Диаметр жилы по сечению: Как определить сечение кабеля по диаметру, формула, таблица

Содержание

Определение диаметра кабеля по сечению

При монтаже или эксплуатации проводки электрокабелей, часто необходимо знать диаметр сечения кабеля. В случае неправильного подбора кабеля, могут возникнуть проблемы с проводкой и работой электроприборов.

Неправильный подбор кабеля ведет к новым финансовым затратам- покупке нового кабеля. Поэтому лучше научиться самому правильно определять диаметр кабеля.

Способ №1

Чтобы вычислить диаметр сечения кабеля используется специальный измерительный прибор, если такового нет, можно воспользоваться подручными средствами и соорудить свой. Нам понадобятся следующие канцелярские принадлежности: линейка и карандаш/ручка. Провод зачищается на 30мм длиной и наматывается плотными витками на карандаш.

Дальше считаем, сколько получилось витков, и делим это количество на длину, использованной проволоки. К примеру, мы использовали проволоку длиной 30мм, в итоге получилось 12 витков. Если мы разделим 30 на 12, получим 2. 5 диаметр сечения.

Способ № 2

Измерение с помощью микрометра. В разъем прибора вставляется провод и карандаш прокручивается до упора.  Если два винта сошлись по сторонам, то при прокручивании трещетки, она будет прокручиваться. На шкале микрометра будет показан точный результат.

Можно выполнить расчеты с помощью штангенциркуля. Кабель необходимо зачистить и развести жилы. Раздвинув губки для измерения, поместите туда жилу. Зафиксируйте жилу винтом для зажатия предметов. Благодаря линейке мы увидим длину предмета и сможем рассчитать сечение согласно формуле.

Способ № 3

Сечение жил можно посмотреть в готовой таблице.


Чтобы определить медный кабель КГ есть следующая таблица:


Для кабеля из алюминия есть такая таблица:


Для чего нужно определить сечение кабеля

Токопроводимость кабеля напрямую зависит от диаметра его сечения. Если его неправильно подобрать, то напряжение значительно упадет. Если слой изоляции тонкий, сечение провода неподходящее, то может произойти замыкание, изоляция повредиться. Если оплавится розетка и прибор, это может способствовать возгоранию и пожару.

Провода для трехфазной сети

Трехфазная сеть нужна в случаях, когда используются высокой мощности приборы. В трехфазной сети электричество поступает по трем жилам, поэтому сечение провода будет небольшим. Если вы будете пользоваться таблицей при расчетах, следует помнить, что на каждую жилу приходится напряжение на 1.75 меньше для каждой фазы.

Как определить диаметр сечения трехжильного провода

Подсчет трехжильного провода такой же, как и для одножильного. Какой метод выбрать – с помощью подручных средств или специальных измерительных приборов, решать вам. Для каждой жилы требуется рассчитать свой диаметр. Для этого распушите жилу, посчитайте количество жилок и производите расчеты по выбранной вами схеме. Полученное число нужно умножить на количество имеющихся проволок и получите диаметр сечения кабеля. Такой же способ подходит для вычисления многожильных кабелей.

Важность определения сечения кабеля является необходимым шагом перед монтажом электропроводки. Сечение кабеля должно быть подобрано под мощности, потребляемых электроприборов. Сделав правильные расчеты, вы продлите срок службы приборов, обезопасите себя от возгораний и пожаров.

Как определить сечение кабеля по диаметру жилы

Как определить сечение кабеля по диаметру жилы, используя простые геометрические выкладки.

Точный расчет сечения жилы – это серьезный вопрос, правильное решение которого, обеспечит необходимый запас по току, заложенный в электрической схеме проектной документации.

Бывают случаи, когда диаметр покупаемого кабеля не соответствует заявленной маркировке от производителя. Поэтому необходимо перепроверить диаметр жилы кабеля, перед тем как производить оплату за товар.

В качестве примера, возьмем любой попавшийся под руки кусок кабеля. Смотрим на его маркировку – ВВГ 3х2,5-0,66. Приступаем к работе.

Порядок расчета монолитной жилы сечения кабеля по диаметру изображен на рисунке:

1. Для выполнения работ, нам понадобится штангенциркуль и небольшой кусок измеряемого кабеля.
2. Снимаем с измеряемого кабеля небольшой участок наружной оболочки или защитного шланга.
3. Снимаем с измеряемой токопроводящей жилы кабеля небольшой участок изоляции.
4. Штангенциркулем измеряем диаметр жилы.

Измеренный диаметр жилы составил 1,7 (мм).

Зная диаметр, можно легко рассчитать сечение жилы, используя формулу:

S = πR² = ¼πD²

где,

S – сечение токопроводящей жилы (мм²)
R – радиус жилы (мм)
D – диаметр жилы (мм)
π – число «пи», равное 3,14

Подставляем в формулу значения и получаем расчетное сечение жилы:

S = (¼) х (3,14) х (1,7)² = 2,27 (мм²)

Как видим, сечение жилы не соответствует заявленной величине 2,5 (мм²).

Вывод:
Кабель данного производителя, использовать при выполнении электромонтажных работ нельзя, так как он не соответствует физико-техническим параметрам, заложенным в проектную документацию.

Если ничего подходящего не находим, перейдем по таблице сечений из стандартного ряда на «ступеньку» выше – следовательно, при выполнении электромонтажных работ, будем использовать кабель ВВГ 3х4,0-0,66

Как разобраться в маркировке проводов и кабелей смотрим здесь.

Порядок расчета многожильного сечения кабеля по диаметру:

Штангенциркулем измеряем диаметр одной жилы. По формуле рассчитаем сечение одной жилы. Умножаем полученное число на количество жил в проводе и получим сечение многожильного токопроводящего провода.

Как рассчитать провода по мощности, можно посмотреть здесь.

Заказать чертеж


Поделитесь с друзьями!

Провод ПВ-3

Провод установочный ПВ-3 — провод повышенной гибкости, со скрученой медной многопроволочной жилой и изоляцией из ПВХ пластиката различных цветов. Расцветка выполняется сплошной или нанесением двух продольных полос на изоляции натурального цвета, расположенных диаметрально. Для проводов, используемых только для целей заземления, изоляция имеет зелено-желтую расцветку. Провод ПВ-3 применяется монтажа участков электрических цепей, где возможны изгибы проводов.

Благодаря своей гибкости провода марки ПВ 3 идеально подходят для монтажа участков электрических цепей в стояках жилых домов и в других местах где возможны частые и сильные изгибы проводов.


токопроводящая жила — медная, многопроволочная, класса 2, 3 или 4 для сечений от 0,5 до 1.5 мм2 вкл., класса 4 для сечений от 2.5 до 4 мм2 вкл., класса 3 для сечений от 6 до 95 мм2 вкл. по ГОСТ 22483-77
изоляция — поливинилхлоридный пластикат.
количество жил — 1.
сечение токопроводящей жилы —от 0,5 до 95 мм2.
рабочая температура — от -50°С до +70°С.
рекомендуемая температура при прокладке — не ниже -15°С.
длительно-допустимая температура нагрева жил — не более +70°С.
радиус изгиба — 5 диаметров кабеля.
срок службы — не менее 15 лет.
гарантийный срок эксплуатации — 2 года.

ГОСТ — 6323-79

Технические характеристики провода ПВ-3:

Число жил X сечение, мм2Внешний диаметр (размер), ммВес провода, кг/кмДиаметр токопроводящей жилы, ммЧисло жил X сечение, мм2Максимальное электрическое сопротивление постоянному току токопроводящей жилы (при +20°С), Ом/кмЭлектрическое сопротивление изоляции проводов, кОм/км, не менее (при +70°С)
1x0,752,3111,41,111x0,7524,511
1x1,02,4613,81,261x1,018,110
1x1,52,9620,61,561x1,512,110
1x2,53,734,32,11x2,57,419
1x4,04,249,42,61x4,04,617
1x6,04,870,63,21x6,03,086
1x10,0611041x10,01,835,6
1x16,07,81845,81x16,01,214,6
1x25,09,62857,21x25,00,8094,4
1x35,011,440191x35,00,5513,8

Номенклатура провода марки ПВ-3 :

ПВ-3 1х0,75

ПВ-3 1х1,0

ПВ-3 1х1,5

ПВ-3 1х2,5

ПВ-3 1х4,0

ПВ-3 1х6,0

ПВ-3 1х10,0

ПВ-3 1х16,0

ПВ-3 1х25,0

ПВ-3 1х35,0

Сечение кабеля по диаметру таблица.

