивание и высушить весь дополнительный растворитель.

Связываемый магнитный провод не всегда может выдерживать номинальные температуры некоторых изоляционных материалов.

Что такое склеивание в духовке?

После того, как проволока намотана, катушка помещается в печь, которая позволяет связующему покрытию скрепить проволоку вместе. Склеивание в печи может занять от 10 до 30 минут, в зависимости от размера спиральной проволоки.

Что такое резистивное соединение?

Связывание сопротивлением очень похоже на нагревание в духовке, но в этом случае для нагрева катушки используется электрический ток.Для резистивного склеивания нет равномерного времени нагрева; напряжение и время зависят от размера провода и конструкции катушки. Этот метод обычно используется для проволоки калибра 34 или выше.

Есть ли срок хранения у магнитного провода?

Если срок годности магнитного провода соблюден, его можно использовать в течение многих лет.

Связываемый провод нельзя хранить при температуре выше 100 ° F.

Что такое American Wire Gage (AWG) и почему это важно?

…и когда это имеет значение и почему?

Размеры сечения проводов немного сбивают с толку, и мы получаем много вопросов по ним. Почему один кабель динамика 12 AWG выглядит меньше другого? Калибр провода — хороший показатель качества кабеля? Что такое калибр проводов, когда и почему это важно? Давайте посмотрим на эти вопросы.

Что такое AWG (американский калибр проводов)?

Калибр проволоки — это индекс, который косвенно (обратно и логарифмически) показывает площадь поперечного сечения круглой проволоки.В случае сплошных проводников измерение этой площади довольно просто: площадь представляет собой радиус провода в квадрате, умноженный на пи, и для простоты выражения вместо этого часто используется мера, называемая «Круговая площадь MIL». ; один круговой мил — это площадь круга диаметром в один мил (1/1000 дюйма), а круговой мил сплошной проволоки, следовательно, всегда представляет собой квадрат диаметра проволоки в милах.

Многожильный провод — другое дело. Для любого заданного размера AWG многожильный провод будет занимать больше места, чем сплошной, потому что калибр провода измеряется путем суммирования площадей поперечного сечения жил.Поскольку между жилами есть воздушные карманы, любая заданная площадь поперечного сечения провода будет занимать больше места в многожильной конфигурации, чем в сплошном проводе. Следовательно, когда мы говорим о «диаметре» относительно калибра проволоки, следует помнить, что диаметр будет варьироваться не только в зависимости от калибра, но и от скрутки. В этой статье, когда мы говорим об относительных диаметрах, для простоты наши примеры основаны на сплошной проволоке.

Отношение калибра к сечению провода для многих противоречит здравому смыслу.Чем больше номер калибра, тем меньше размер провода. Более того, соотношение не линейное, а логарифмическое. Два провода 16 AWG, вместе взятые, составляют проводник 13 AWG. Если вы знакомы с децибелами (дБ), это будет иметь смысл. Если мы увеличиваем или уменьшаем размер на 10 размеров, мы увеличиваем или уменьшаем площадь проводника в 10 раз. Если мы увеличиваем или уменьшаем 3 размера, мы увеличиваем или уменьшаем площадь примерно в 2 раза. причина (мы не совсем уверены, почему) это соотношение неточно, но для большинства целей оно достаточно близко к прямой логарифмической формуле.Например, сплошной провод 40 AWG имеет круглую площадь в миле, как определено Национальным бюро стандартов, 9,61; провод 30 AWG имеет круговую площадь 100,5 мил, провод 20 AWG — 1020, а провод 10 AWG — 10380.

Между прочим, важно помнить, что размер ПРОВОДА, а не размер провода с его изоляцией, измеряется в AWG. Иногда нам звонит клиент, который убежден, что наш акустический кабель 12 AWG не может быть 12 AWG, потому что он выглядит меньше, чем другой кабель 12 AWG, которым он владеет.Многие акустические кабели покрыты очень толстой полупрозрачной оболочкой из ПВХ, которая не только делает общий профиль громоздким, но и создает эффект увеличительного стекла, из-за чего провод выглядит немного больше, чем он есть на самом деле.

Как калибр проводов связан с электрическими свойствами провода?

Наибольшее влияние Wire Gage на электрические свойства провода оказывает сопротивление провода. Любой данный материал проволоки (медь, сталь, алюминий и т. Д.) Имеет сопротивление, а сопротивление постоянному току обратно пропорционально площади в миллиметрах.Если наш провод медный, этот провод 40 AWG с площадью 9,61 имеет сопротивление 1080 Ом на 1000 футов; 10 AWG, площадь которого примерно в 1000 раз больше, имеет сопротивление примерно в один Ом.