Как определить сечение провода по его диаметру

Определить какого сечения провода вам нужны — это только пол дела. Надо еще требуемое сечение найти. Дело в том, что некоторые производители для увеличения прибыли выпускают кабели с проводами намного меньшего сечения, чем заявлено в сопроводительных документах. Например, заявлены жилы по 4 мм 2 , а в реале — 3,6 мм 2 или даже меньше. Это приличная разница. Если ее во время не заметить, проводка может греться а это, в свою очередь, может привести к пожару. Потому дальше будем говорить о том, как узнать сечение провода по диаметру, ведь диаметр всегда можно измерить. Дальше по результатам измерений узнаем фактические параметры жилы.

При покупке электрического кабеля или провода для проверки сечения жилы необходимо измерить ее диаметр. Для этого есть несколько способов. Можно использовать измерительные приборы типа штангенциркуля или микрометра. Ими измеряют размер оголенной части проводника. Прибор просто приставляется к жиле, зажимается между губками, а результат отображается на шкале.

Как измерить диаметр жилы — взять штангенциркуль или микрометр

Для частного применения измерения достаточно точные, с небольшой погрешностью. Особенно, если приборы электронные.

Для второго способа нужны только линейка и какой-то ровный стержень. Но в этом случае еще придется заниматься расчетами, правда, очень простыми. Об этом способе — дальше.

Линейка+стержень

Если измерительных приборов в хозяйстве нет, можно обойтись обычной линейкой и любым стержнем одинакового диаметра. Этот метод имеет высокую погрешность, но если постараться будет достаточно точно.

Берем кусок провода длиной около 10-20 см, снимаем изоляцию. Оголенную медную или алюминиевую проволоку накручиваем на стержень одинакового диаметра (подойдет любая отвертка, карандаш, ручка и т.п.). Витки укладываем аккуратно, вплотную один к другому. Количество витков — 5-10-15. Считаем количество полных витков, берем линейку и измеряем расстояние, которое на стержне занимает намотанный провод. Затем делим это расстояние на количество витков. В результате получаем диаметр проводника.

Как видите, тут присутствует погрешность. Во-первых, можно неплотно уложить провод. Во-вторых, недостаточно точно провести измерения. Но если делать все тщательно, расхождения с реальными размерами будут не такими уж большими.

Как измерять диаметр многожильного провода

Если вам надо узнать диаметр многожильного провода, измерения проводят с одной из проволочек, его составляющих. Процесс такой же: снять изоляцию, удалить оплетку (если она есть), распушить проволочки, выделив одну, провести измерения любым способом (микрометром или намотав на стержень).


Найденный размер умножить на количество проволочек в одном проводнике (распушите и пересчитайте). Вот и все, диаметр многожильного проводника вы нашли. Осталось узнать, как узнать сечение провода по диаметру, потому что при планировании проводки используется именно площадь сечения проводов.

Как вычислить по формуле

Так как сечение провода — круг, использовать будем формулу площади круга (на фото). Как видим, рассчитать сечение провода можно используя измеренный диаметр или высчитать радиус (поделить диаметр на 2). Для наглядности приведем пример. Пусть измеренный размер провода 3,8 мм. Подставляем эту цифру в формулу и получаем: 3,14 / 4 * 3,8 2 = 11.3354 мм 2 . Можно результат округлить — это будет 11,3 мм 2 . Внушительный кабель.

Вторая часть формулы использует радиус. Это — половина диаметра. То есть, чтобы найти радиус, диаметр делим на 2, получаем 3,8 / 2 = 1,9 мм 2 . Далее подставляем в формулу и получаем: 3,14 * 1,9 2 = 11.3354 мм 2 .

Цифры совпадают, что и должно быть. Итак, при диаметре провода 3,8 мм, площадь его сечения — 11,34 мм 2 . Вы знаете, как узнать сечение провода по формуле. Но не всегда есть возможность заниматься подсчетами. В этом случае могут помочь таблицы.

Определение сечения провода по диаметру по таблицам

Для кабельно-проводниковой продукции есть определенный набор сечений, которые прописаны в нормативах. Зная какое сечение вам требуется, по таблице находим диаметр проводника. Далее только надо найти продукцию с нужными параметрами.

Сечение проводника Диаметр
0,5 мм2 0,8 мм
0,75 мм2 0,98 мм
1,0 мм2 1,13 мм
1,5 мм2 1,38 мм
2,0 мм2 1,6 мм
2,5 мм2 1,78 мм
4,0 мм2 2,26 мм
6,0 мм2 2,76 мм
10,0 мм 2 3,57 мм

Теперь немного о том, как работать с этой таблицей. Вы идете за продукцией с определенными параметрами. Например, вы знаете, что вам нужен кабель с сечением жилы 4 мм 2 . Найдя по таблице соответствующее значение, ищем требуемые параметры в кабельной продукции. В данном случае надо будет найти провода диаметром 2,26 мм. Если в магазине или на рынке находим близкие параметры — это уже хорошо. Но чаще на кабелях с заявленными на бирках 4 квадратами оказываются гораздо более тонкие провода и кабель с требуемыми данными приходится искать.

Есть два пути найти требуемое. Первый — искать продукцию, которая соответствует заявленным параметрам. Возможно, потратив какое-то время, вам удастся найти. Но времени на поиски уйдет много. Слишком мало стало ответственных производителей. Есть, кстати признак, по которому можно ориентироваться. Это цена. Она значительно выше средней. Это потому, что потрачено большее количество меди или алюминия. Если пользоваться этим признаком, времени уйдет меньше.

Второй вариант — посмотреть продукцию с заявленным большим номиналом. В нашем случае рассуждаем так: нам нужен провод в 4 квадрата. Следующий по — 6 мм 2 . Очень вероятно, что параметры этого кабеля в реале будут близки к требуемым 4 квадратам. Возможно, сечение проводников будет больше, но это хорошо — проводка точно не будет греться. Минус этого варианта в том, что потратите вы больше денег, так как такие кабели стоят больше.

В общем, вы знаете не только как узнать сечение провода по диаметру, но и то, как выбрать нужный. Даже если заявленные характеристики не совпадают с реальными.

Кабель – основа любой электрической сети. При прокладке проводки и ремонтных работах возникает необходимость монтажа электропроводки. Сечение кабеля по диаметру кабеля должно быть определено по соответствующим параметрам, дабы предотвратить дальнейшие проблемы с использованием домашних электроприборов.

Цена кабеля достаточно высокая, это ещё одна причина тщательно отнестись к выбору продукции. При покупке товара многие ориентируются на стоимость, а не на фирму изготовителя. Поэтому для правильного проведения работ, важно научиться самому определять и проверять диаметр кабеля.

  • Метод 1
  • Метод 2
  • Метод 3
    • Перевод ватт в киловатт
    • Выбираем материал
    • Выбираем марку кабеля

Метод 1

Если нет возможности использовать специальный прибор. Можно применить подручные средства. Для этого нужен предмет имеющий круглую продолговатую форму, это может быть любая пишущая принадлежность – ручка или карандаш, линейка. Провод зачищаем на длину минимум 30 см. Потом наматываем плотно на ручку спиралькой. Между витками не должно быть щелей.

Считаем количество витков и длину проволоки, использованную для них. Затем длину делим на количество.

Например, провод имеет 21 виток при длине 40 миллиметров. Для расчёта диаметра, длину делим на количество. То есть 40 делим на 21, получается 1,904 миллиметра.

Формула: S = πr 2 , где π – 3,14, S – площадь круга, r – радиус окружности.

Так как посчитанное число является диаметром, а не радиусом. То формулу изменяем для данного измерения: S = (πd 2)/4, где d — диаметр.

Полученное число подставляет в формулу. Результат и будет диаметр.

Например, d = 3,635. 3,14 × 3,635 ÷ 4 = 2,84

Метод 2

Для этого метода нужен механический или электронный штангенциркуль и микрометр.


Измерить микрометром. Прибор имеет две основные части – ручки и выемки полукругом для измерения. Провод вставляется в разъём микрометра, ручка закручивается до упора. Когда винты сошлись по сторонам, крутят трещотку на ручке прибора, пока она не начнёт прокручиваться. Замер выполнен, его показывает шкала на барабане микрометра.

Электронный микрометр показывает точные цифры, чем исключает ошибку расчёта человеком.

Расчёт сечения штангенциркулем. Для правильного использования необходимо знать структуру прибора. Он состоит из шкалы с разметкой в 1 мм, длина стандартной линейки 15см, губки для измерения, линейки для глубины, винта для зажатия предмета.

Кабель разделать, развести жилы. Зачистить одну из них. Раздвинуть губки, вставить жилу,так чтобы губки плотно облегали её. Зафиксировать винтом. Теперь можно увидеть длину предмета. Далее считаем по уже известной формуле.

Метод 3

Узнать сечение жил можно и с помощью готовой таблицы.

Для определения необходимого медного кабеля КГ предлагается воспользоваться таблицей.


Для определения нужного алюминиевого кабеля предлагается воспользоваться следующей таблицей.


Почему важно определять сечение кабеля?

Способность кабеля проводить ток зависит от его сечения.

При использовании неправильно подобранного провода напряжение падает. При тонком слое изоляции и недостаточном сечении провода при аварийной ситуации может возникнуть замыкание, а изоляция расплавится. Это может привести к пожару. Оплавится может не только провод, но и розетка к которой он ведёт, также вилка прибора и его провод.

Перевод ватт в киловатт

Для электроприборов, которые используют больше электрического тока – утюг, плита, нагреватель, для немощных изделий, типа лампы накаливания, мощность указывается в ваттах. Возникает необходимость перевести ватт в киловатт или наоборот. В одном кВт содержится 1 тыс.Вт.

Определение провода для мощности 380В

При использовании приборов, требующих большую мощность электроэнергии, необходимо подсоединение к сети из трёх фаз. Электричество поступает по трём линиям, а не по двум, как обычно, таким образом, требуется меньшее сечение провода.

Каждая жила использует меньше напряжения на 1,75 на каждую фазу. Это необходимо учитывать в расчетах по таблице.

Рассчитать сечение трёхжильного провода


Многожильный провод состоит из трёх одножильных жилок. Принцип подсчета тот же, как и у одножильного. Можно использовать высокотехнический прибор, а можно обычные предметы. Диаметр каждой жилы считается отдельно. Сначала распушите жилу, сосчитайте, сколько жилок. И рассчитать диаметр по одному из трёх методов.

Затем полученное число умножить на количество проволок. Это и будет сечение всего кабеля.

Например, диаметр одной жилы КГ равен 2,52. По формуле: S = πr 2

2,52×2,52×3,14= 19,94

В данном случае, разделили на четыре готовый результат кабеля КГ, учитывая, что это не радиус, а диаметр одной жилы. Получаем сечение одного проводка КГ.

Затем рассчитываем общее сечение провода КГ = 4,98× 3 = 14,95

Для примерного расчёта можно вычислить общее значение без разделения на отдельные проволочки. Но необходимо учитывать воздушный зазор. Поэтому полученную величину умножить на 0,91.

По этому принципу вычисляется сечение многожильных кабелей.

Важный момент — соединение проводов. При объединении нескольких жил возникают потеря напряжения. Особенно возрастают потери при большом количестве соединений.

Выбираем материал

Лучшим материалом считается медь, так как обладает большей проводимостью и прочностью. Алюминий при сгибании легко ломается, окисляется при соединении с воздухом. Если алюминий контактирует с медью, он подвергается электрокорозии и разрушается. Контакты ухудшаются, провод греется, искрится. Это может привести к пожару.

Выбираем марку кабеля

Марка провода - это буквенное значение, означает характеристику материала, степень гибкости, изоляцию. В отечественных кабелях следующая маркировка:

1 буква - материал жилы (А - алюминий). Медь буквы не имеет.

2 буква - провод.

3 буква - состав изоляции (резина (Р), капрон (К), полиэтилен (П)).

В некоторых проводах стоит буква, означающая вид резиновой изоляции. Это может быть найритовая (Н) или поливинилхлорид (В).

4 буква - конструкция асфальтированная (А), бронированная лентами (Б), защищена оплеткой (О).


Например - АПП, ТРП, ПВС, АППВ.

Определение сечения кабеля является необходимым этапом для безопасного монтажа электропроводов и дальнейшей их эксплуатации. Значимым оно становится из-за использования многочисленных приборов. Сечение кабеля должно соответствовать напряжению, требуемому электроприборами.

Нередко случается, что продавцы проводов непроизвольно завышают реальное значение поперечного сечения жилы провода, и на деле оказывается, что указанные на ценнике 2,5 квадрата, оказываются в реальности, например, 2,1 квадратами. Это совсем не удивительно, поскольку в промышленных масштабах экономия меди получается колоссальной, и продавец не виноват в желании производителя сэкономить.

В этих условиях и сам покупатель не должен терять бдительности. Ну представьте себе: вы хотите проложить проводку, скажем, в доме, прикинули типичную нагрузку, которую проводка должна гарантированно выдерживать, вычислили требуемое сечение провода, купили его, поверив заводским маркировкам, и в один прекрасный день проводка вдруг начинает неожиданно плавиться, происходит замыкание, а так и до пожара не далеко, хорошо, если при замыкании сработает автомат.

Зачастую причина, приходящая на ум горе-монтажнику, представляется как неправильно рассчитанное сечение провода. Однако, при пересчете выясняется, что все было рассчитано правильно, к тому же нагрузка не превысила по току допустимого предела, но почему-то произошел перегрев и расплавилась изоляция. Взглянув на проблему более внимательно, вооружившись штангенциркулем, человек обнаруживает, что диаметр то на 0,15 миллиметра меньше, а для тока это уже критичная разница в 2 ампера.

Как же быть? Прежде всего нужно уметь самостоятельно вычислить реальное сечение провода (жилы), прежде чем его покупать. Далее рассмотрим простой способ вычисления сечения жилы.

В первую очередь, вооружившись штангенциркулем, измерьте диаметр жилы проводника в миллиметрах. Разделите полученное значение на 2, так вы получите радиус. Следующим шагом возведите значение радиуса в квадрат (умножьте его значение на него же), и умножьте результат на число Пи, равное 3,1416. Вы получите значение сечения круглого проводника в квадратных миллиметрах.

У меня есть медный провод, сечение жилы которого я хочу узнать. Измеряю диаметр штангенциркулем, получается 1,2 мм, это диаметр жилы. Значит радиус жилы 0,6 мм. Возвожу в квадрат, и получаю 0,36, затем умножаю 0,36 на Пи, равное 3,1416, получаю 1,13 квадратных миллиметра. Делаю вывод: 3 киловатта при 220 вольтах этот провод точно выдержит.

Но что же делать, если под рукой штангенциркуля не оказалось? Достаточно оголить провода побольше, и намотать плотно несколько витков, скажем на стержень отвертки, а затем измерить линейкой длину намотки в миллиметрах, и разделить ее на количество витков.

Все тот же провод, с все той же жилой. Намотали на отвертку плотно 10 витков этой жилы, измеряем линейкой: они занимают 12 миллиметров, - значит жила имеет диаметр 1,2 миллиметра. Следовательно радиус 0,6 мм, и площадь сечения получается 0,6*0,6*3,1416 = 1,13 квадратных миллиметра.

Конечно, не всегда удобно наматывать толстый провод на стержень, гораздо удобней пользоваться штангенциркулем, но если выбора нет, то линейки, отвертки (или другого цилиндрического предмета, да хоть куска фанеры) и калькулятора оказывается достаточно, ну и плюс знание формулы.



Вообще, существуют таблицы, по которым можно легко определить площадь сечения жилы одножильного провода зная ее диаметр, и наоборот. Эти таблицы относятся и к гибким одножильным проводам, тогда берется в расчет диаметр проводящей части провода, состоящей из множества жил, и определяется общая площадь сечения проводящей многожильной части.

Надеемся, что эта краткая статья была для вас полезной, и теперь вы сможете легко определить реальное сечение провода, независимо от того, что написано на этикетке. Обычно, зная реальное сечение проводника и допустимый для этого сечения предельный ток, можно легко рассчитать, какого диаметра провод будет наиболее подходящим для ваших целей, чтобы работа силовых цепей была безопасной.

Говорят, что ремонт в доме сродни пожару. И в какой-то степени это действительно так. Ведь даже если начать делать только небольшую косметику, одна работа начинает тянуть за собой другую, а так и до полного ремонта недалеко.