Сопротивление — это свойство проводника, которое описывает, как ток, протекающий по проводнику, преобразуется в тепло. В проводнике с очень низким сопротивлением относительно мало энергии будет потеряно на тепло; по мере увеличения сопротивления все больше и больше преобразуется в тепло.Однако то, как это влияет на электрические цепи, зависит от типа используемой цепи, и мы вернемся к этому чуть позже.

Но разве это не «сопротивление постоянному току»? Разве это не сигналы переменного тока?

Одно из наиболее распространенных заблуждений, с которыми мы сталкиваемся по поводу сопротивления, заключается в том, что сопротивление каким-то образом не имеет отношения к аудио- и видеосигналам, потому что эти сигналы представляют собой переменный ток (AC), а сопротивление провода выражается как «сопротивление постоянному току», что, конечно, относится к постоянному току, а не к переменному току.Итак, нас часто спрашивают, если сопротивление — постоянный ток, а сигнал — переменный, какое отношение сопротивление может иметь к чему-либо?

Сопротивление действует как на переменный, так и на постоянный ток. Причина, по которой сопротивление выражается в технических характеристиках как «сопротивление постоянному току», заключается не в том, что сопротивление не применимо к переменному току. Скорее, это из-за того, что называется «скин-эффектом». По мере увеличения частоты сигнала ток в проводе концентрируется по направлению к внешней стороне или «коже» проводника.Это означает, что для любого данного провода, если мы измеряем сопротивление на разных частотах, мы обнаружим, что сопротивление увеличивается с частотой. Сопротивление выражается в спецификациях как «сопротивление постоянному току», потому что значение сопротивления одного провода при постоянном токе можно осмысленно сравнивать с сопротивлением любого другого провода при постоянном токе. Теоретически, если бы кто-то захотел это сделать, можно было бы указать сопротивление проводов на любой частоте; мы могли бы составить таблицы «сопротивления 1 МГц» вместо сопротивления постоянному току. Этого не происходит, потому что (1) нет удобной «эталонной» частоты, которая широко применима для всех видов использования проводов, и (2) труднее правильно измерить сопротивление на более высоких частотах, потому что трудно отделить потери. к другим факторам, которые становятся важными с увеличением частоты, например емкостью, индуктивностью и обратными потерями.Но не заблуждайтесь: сопротивление преобразует электричество в тепло в проводе независимо от того, является ли электричество постоянным или переменным. И, кстати, в случае многожильного провода рассматриваемая «кожа» все же находится снаружи жгута; это не кожа каждой отдельной пряди, как часто думают люди.

Итак, AWG относится к сопротивлению. Что означает сопротивление для качества сигнала?

Какое отношение сопротивление имеет к качеству сигнала? Что ж, это во многом зависит от приложения.Принято считать, что AWG является хорошим индикатором качества кабеля, и это предположение восходит к самым ранним дням маркетинга акустических кабелей для вторичного рынка; коммерческий шаг, который положил начало всему кабельному бизнесу на вторичном рынке потребительских товаров, был, по сути, «чем больше провод, тем лучше». И это, как мы увидим, безусловно, верно для акустического кабеля (в определенных пределах), но не обязательно для других приложений.

Прежде чем мы перейдем к этому, пара предварительных. Во-первых, важно помнить, что в первую очередь нас интересует качество сигнала, а не его амплитуда.Если потери в системе не зависят от частоты, их очень легко отрегулировать; например, типичные схемы ввода видеосигналов, будут просто принимать слабые сигналы и усиливают их к стандартному опорному уровню для использования в дисплее. В таком случае мы хотим быть уверены, что качество сигнала будет чистым, но это не имеет значения — по крайней мере, это относительно мало, в разумных пределах, — высокая или низкая амплитуда сигнала.

Во-вторых, для понимания следующего обсуждения полезно немного узнать о так называемом законе Ома.Немецкий физик Георг Ом открыл простой принцип сопротивления, который является фундаментальной идеей, лежащей в основе всех видов электрических цепей. Если цепь содержит серию сопротивлений — то есть, если ток будет течь через один резистор, затем через другой, а затем через другой — энергия электрического потока будет поглощаться этими резисторами пропорционально их сопротивлению ( которые, конечно же, мы измеряем в Омах в честь работы Георга Ома). Вы также, вероятно, будете знакомы с другим использованием термина «ом»: импедансом.Импеданс — более сложное явление, чем сопротивление, и о нем можно много сказать; но для целей следующих примеров мы можем считать, что сопротивление в омах эквивалентно сопротивлению в омах, как если бы полное сопротивление и сопротивление были одним и тем же.