И, конечно же, редко ремонт проходит без замены проводки. Ведь где-то необходимо поставить дополнительную розетку, а где-то и сам провод уже приходит в негодность (особенно это касается алюминиевых изделий). И вот тогда приходится думать, какую толщину провода выбрать, чтобы и в монтаже он был не слишком сложен, и не переплатить за лишние, ненужные квадратные сантиметры, но, в то же время, и чтобы хватило на все электроприборы, которых с каждым годом становится в квартирах все больше и больше.

Конечно, вопрос характеристик провода не только очень важен, но и сложен. Он требует серьезного подхода, расчетов и внимательности.

Сейчас попытаемся понять, как правильно определить сечение провода по диаметру, мощности, силе тока, а также как приобрести правильную толщину (измеряется в мм 2). Ведь иногда и маркировка может не совпадать с реальным диаметром.

Маркировка кабеля

Для начала имеет смысл разобраться с сечением токопроводящих изделий, которая указана на маркировке, на внешней стороне. К примеру, провод маркирован как АВВГ 3х2,5. Из этого обозначения можно узнать, что это алюминиевый проводник с изоляцией жил из ПВХ, с общей изоляцией из того же материала, без брони, т говоря на языке электриков, «голый». Но эта информация, которую можно узнать из буквенного обозначения, хотя и важна, но не настолько, как числовая маркировка. А по цифрам можно узнать, что кабель трехжильный, а площадь поперечного сечения проводника, то есть жилы, равна 2,5 мм.

Но часто бывает, что маркировка не совсем точна, погрешность может составить до 40 %, а это величина немалая (к примеру, написано КГ 3х16, а в действительности не более 12 мм 2). Ну а последствия такой неточности, естественно - прогоревшие кабеля (хорошо, если не сгоревшая квартира), а возможно, и испорченная бытовая техника.

Но, о способах, при помощи которых можно выполнить измерение сечения кабеля при покупке чуть ниже, а сейчас стоит рассмотреть материалы, из которых изготавливаются провода. Необходимо помнить что для одной и той же нагрузки сечение алюминиевого кабеля требуется большее, нежели медного. К тому же медь дает меньшие потери электропроводности, а также намного долговечнее. Конечно, и стоимость медных проводов выше, но это компенсируется при эксплуатации, а потому, такие кабеля предпочтительнее.

Расчет сечения провода по диаметру

Первое, что необходимо сделать перед тем, как идти в магазин за проводом - это вычислить необходимое сечение кабеля для того или иного помещения. Для этого нужно понять, какие приборы будут «нагружать» помещение. Суммировав мощности всех бытовых приборов, взять общую, и уже по ней, согласно таблице, выбрать нужные характеристики кабеля.

Аналогичным образом ведутся расчеты и по силе тока. Главное в этом деле ничего не упустить. Оптимальным будет кабель, толщина которого на 15–20 % больше требуемой по нагрузке. Тогда, при необходимости, можно подключить еще какие-то приборы, которые могут со временем появиться в помещении.

Все таблицы для выбора сечения провода по мощности или силе тока приведены в этой статье. Но как определить сечение кабеля, не глядя на маркировку, ведь она может не соответствовать действительности? Высчитать площадь сечения провода несложно.

Как посчитать сечение при покупке

При приобретении кабеля необходимо убедиться, что его сечение соответствует заявленной маркировке. Для этого можно приобрести пробный образец. Обычно минимальная длина в продаже составляет 0,5 метра - этой длины вполне будет достаточно.

Для замера найдите и возьмите с собой с собой штангенциркуль (механический или электронный, что предпочтительнее) или микрометр. Электронные приборы, конечно же, точнее, но они не у каждого имеются, а вот механический найдется практически у каждого.

Но даже если его нет, может выручить простая отвертка и линейка. Сейчас попробуем разобраться, как вычислить параметры сечения по рассчитанному радиусу.

Замеры микрометром или штангенциркулем

Для того, чтобы высчитать площадь сечения проводника, для начала необходимо зачистить одну из жил провода, диаметр которого нам требуется. Достаточная длина для замера подобным способом - 1 см. Далее, при помощи штангенциркуля или микрометра замеряется толщина жилы - это, как можно догадаться, и будет диаметр кабеля. Но для расчета соотношения сечения к диаметру по формуле нужна такая величина, как радиус, а потому делим полученное значение на 2. После такого перевода диаметр больше не используется, все считают с данными радиуса.

После произведенных замеров используется формула, по которой и вычисляется поперечное сечение кабеля, то есть площадь сечения кабеля - S = π*r2, где π - постоянная величина, равная 3,14.

Таким образом, если диаметр жилы составил 3,6 мм, тогда расчеты будут следующими:

3,6:2 = 1,8; после 3,14 х (1,8х1,8) = 3,14 х 3,24 = 10,17. Отсюда следует, что площадь сечения определяемого кабеля, диаметр жилы которого составила 3,6 мм. равна 10,17 кв. мм.

Аналогичным образом можно рассчитать толщину многопроволочного гибкого токопроводящего изделия, но при подобных расчетах нужно замерить диаметр одной проволоки из жилы, после умножить получившуюся цифру на количество проволок, которые составляют жилу, а потом уже высчитать толщину кабеля по вышеуказанной формуле.

Как становится ясно, вычислить толщину проводника по диаметру не так уж и сложно, причем, еще на стадии проекта можно перевести сечение в диаметр, тогда не нужно будет высчитывать данные, стоя у прилавка, в чем и плюс данного действия.

Замеры кабеля линейкой


При отсутствии высокоточных приспособлений для замера толщины провода, можно воспользоваться обычной линейкой и отверткой. Для замера понадобится зачистить не менее 10 см жилы (чем больше будет зачищено, тем точнее можно вычислить диаметр).

После снятия изоляции голая жила наматывается на отвертку таким образом, чтобы между витками не было зазоров, а получившаяся на жале отвертки спираль замеряется при помощи линейки. Для удобства желательно брать целое число в миллиметрах. Для примера, от начального края провода до края 10 витка получилось 23 мм. Тогда необходимо 23 мм разделить на количество витков, что будет равно 23:10 = 2.3 мм. Это и будет необходимое значение для того, чтобы вычислить толщину жилы кабеля. Ну а дальше снова по той же формуле - 2.3:2 = 1.15х1.15 = 1.3225х3.14 = 4.15. Вот и перевели диаметр в сечение проводника.

Аналогично производятся расчеты и по гибким многопроволочным проводам.

Определение сечения провода по таблицам

Как определить поперечное параметры кабеля, если не хочется возле прилавка производить расчеты? Для подобных случаев есть таблица для определения сечения и диаметра провода, которая также представлена в данной статье. Но при этом необходимо быть готовым к тому, что нужного диаметра жилы в них не окажется. В таком случае лучше принять за необходимое ближайшее меньшее значение. По крайней мере, в таком случае образуется небольшой запас по мощности.


Также, еще на стадии проектирования электромонтажа, необходимо определение при помощи таблиц сечения кабеля, которое будет нужно. Надо понимать, что на этот параметр провода влияет много факторов.

Конечно же, главным образом необходимо учесть потребляемую мощность или потребляемый ток всех бытовых электроприборов. Но, кроме этого, учитывается и длина кабеля, то есть расстояние от распределительного щита до прибора или до распределительной коробки, от которой могут пойти кабеля меньшего диаметра. Также на толщину провода влияет и окружающая температура. Если проводка монтируется в помещении с повышенной температурой, то смело можно добавлять 15–20%.

Опять же, если монтаж электропроводки ведется наружным способом, возможно применение кабеля меньшего диаметра, так как окружающий воздух будет лучше охлаждать жилы провода.

Материал изготовления провода

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

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

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

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


Особенности сечения провода на 380 вольт

Выбирая сечение или диаметр провода, который будет работать с напряжением в 380 вольт, необходимо учитывать, что фаза по такому кабелю подается не по одной, а по трем жилам. А потому и нагрузка будет распределена по всем трем. Как узнать сечение провода с тремя жилами? Да очень просто. Нужно также определить диаметр одной из жил, после, зная как найти сечение двухжильного провода, произвести перевод в этот параметр.

А после этого полученную цифру можно смело умножать на три. Либо изначально делить максимальную нагрузку на то же.

Вообще, подобные кабеля используются в основном в промышленности, так как в обычной жилой квартире нет оборудования, которое работает на подобном напряжении, а потому слишком глубоко рассматривать этого вопрос не стоит.