Итак, чтобы проиллюстрировать закон Ома, давайте рассмотрим схему динамика, и для этого примера мы предположим, что установщик решил использовать кабель динамика значительно меньшего размера. Каждый провод этого кабеля имеет сопротивление четыре Ом, а динамик — восемь Ом.Сигнал, идущий от одного вывода динамика к другому, проходит через четыре Ом сопротивления провода динамика, через динамик на восемь Ом, а затем через еще четыре Ом сопротивления провода динамика. Что это значит? Общее сопротивление цепи составляет 16 Ом (для упрощения мы предполагаем, что «выходной импеданс» равен нулю; это нереально, но достаточно хорошо, чтобы проиллюстрировать принципы работы здесь). Итак, из энергии, сжигаемой в цепи, одна четверть (4 Ом на 16 Ом) сжигается на пути от плюсовой клеммы к динамику; одна половина (8 Ом на 16 Ом) подводится к динамику; и одна четверть выгорела на другой стороне кабеля динамика, между динамиком и «минусовой» клеммой усилителя.

Очевидно, что в акустическом кабеле сжигается много энергии. В нашем обсуждении ниже мы объясним, почему это плохо (помимо пустой траты электроэнергии). Но прежде чем мы поговорим об этом, давайте представим другое приложение. Предположим, мы берем кабель с одинаковыми характеристиками сопротивления (4 Ом на выходе, 4 Ом сзади), подключаем его к разъемам RCA и используем его для аналогового аудиосоединения линейного уровня между устройством-источником (скажем, проигрывателем компакт-дисков). ) и усилитель. Входная цепь усилителя не будет иметь низкий импеданс, как у динамика; 10 000 Ом, а не 8 Ом — это примерно нормально.Теперь, когда мы подключим эту схему, что мы обнаружим? Общее сопротивление цепи составляет 10 008 Ом. Из энергии, доставляемой источником, 8/10008 энергии — почти ничего — сгорает в кабеле, а 10000/10008 ее передается в усилитель. Сопротивление, которое было ужасно чрезмерным в кабеле динамика и потребляло половину энергии, подаваемой в цепь, в межблочном соединении незначительно.

Урок здесь в том, что одно приложение не похоже на другое.Калибр проводов критически важен, если вы доставляете электроэнергию от гидроэлектростанции в город; это критически важно, если вы управляете автомобильным стартером; это в некоторой степени важно, если вы управляете динамиком; и это практически несущественно, если вы соединяете несимметричный линейный звук. Поскольку здесь нас не особо интересуют гидроэлектростанции и шестерни Bendix, давайте пройдемся по списку распространенных аудио- и видеоприложений и поговорим о том, какое значение имеет датчик проводов для этих приложений.

Схемы динамиков:

В акустическом кабеле, за исключением некоторых действительно странных методов строительства, безусловно, наиболее важным аспектом кабеля является калибр. Почему? Что ж, вспомните еще пару абзацев к тому примеру закона Ома. По общему признанию, это крайний случай, но там половина энергии усилителя сгорает в проводе динамика, а не доставляется в динамик. Теперь можно подумать: «В чем разница? Система будет на несколько дБ тише, но в остальном она будет звучать так же.«Это было бы правдой, но для одного фактора, который мы не учли в нашем примере. Импеданс динамика может номинально составлять восемь Ом, но на самом деле он меняется в зависимости от частоты, начиная с высоких на низких частотах и ​​заканчивая падением. Подумайте, что происходит с нашими Ом. Теперь пример закона. Если на одной частоте сопротивление действительно составляет шесть Ом, а на другой — десять, закон Ома будет распределять эти разные частоты по-разному в цепи. При низком импедансе динамика большая часть энергии поглощается кабелем; где сопротивление динамика велико, большая часть энергии передается динамику.В результате чрезмерное сопротивление в кабеле динамика приведет к большей потере высоких частот, чем низкочастотного сигнала; система будет звучать иначе, чем система, подключенная к акустическому кабелю подходящего размера.

Межблочные аудиосистемы:

Межблочные аудиомодули, как мы уже указывали, обычно работают в цепях с очень высоким импедансом. Следовательно, калибр проводов сам по себе не является значимым фактором качества кабеля. Однако калибр провода может иметь какое-то отношение к качеству кабеля в косвенном смысле — и этот косвенный смысл указывает, как ни странно, на то, что желателен провод меньшего, а не большего размера.

В цепях с высоким импедансом емкость становится важным фактором качества кабеля; Емкость — это тенденция кабеля накапливать часть сигнала в себе и медленно высвобождать ее, а не доставлять немедленно к месту назначения. Емкость кабеля с одним центральным проводником и внешним экраном будет определяться внешним диаметром центрального проводника, внутренним диаметром экрана и типом материала (диэлектрика), который их разделяет.В несбалансированном аудио межблочном соединении существуют практические ограничения на то, что можно сделать с внутренним диаметром экрана (кабель должен быть такого размера, который удобен для подключения штекеров RCA) и типами материалов, которые можно использовать в качестве диэлектрика, и поэтому лучший способ уменьшить емкость — это уменьшить AWG центрального проводника. Вот что мы сделали с нашим аудиокабелем LC-1; центральный провод имеет диаметр 25 AWG, что довольно мало, но при этом остается достаточно большим, чтобы иметь хороший срок службы при изгибе (т.е.е., не ломаться при изгибе) и быть восприимчивым к твердому окончанию обжима. Нас иногда спрашивают, почему AWG такой маленький, при негласном предположении, что центральный проводник большего размера был бы лучше; но даже при пробеге на 50 футов сопротивление центрального проводника составляет всего 1,6 Ом, что является исчезающе малым значением по сравнению с типичным импедансом цепи несимметричного аудиовхода.

Межкомпонентные соединения аналогового видео, последовательного цифрового видео и цифрового аудио S / PDIF:

Цепи соединения аналогового видео, будь то модулированные RF, композитные, s-video, компонентные или RGB, представляют собой цепи с сопротивлением 75 Ом.Поскольку все эти сигналы работают в радиочастотном диапазоне, скин-эффект увеличивает сопротивление используемых проводов, и поскольку длины кабеля часто бывает достаточно, чтобы обеспечить характеристический импеданс кабеля (который не связан с его сопротивлением — это функция емкости и индуктивности кабеля), наиболее важным аспектом конструкции кабеля с точки зрения поддержания качества сигнала является то, что кабель должен иметь характеристическое сопротивление 75 Ом во всем диапазоне используемых частот.

При длительных межсоединениях затухание, вызванное, среди прочего, сопротивлением центрального проводника, в конечном итоге станет достаточным для ухудшения качества сигнала; но для прогонов средней длины это редко вызывает беспокойство. Следовательно, калибр провода имеет некоторое значение для качества сигнала, но не является основным фактором. Однако, как и в случае с аналоговым звуком, калибр проводов имеет второстепенное значение для конструкции кабеля; характеристический импеданс кабеля связан с его индуктивностью и емкостью, а калибр провода влияет на оба этих параметра, потому что центральный проводник должен быть в правильной пропорции с другими физическими размерами кабеля.Если мы вставим провод 16 AWG в центр кабеля RG-6, к которому относится провод 18 AWG, мы намотаем наш характеристический импеданс слишком низким; если бы мы воткнули провод 20 AWG в то же место, волновое сопротивление было бы слишком высоким. Таким образом, несмотря на то, что в большинстве приложений не может быть серьезных соображений, влияющих на конкретный выбор калибра проводов, тем не менее важно, чтобы все внутренние размеры кабеля находились в правильных пропорциях по отношению друг к другу, включая калибр центрального проводника.

Параллельное цифровое видео (например, DVI и HDMI):

Преобладающими потребительскими цифровыми видеоформатами являются HDMI и DVI. В HDMI и DVI цифровые сигналы передаются с битрейтом, который зависит от разрешения и может быть довольно высоким; в настоящее время наиболее часто используемое разрешение HDMI составляет 1080p / 60, что предполагает скорость передачи сигнала 1,485 Гбит / с. При чем здесь калибр проводов?

Как и в случае с аналоговым видео — и даже в большей степени из-за задействованных очень высоких частот — действительно важным атрибутом кабеля является его характеристический импеданс.Здесь мы имеем дело не с коаксиальным кабелем, а с витыми парами, характеристическое сопротивление которых намного сложнее контролировать и оно может значительно меняться от одного дюйма к другому.