Вместо послесловия

Теперь вопрос определения сечение провода по диаметру не кажется таким уж сложным.

Выбирая необходимый диаметр кабеля для монтажа электропроводки в квартире не стоит слишком надеяться на добросовестность производителя, в любом случае большая их часть заботится не о нашей безопасности, а о своем финансовом благополучии. Многие из них увеличивают толщину изоляции, уменьшая при этом реальные параметры. В итоге товар выглядит внешне так, как и должен, но мощность, на которую должен быть рассчитан, уже не выдерживает. А потому имеет смысл всегда пересчитывать толщину вышеописанным способом, даже если это изделие проверенного производителя.

Как говорится, доверяй, но проверяй. Ведь не производителю пользоваться смонтированной проводкой, и не ему переделывать ее в случае прогорания. А потому, каждый сам должен заботиться о своем удобстве и комфорте проживания.

myCableEngineering.com> Вымышленные размеры

Традиционно толщина кабельного покрытия соотносилась с номинальным диаметром кабеля с помощью пошаговых таблиц. Поскольку расчетный номинальный диаметр может отличаться, это может привести к колебаниям толщины слоев кабелей одинаковой конструкции. IEC 60502-2 «Кабели на номинальное напряжение от 6 кВ до 30 кВ» вводит концепцию фиктивного расчета для преодоления этих проблем.

Фиктивный метод

Проводники - их условный диаметр, d L (независимо от формы или компактности) определяется по:

CSA мм 2 d L мм CSA мм 2 d L мм
1. 5 1,4 15 13,8
2,5 1,8 185 15,3
4 2,3 240 17,5
6 2,8 300 19,5
10 3,6 400 22.6
16 4,5 500 25,2
25 5,6 630 28,3
35 6,7 800 31,9
50 8,0 1000 35,7
70 9.4 1200 39,1
95 11,0 1400 42,2
120 12,4 1600 54,1

Жилы - для жил кабеля без полупроводящих слоев условный диаметр жилы D c определяется по формуле:

Dc = dL + 2ti

и для кабелей с полупроводящими слоями:

Dc = dL + 2ti + 3. 0

где:
D c - диаметр жилы в мм
t i - номинальная толщина изоляции в мм

Диаметр по наложенным сердечникам - дает:

Df = кДк

где: k - коэффициент сборки

k = 1 для одножильных кабелей
k = 2 для двухжильных кабелей
k = 2,16 для трехжильного кабеля
k = 2,42 для четырехжильных кабелей
к = 2.70 для пятижильного кабеля

Внутреннее покрытие / постельное белье - условный диаметр D B предоставляется по:

ДБ = Df + 2 ТБ

где:
D B - диаметр или внутреннее покрытие / подстилка в мм
t B - толщина подстилки в мм
= 0,4 мм для D f <= 40 мм
= 0,6 мм для D f > 40 мм

Концентрические кондукторы и металлические экраны - увеличение диаметра за счет экранов определяется по:

CSA соцентрического проводника или металлического экрана мм 2 Увеличение диаметра, мм CSA соцентрического проводника или металлического экрана мм 2 Увеличение диаметра мм
1. 5 0,5 50 1,7
2,5 0,5 70 2,0
4 0,5 95 2,4
6 0,6 120 2,7
10 0.8 150 3,0
16 1,1 185 4,0
25 1,2 240 5,0
35 1,5 300 6.0

Примечание: если площадь поперечного сечения находится между двумя значениями, это наибольшее значение как увеличение диаметра.

- лента экранная:

площадь поперечного сечения = nt × tt × wt

где:
n t - количество лент
t t - номинальная толщина отдельной ленты в мм
w t - номинальная ширина отдельной ленты в мм

для ленты внахлест с нахлестом, общая толщина вдвое больше, чем у одной ленты

для продольно накладываемого типа:
- перекрытие <30%, общая толщина = толщина ленты
- перекрытие> = 30%, общая толщина - 2 x толщина ленты

- проволочный экран:

площадь поперечного сечения = n × wdw2 × π4 + nh × th × Wh

где:
n w - количество жил
d w - диаметр проволоки в мм
n h - количество встречных спиралей
t h - толщина спирали спираль в мм (если больше 3 мм)
W h - ширина встречной спирали в мм

Свинцовая оболочка - условный диаметр ножницы, D pb определяется по:

ДПБ = Дг + 2ТПБ

где:

D g - условный диаметр под свинцовой оболочкой в ​​мм
t pb - толщина свинцовой оболочки в мм

Разделительная оболочка - условный диаметр D s Выдано:

Дс = Ду + 2ц

где:
D u - условный диаметр под разделительной оболочкой в ​​мм
t s - толщина разделительной оболочки в мм

Притертая подстилка - условный диаметр D фунтов предоставлено:

Dlb = Dulb + 2tlb

где:
D ulb - условный диаметр под притертой подстилкой в ​​мм
т фунтов - толщина притертой подстилки в мм

Дополнительная подстилка для кабелей с ленточной арматурой - обеспечивает внутреннее покрытие дувер:

- условный диаметр под подсыпку <= 29мм, увеличение 1. 0 мм
- условный диаметр под доп. конструкцию> 29 мм, увеличение 1,6 мм

Броня - условный диаметр над броней, D x задается по:

- броня из плоской или круглой проволоки:

Dx = DA + 2tA + 2tw

где:
D A - диаметр под броней в мм
t A - толщина или диаметр бронепроволоки, мм
t w - толщина встречной спирали (если есть) в мм (если> 3 мм)

- двойная ленточная броня:

Dx = DA + 4tA

где:
D a - диаметр под броней в мм
т A - толщина броневой ленты в мм

Сердечник трансформатора и конструкция сердечника трансформатора

Назначение сердечника трансформатора

В силовом трансформаторе есть первичная, вторичная, а иногда и третичная обмотка.Производительность трансформатора в основном зависит от магнитных связей между этими обмотками. Для эффективной индукционной связи между этими обмотками в трансформаторе должен быть предусмотрен один магнитный путь с низким сопротивлением, общий для всех обмоток. Этот магнитный путь с низким сопротивлением в трансформаторе известен как сердечник трансформатора . Три основных типа сердечников трансформатора:

  1. Трансформаторы с сердечником
  2. Трансформаторы с корпусом
  3. Трансформаторы с воздушным сердечником

Влияние диаметра сердечника трансформатора

Рассмотрим диаметр сердечника трансформатора be ′ D ′.
Затем площадь поперечного сечения сердечника,

Теперь, напряжение на виток,

Где, B м - максимальная магнитная индукция сердечника.

E пропорционально D 2 .
Следовательно, напряжение на виток увеличивается с увеличением диаметра сердечника трансформатора.
Опять же, если напряжение на обмотке трансформатора равно V.
Тогда V = eN, где N - количество витков в обмотке.
Если V постоянно, e обратно пропорционально N. И, следовательно, D 2 обратно пропорционально N.Таким образом, диаметр сердечника увеличивается, количество витков в обмотке трансформатора уменьшается. Уменьшение количества витков, уменьшение высоты ветвей сердечника, несмотря на уменьшение высоты ветвей сердечника, увеличение диаметра сердечника приводит к увеличению габаритного диаметра магнитопровода трансформатора . Этот увеличенный вес стали в конечном итоге приводит к увеличению потерь в сердечнике трансформатора. Увеличение диаметра сердечника приводит к увеличению основного диаметра обмотки. Несмотря на увеличенный диаметр витков обмотки, меньшее количество витков в обмотках приводит к меньшим потерям меди в трансформаторе.

Итак, мы продолжаем увеличивать диаметр сердечника трансформатора, потери в сердечнике трансформатора будут увеличиваться, но в то же время потери нагрузки или потери меди в трансформаторе уменьшаются. С другой стороны, если диаметр сердечника уменьшается, вес стали в сердечнике уменьшается; что приводит к меньшим потерям в сердечнике трансформатора, но в то же время это приводит к увеличению количества витков в обмотке, означает увеличение веса меди, что приводит к дополнительным потерям меди в трансформаторе.Таким образом, диаметр сердечника должен быть оптимизирован при проектировании сердечника трансформатора с учетом обоих аспектов.

Материал сердечника трансформатора

Основная проблема сердечника трансформатора заключается в его гистерезисе и потерях на вихревые токи. Потери на гистерезис в трансформаторе в основном зависят от материалов сердечника. Обнаружено, что небольшое количество кремния, легированного сталью с низким содержанием углерода, дает материал для сердечника трансформатора, который имеет низкие гистерезисные потери и высокую магнитную проницаемость.Из-за увеличения потребности в мощности необходимо еще больше снизить потери в сердечнике, и для этого применяется другой метод обработки стали, известный как холодная прокатка. Этот метод обеспечивает ориентацию зерна в ферромагнитной стали в направлении прокатки.

Стальная сердцевина, прошедшая как легирование кремнием, так и холодную прокатку, широко известна как CRGOS или холоднокатаная кремниевая сталь с ориентированной зернистостью. Этот материал сейчас повсеместно используется для изготовления сердечников трансформаторов.

Хотя этот материал имеет низкие удельные потери в железе, но все же; у него есть некоторые недостатки, например, он подвержен увеличению потерь из-за потока потока в направлении, отличном от ориентации зерен, а также подвержен ухудшению характеристик из-за воздействия изгиба и вырубки режущего листа CRGOS. На обе поверхности листа нанесено изолирующее оксидное покрытие.

Оптимальная конструкция поперечного сечения сердечника трансформатора

Максимальная магнитная индукция стали CRGO составляет около 1.9 тесла. Означает, что сталь становится насыщенной при плотности магнитного потока 1,9 Тл. Одним из важных критериев конструкции сердечника трансформатора является то, что он не должен быть насыщен во время нормального режима работы трансформатора. Напряжения трансформатора зависят от его полного намагничивающего потока. Полный поток намагничивания через сердечник - это не что иное, как произведение плотности потока и площади поперечного сечения сердечника. Следовательно, магнитной индукцией сердечника можно управлять, регулируя площадь поперечного сечения сердечника во время его проектирования.

Идеальная форма поперечного сечения сердечника трансформатора - круглая. Для получения идеального круглого поперечного сечения каждый последующий ламинированный стальной лист должен быть разрезан на разные размеры и размеры. Это абсолютно неэкономично для практического производства. На самом деле производители используют разные группы или пакеты заранее определенного количества ламинированных листов одинакового размера. Группа или пакет представляет собой блок ламинированных листов с заранее определенной оптимальной высотой (толщиной). Ядро представляет собой сборку этих блоков таким последовательным образом в зависимости от их размера от центральной линии сердечника, что дает оптимальную круглую форму поперечного сечения. Такое типичное поперечное сечение показано на рисунке ниже.

Маслопроводы необходимы для охлаждения активной зоны. Охлаждающие каналы необходимы, поскольку температура горячих точек может стать опасно высокой, а их количество зависит от диаметра сердечника и материалов, из которых он изготовлен. В дополнение к этому, стальные зажимные пластины необходимы с обеих сторон сердечника для зажима ламинации. Блоки ламинирования стального листа, маслопроводы и прижимные пластины; все должно лежать на периферии оптимального основного круга.
Чистая площадь поперечного сечения рассчитывается на основе размеров различных пакетов, и делается поправка на пространство, потерянное между слоями (известное как коэффициент штабелирования), для которого стальной лист толщиной 0,28 мм с изоляционным покрытием составляет приблизительно 0,96. Также вычитается площадь маслопроводов. Отношение чистой площади поперечного сечения сердечника к общей площади поперечного сечения внутри воображаемой периферийной окружности известно как коэффициент использования сердечника трансформатора. Увеличение числа шагов улучшает коэффициент использования, но в то же время увеличивает стоимость производства.Оптимальное количество ступеней от 6 (для меньшего диаметра) до 15 (для большего диаметра).

Производство сердечника трансформатора

При изготовлении сердечника трансформатора учитываются основные факторы

  1. Повышенная надежность.
  2. Снижение потерь в стали в трансформаторе и тока намагничивания.
  3. Снижение стоимости материалов и рабочей силы.
  4. снижение уровня шума.

Проверка качества необходима на каждом этапе производства, чтобы гарантировать качество и надежность.Стальной лист должен быть испытан на предмет обеспечения конкретных значений потерь в сердечнике или в стали. Ламинирование должно быть тщательно проверено и осмотрено визуально, ржавые и изогнутые ламинаты должны быть отклонены. Для уменьшения шумов трансформатора ламинаты должны быть плотно прижаты друг к другу и по возможности избегать пробивных отверстий, чтобы минимизировать поперечные магнитные потери в стали. Воздушный зазор в месте соединения ветвей и ярм должен быть уменьшен, насколько это возможно, для обеспечения максимально гладких проводящих путей для тока намагничивания.

Угловое соединение ветвей с помощью хомутов

Потери в сердечнике в трансформаторе происходят в основном из-за:

  1. Поток магнитного потока вдоль направления ориентации зерен,
  2. Поток магнитного потока перпендикулярно направлению ориентации зерен, это также известны как поперечные потери железа в зерне. Потеря поперечного зерна в основном происходит в зонах углового соединения ветвей с коромыслами и может быть в некоторой степени ограничена применением специальных методов углового соединения.Обычно в сердечнике трансформатора используются два типа соединений:
    1. Чередующиеся соединения
    2. Угловые соединения

Чередующиеся соединения в сердечнике трансформатора

Чередующиеся соединения в сердечнике трансформатора - это простейшая форма соединений. Этот стык показан на рисунке. Флюс выходит и входит в стык перпендикулярно ориентации зерен. Следовательно, поперечные потери зерна в соединениях этого типа высоки. Но, учитывая низкую стоимость изготовления, предпочтительно использовать трансформатор малой мощности.

Скошенные стыки в сердечнике трансформатора

Здесь ламинат разрезан под углом 45 o . Кромки ламинированных ветвей и ярма располагаются лицом к лицу в стыках со скосом в сердечнике трансформатора. Здесь флюс входит и выходит из ламинации, плавно перемещаясь по направлению своего потока; следовательно, поперечные потери здесь минимальны. Однако это связано с повышенными производственными затратами. Предпочтительно использовать в трансформаторах, где минимизация потерь является основным критерием при проектировании сердечника трансформатора .

Глоссарий магнитных терминов - Micrometals

AL Value (nH / N 2 ): Номинальная индуктивность сердечника в наногенри (10-9 генри) на виток в квадрате на основе пиковой плотности потока переменного тока 10 гаусс ( 1 миллитесла) на частоте 10 кГц. Примечание: 35,0 нГн / Н 2 = 350 мкГн на 100 витков = 35,0 мГн на 1000 витков.

Butt-Gap: Зазор между сердечниками E за счет равного расстояния между всеми тремя опорами сердечников, а не только зазор в центральной опоре.Для электрического дублирования заданного стыкового зазора требуется вдвое больший зазор между стойками.

Дроссель: Другой термин для обозначения катушки индуктивности, которая предназначена для фильтрации или подавления сигналов.

Синфазный шум: Электрические помехи, общие для обеих линий по отношению к заземлению.

Потери в меди (Вт): Потери мощности (I2R) или тепло, выделяемое током (I), протекающим в обмотке с сопротивлением (R).

Потери в сердечнике (Вт): Потери мощности или тепло, выделяемое магнитным материалом, подвергающимся воздействию переменного магнитного поля.

Площадь поперечного сечения (A): Эффективная площадь поперечного сечения (см 2 ) сердечника, доступного для магнитного потока. Площадь поперечного сечения, указанная для тороидальных сердечников, основана на размерах сердечника без оболочки с поправкой на радиус 5%.

Шум в дифференциальном режиме: Электрические помехи, которые не являются общими для обеих линий, но присутствуют между ними. Это также известно как шум нормального режима.

Накопление энергии (1/2 LI2): Количество энергии, накопленной в микроджоулей (10-6 джоулей), является произведением половины индуктивности (L) в микрогенри (10-6 генри), умноженной на ток ( I) в квадрате в амперах.

Полная обмотка: Обмотка для тороидальных сердечников, при которой остается 45% внутреннего диаметра сердечника. Обмотка для сердечников E, которая приведет к полной шпульке. Тип изоляции, герметичность обмотки и ограничения оборудования для намотки катушек могут вносить изменения.

Начальная проницаемость (μo): Это значение проницаемости при пиковой плотности потока переменного тока 10 гаусс (1 миллитесла). μ = B / H. Проницаемость, указанная для каждого материала, приводится только для справки.Ядра изготавливаются в соответствии с перечисленными значениями AL.