Используемые здесь частоты делают интересную вещь для значения калибра проводов, для понимания которого требуется немного трехмерного мышления. В битовом потоке 1,485 Гбит / с наша основная частота обычно считается примерно половиной этого битрейта, или 742,5 МГц, и потому, что мы пытаемся передать некоторые гармоники этой основной частоты, чтобы края наших битов не округлялись слишком сильно, чтобы их можно было распознать. от приемной схемы, ширина полосы, необходимая для обработки, примерно в три раза больше, чем частота, или 2.2275 ГГц. Помните «скин-эффект»? Что ж, говорим ли мы о 742 МГц или 2,2 ГГц, скин-эффект на этих частотах очень велик. По сути, сигнал не проходит через середину жилы кабеля HDMI — он скользит по поверхности.

Для калибра проводов это означает, что увеличение размера больше не так значительно, как было бы при более низких частотах, потому что увеличение площади поверхности провода пропорционально диаметру, а не квадрату диаметра.Давайте рассмотрим, например, разницу между кабелем 24 и 22 AWG. Если бы мы покупали провод 24 или 22 AWG для питания постоянного тока и хотели знать, какие потери мы увидим при запуске, нас бы в первую очередь интересовала площадь поперечного сечения. Провод 24 AWG имеет круглую площадь 404 мил; провод 22 AWG имеет круглую площадь 640,4 мил. Поскольку сопротивление постоянному току обратно пропорционально этой площади, это имеет большое значение — сопротивление провода 22 AWG немного меньше, чем 2/3 сопротивления провода 24 для любого заданного расстояния.

Но если мы смотрим на скин-эффект, картина меняется. Площадь поперечного сечения практически не имеет значения, потому что «глубина кожи» практически равна нулю. Вместо площади поперечного сечения потери на сопротивление будут обратно пропорциональны количеству меди, через которую на самом деле проходит сигнал, то есть обратно пропорционально площади поверхности кабеля — или, говоря поперечно -сечение, его периметр. Провод 24 AWG имеет диаметр 0,0201 дюйма, а провод 22 AWG — 0,5 мм.0253 дюйма. Поскольку периметры — это просто эти числа, каждое из которых умножено на пи, мы можем увидеть соотношение периметров, не выполняя этого умножения. 22 AWG «больше», чем 24 на 0,0253 / 0,0201, или в 1,259 раза. Когда нас интересовала площадь поперечного сечения, а не периметр, соотношение круговых милов было намного больше: 640,4 / 404, что делало 22 AWG «больше» в 1,585 раза. Вместо использования сопротивления падения 22 AWG примерно до 63% от сопротивления провода 24 AWG, как это происходит при постоянном токе, сопротивление падает только примерно до 80% от значения 24 AWG.

Любое снижение сопротивления — это хорошо; Дело здесь просто в том, чтобы показать, что это не так хорошо, как можно было бы ожидать. Если бы все остальное было равным, можно было бы ожидать, что кабель HDMI 22 AWG будет полезен на расстоянии примерно на 20% длиннее, чем аналогичный кабель 24 AWG (это почти наверняка преувеличивает преимущество, потому что, конечно, все остальное не равно. Более длительный период покажет большие потери производительности из-за других факторов, включая емкость, перекрестные помехи, перекос и возвратные потери).

Факторы качества кабеля, которые действительно имеют значение для кабеля HDMI, — это, в первую очередь, контроль импеданса в парах TMDS (которые делают тяжелую работу в кабеле HDMI) и перекос, который является мерой разницы в электрической длине проводников и пары (под «электрической длиной» мы подразумеваем длину провода, измеряемую временем, за которое импульс проходит по линии; это может отличаться от физической длины по ряду причин, большинство из которых, но не все, связанные с контролем импеданса).Эти параметры, как известно, трудно контролировать, и они не имеют ничего общего с калибром проводов, за исключением того, что иногда легче контролировать допуски для большего кабеля, чем для меньшего кабеля. Итак, калибр провода что-то значит в кабеле HDMI; но обычно это не главный фактор при измерении качества кабеля. Кабель с превосходными обратными потерями и перекосом может легко превзойти кабель большего диаметра на большом расстоянии.

Вывод:

Калибр провода может иметь большое значение для качества кабеля; но поскольку это очень важно для некоторых приложений, таких как провод динамика, имеет лишь умеренное значение для других, таких как аналоговое и цифровое видео, и практически бессмысленно для третьих, важно понимать требования приложения, прежде чем делать суждение о качестве кабеля на основе калибр проводов.Когда производители не публикуют подробные спецификации продуктов, может быть ошибкой основывать суждения об относительном качестве на любых предоставленных ограниченных характеристиках, будь то калибр проводов или что-то еще.