Сила намагничивания (H): Сила магнитного поля, которая создает магнитный поток. 1 эрстед = 79,58 А / м = 0,7958 А / c

Для любых дополнительных определений, пояснений или технической поддержки используйте нашу контактную форму или отправьте электронное письмо по адресу [email protected]

Средняя длина магнитного пути (l): Эффективная магнитная длина структуры сердечника (см) .

MLT (см): Средняя длина жилы на один виток.

Пиковая плотность потока переменного тока (Bpk): Количество линий потока на единицу площади поперечного сечения, создаваемых переменным магнитным полем (от нуля или чистого постоянного тока). В общем: (1 гаусс = 10-4 тесла)

Плотность потока от пика до пика (∆B): В переменном магнитном поле предполагается, что плотность потока от пика до пика вдвое превышает значение пикового потока переменного тока. плотность. ∆B = 2 Бпк.

Процент начальной проницаемости (% μo): Представляет процентное изменение проницаемости от начального значения.Поскольку керны изготавливаются с учетом значения AL, а не указанной эталонной проницаемости, это также можно рассматривать как процентное значение AL.

Percent Ripple: Процент пульсации или потока переменного тока от общего потока; или в катушке индуктивности - процентное отношение переменного тока к среднему.

Процент насыщенности: Это равно 100% - процентной начальной проницаемости. то есть: 20% насыщения = 80% начальной проницаемости.

Простая обмотка: Обмотка для тороидальных сердечников, при которой остается 78% внутреннего диаметра сердечника.Часто это дает однослойную обмотку.

Однослойная обмотка: Обмотка для тороидального сердечника, обеспечивающая полное использование внутренней окружности сердечника без перекрытия витков. На результат влияет толщина изоляции и плотность обмотки.

Swing: Термин, используемый для описания реакции индуктивности на изменения тока. Пример: качание 2: 1 соответствует катушке индуктивности, которая показывает в 2 раза большую индуктивность при очень низком токе, чем при максимальном номинальном токе.Это также соответствовало бы работе активной зоны при 50% начальной проницаемости (также 50% насыщения) при максимальном токе.

Площадь поверхности (см2): Эффективная площадь поверхности типичного намотанного сердечника, способная рассеивать тепло.

Повышение температуры (∆T): Повышение температуры поверхности компонента в отдельно стоящем воздухе из-за общей рассеиваемой мощности (потери как в меди, так и в сердечнике).

Калькулятор теории Ми - nanoComposix

Этот инструмент использует теорию Ми для расчета оптических сечений однокомпонентных сферических наночастиц или наночастиц ядро-оболочка. Полное сечение экстинкции пропорционально оптической плотности образца, измеренной с помощью стандартной УФ-видимой спектроскопии, и калькулятор предоставляет информацию о том, как компоненты рассеяния и поглощения влияют на общую экстинкцию.

Инструкции

Выберите Материал сердечника из раскрывающегося меню и введите диаметр в нанометрах. Если для типа сердечника выбрано Other , введите показатель преломления (RI) в поле (обратите внимание, что это только реальный показатель преломления - без компонента поглощения).Если необходимо включить материал оболочки, выберите материал и введите толщину оболочки в нанометрах или выберите Нет , если оболочка не требуется. Введите начальную и конечную длины волн спектрального диапазона, который необходимо вычислить, и введите показатель преломления среды, окружающей частицы. Нажмите "Сюжет!" для расчета сечений экстинкции, поглощения и рассеяния одиночной частицы. Файл данных в формате CSV можно скачать; Обратите внимание, что единицы поперечного сечения в загруженных данных выражены в единицах m 2 / частица.

Свойства материала

Значения диэлектрической проницаемости в калькуляторе взяты из литературы, и для данного материала можно использовать несколько источников, чтобы расширить диапазон длин волн, который может использоваться для расчетов. Справочник по химии и физике CRC и веб-сайт RefractiveIndex.info представляют собой полезные ссылки, которые предоставляют информацию и литературные источники, описывающие оптические свойства широкого диапазона материалов.

Цитата

Используемая здесь реализация теории Ми была разработана Стивом Ольденбургом, президентом компании nanoComposix, в рамках его докторской работы в Университете Райса.Более подробную информацию о теории и коде можно найти в его диссертации, которую можно процитировать как Oldenburg, S.J. Рассеяние света на золотых нанооболочках . Дисс. Университет Райса, 2000.


Поперечные измерения (например, ширина, диаметр, площадь поперечного сечения) Патенты и заявки на патенты (класс 250 / 559,24)

Номер патента: 9194691

Abstract: Раскрывается датчик объема, имеющий первый, второй и третий лазерные источники, излучающие первый, второй и третий лазерные лучи; первый, второй и третий светоделители, разделяющие первый, второй и третий лазерные лучи на первую, вторую и третью пары лучей; первый, второй и третий оптические узлы, расширяющие первую, вторую и третью пары лучей на первую, вторую и третью пары параллельных листов луча; четвертый, пятый и шестой оптические блоки, фокусирующие первую, вторую и третью пары пучков лучей в четвертую, пятую и шестую пары пучков; и первая, вторая и третья пары детекторов, принимающие четвертую, пятую и шестую пары лучей и преобразующие изменение интенсивности по меньшей мере одной из пар лучей в результате прохождения объектом по меньшей мере одного из первого, второго и третьего параллельные пучки пучков в по меньшей мере один электрический сигнал, пропорциональный трехмерному представлению объекта.

Тип: Грант

Подано: 25 ноября 2013 г.

Дата патента: 24 ноября 2015 г.

Цессионарий: U.S. Министерство энергетики

Изобретателей: Майкл Х. Лейн, Джеймс Л. Дойл младший, Майкл Дж. Бринкман

Феррит

- Почему тороидальные индукторы имеют квадратное поперечное сечение?

Учет использования помещения

Для того же объема материала сердечника «важные» внешние размеры готового продукта будут меньше, если используется квадратное поперечное сечение.Следовательно, например, он будет занимать меньше места на печатной плате.

Далее (см. Ниже), если используется прямоугольное поперечное сечение, внешний размер будет уменьшаться еще больше при той же площади поперечного сечения и средней длине магнитного пути.

Насыщенность внутреннего радиуса

Еще одна вещь, которую следует учитывать, - это внутренний радиус тороида. Если бы поперечное сечение сердечника было круглым, тогда для той же средней эффективной длины вокруг сердечника, что и у тороида квадратного сечения, был бы немного более короткий путь, который H-поле занимает на внутреннем радиусе, и это привело бы к небольшому увеличению насыщение при больших токах. 1 \ $ ферритовые тороиды от Ferroxcube. На самом деле эти тороиды имеют не квадратное поперечное сечение, а прямоугольную; меньший размер, обеспечивающий еще меньшее расхождение между внутренним и внешним радиусом (красным цветом обозначен мой расчетный размер): -

То же самое было обнаружено и для тороидов Fair-rite. Другими словами, предпочтительно иметь прямоугольное поперечное сечение, что, естественно, означает даже большую длину намотки, чем квадратное, и даже большую длину намотки, чем круглое поперечное сечение.2R \ $ Cu потери.

Итак, мы обычно берем среднюю эффективную длину пути, проходящую через середину радиуса сердцевины (т. Е. Там, где середина застряла в бублике), и игнорируем тот факт, что внутренний радиус будет немного более склонен к насыщению. чем внешний. Это то, чем мы занимаемся как инженеры, но если мы придирчивы к дизайну, нам нужно это рассмотреть.

Сердечник с круглым поперечным сечением, естественно, будет иметь меньший внутренний радиус, и из-за этого он будет иметь тенденцию к магнитному насыщению немного больше на этом внутреннем радиусе (по сравнению с квадратным поперечным сечением) и даже в большей степени по сравнению с прямоугольным сечением. сечение тороидального сердечника.

Обмоточная

И, следовательно, меньше места для размещения обмоток в сердечнике круглого сечения. Меньший внутренний радиус становится немного большим узким местом для проходящих через него проводов. Переход к прямоугольному поперечному сечению дает еще больше места.

Итого

Сердечник квадратного сечения (для аргументов, приведенных выше) будет иметь более однородный уровень плотности магнитного потока от внутреннего измерения к внешнему и позволит большему количеству медных проводов проходить через центр.1 \ $ "Popular" = переход на веб-сайт Farnell и выбор четырех разных ядер в верхней части списка, у которых есть значительные запасы.

Определение материала ферритового сердечника

Основной характеристикой, отличающей марки материалов Fair-Rite, является начальная проницаемость. Это индуктивная часть комплексной проницаемости материала, измеренная конкретно на частоте 10 кГц с плотностью потока менее 10 гаусс (синусоидальное возбуждение). Расчет начальной проницаемости исследуемого образца - самый надежный способ получить приблизительное представление о том, из какого материала он сделан.Чтобы оценить проницаемость, вам понадобится изолированный провод и какой-либо способ измерения индуктивности с помощью синусоидального сигнала 10 кГц (в крайнем случае, 1–100 кГц должны быть примерно одинаковыми для большинства материалов). В общем, измеритель LCR является оптимальным оборудованием для выполнения таких измерений. Приложив немного дополнительных усилий, можно было использовать источник сигнала вместе с осциллографом. Самая простая для оценки геометрия - это форма тороидального типа, хотя любой сердечник с замкнутой магнитной структурой можно оценить с достаточно высокой степенью точности.Сердечники с воздушными зазорами в конструкции также могут быть оценены, хотя способность различать сорта материала уменьшается по мере увеличения длины зазора. «Открытые» магнитные структуры также могут быть оценены на проницаемость, хотя способность различать различные сорта материала в значительной степени зависит от размеров сердечника и применяемой обмотки.

Закрытые магнитные конструкции

Первым шагом в оценке начальной проницаемости в замкнутой магнитной структуре является измерение основных физических размеров сердечника.Здесь цель состоит в том, чтобы вычислить основной параметр C 1 (см -1 ), который представляет собой эффективную длину пути ( l ), деленную на площадь поперечного сечения (A e ). Этот параметр необходим для расчета индуктивности воздушного сердечника, обозначенной как L 0 (H) для рассматриваемого сердечника. Уравнение для расчета L 0 выглядит следующим образом: В этом уравнении N = количество витков на сердечнике. Сердечники тороидального типа легче всего рассчитать из-за их однородной площади поперечного сечения, длины кругового пути и отсутствия воздушного зазора.

После расчета L 0 для сердечника необходимо измерить индуктивность. Следует использовать многооборотные обмотки, чтобы уменьшить влияние индуктивности, добавляемой ПРОВОДОМ, в измеренную индуктивность сердечника в сборе. Это предотвратит сильное искажение измерения проницаемости (особенно в материалах с низкой проницаемостью) из-за индуктивности самого провода. Рекомендуется от пяти до десяти витков через отверстие сердечника или вокруг центральной стойки в случае сопряженной геометрии или сердечника с несколькими отверстиями.Жилы с большей длиной пути к площади поперечного сечения должны иметь большее количество витков, чтобы уменьшить влияние провода. Затем необходимо измерить намотанный сердечник с помощью измерителя LCR, установленного на 10 кГц (значения 1–100 кГц должны быть одинаковыми для большинства материалов), и записать значение последовательной индуктивности. Для счетчиков LCR с регулируемым уровнем колебаний; Напряжение следует отрегулировать так, чтобы пиковая магнитная индукция (Bpk) оставалась ниже 10 гаусс: где E = среднеквадратичное значение синусоидального напряжения, f = частота в Гц, N = количество витков и A e = эффективная площадь поперечного сечения в см 2 . Следует иметь в виду, что на проницаемость будет влиять достаточно высокая пиковая плотность потока. Чтобы перейти от индуктивности к начальной проницаемости, измеренное значение Ls в Генри следует разделить на вычисленное значение L 0 в Генри. Для спаренных сердечников или ядер с зазором результирующее число (эффективная проницаемость) будет ниже, чем фактическая проницаемость материала, пропорциональная длине зазора.

Открытые магнитные структуры

Оценка открытых магнитных структур, таких как стержни и бобины, менее ясна, чем закрытых магнитных структур.Поскольку большая часть поля не содержится в сердечнике, начальная проницаемость значительно снижает влияние на индуктивность сборки намотки. Отношение длины к диаметру сердечника может значительно повлиять на способность различать материалы. Как видно на графике ниже; Сердечники с низким отношением длины к диаметру имеют очень низкую эффективную проницаемость (µ , стержень ), которая практически неотличима для материалов разных марок.

Уловка для оценки сердечника стержневого типа с низким отношением длины к диаметру состоит в том, чтобы взять несколько из них, помещенных встык, и проверить их как один более длинный стержень.Воздушные зазоры между сердечниками будут иметь относительно незначительное влияние на эффективную проницаемость, учитывая, что большая часть магнитного поля не содержится внутри сердечника. Это можно увидеть на примере практического испытания ниже, где стержни с низким отношением длины к диаметру из материалов 77 и 61 сложены вместе, чтобы сделать стержень все более длинным. При этом эффективную проницаемость (обозначенную индуктивностью) легче различать между двумя материалами, поскольку больше стержней соединяется вместе.Пример этого показан ниже. Как видно из приведенного ниже примера; материал (77) с более высокой проницаемостью приводит к более низкой индуктивности, чем материал (61) с более низкой проницаемостью, когда отношение L / D низкое. Это не совсем указывает на относительные характеристики материалов. Разница больше связана с трудностью измерения стержня с низким отношением L / D из-за относительно небольшого влияния проницаемости материалов на индуктивность.

Диаметр Длина Соотношение L / D Количество ядер N Индуктивность 77 Материал Индуктивность 61 Материал
9.474 8,17 0,86 1 10 2,75 2,98
9,474 24,50 2,59 3 30 34,15 29,4
9,474 48,99 5,17 6 60 171,93 137,97

Зона покрытия катушки стержнем также является важным фактором.Получение полного покрытия стержня даст более низкий модификатор индуктивности (K) и, следовательно, более высокую индуктивность, что упрощает различение различных материалов. Тенденцию модификатора индуктивности в зависимости от отношения длины катушки к длине стержня можно увидеть ниже.

Имея собранную на данный момент информацию, можно рассчитать эффективную проницаемость материала (µ , стержень ) по этой формуле. где:

K = Модификатор индуктивности µ 0 = 4π10 -7 µ стержень = Эффективная магнитная проницаемость (рисунок 1) N = Количество витков

Ae = Площадь поперечного сечения стержня (см 2 )

L = Длина стержня (см) L c = Длина намотки (см)

После расчета µ стержня полученное значение следует сравнить с таблицей на рисунке 1, чтобы сопоставить его с перечисленными материалами.Материалы, которые конкретно не указаны в таблице, могут быть интерполированы на основе начальной проницаемости относительно материалов, перечисленных в таблице. Например, если µ стержня больше материала 77/78 при данном соотношении длины к диаметру, можно сделать вывод, что используемый материал имеет более высокую начальную проницаемость (например, материал 75 или 76), чем материал 77 или 78.

Дополнительный метод

В открытых и закрытых магнитных структурах существует вероятность некоторого перекрытия проницаемостей между различными материалами.Часто существует вероятность того, что ферриты NiZn и MnZn имеют одинаковую или подобную проницаемость. Самый простой способ отличить эти два основных материала - измерить сопротивление материала. Существуют измерители удельного сопротивления, предназначенные для точного измерения объемного удельного сопротивления, но для определения между этими двумя основными типами будет достаточно измерения небольшого участка на поверхности детали с помощью простого мультиметра. Ферриты NiZn имеют относительно высокое удельное сопротивление по постоянному току от 100000 Ом-см и выше. Ферриты MnZn имеют объемное удельное сопротивление постоянному току около 3000 Ом-см и ниже. В то время как базовый мультиметр может не иметь диапазона для измерения ферритов NiZn, высокие показания вне диапазона будут указывать на то, что материал представляет собой NiZn, а не MnZn.

Заключение

Начальная проницаемость и приблизительная оценка проницаемости дадут довольно хорошую оценку материала, из которого сделан ферритовый сердечник. Иногда более одного ферритового материала соответствуют двум измеренным характеристикам.Чтобы различать эти материалы; Чтобы различать вторичные характеристики, такие как потери мощности, плотность потока насыщения, температура Кюри и многие другие, необходимо учитывать их. Эти характеристики обычно требуют более специализированного испытательного оборудования / процедур для измерения. Вместо возможности измерить эти характеристики всегда можно отправить образец в Fair-Rite для тестирования. Другой - создание короткого списка материалов и их опробование на месте.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *