Соотношение сечения провода и силы тока: Ток и сечение провода — Всё о электрике

Содержание

Таблица выбора сечения кабеля в зависимости от силы тока или мощности при прокладке проводов. Выбор сечения автомобильного провода — Ізолітсервіс

Таблица выбора сечения кабеля при прокладке проводов

Проложенные открыто

Проложенные в трубе

 Сечение

Медь

Алюминий 

Медь

Алюминий

 каб.,

 ток

W, кВт

 ток

W, кВт

ток 

W, кВт

 

W, кВт

мм2

А

220в

380в

А

220в

380в

А

220в

380в

А

220в

380в

0,5

11

2,4

--

--

--

--

--

--

--

-- 

--

--

0,75

15

3,3

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

1,0

17

3,7

6,4

--

--

--

14

3,0

5,3

--

--

--

1,5

23

5,0

8,7

--

--

--

15

3,3

5,7

--

--

--

2,0

26

5,7

9,8

21

4,6

7,9

19

4,1

7,2

14,0

3,0

5,3

2,5

30

6,6

11,0

24

5,2

9,1

21

4,6

7,9

16,0

3,5

6,0

4,0

41

9,0

15,0

32

7,0

12,0

27

5,9

10,0

21,0

4,6

7,9

6,0

50

11,0

19,0

39

8,5

14,0

34

7,4

12,0

26,0

5,7

9,8

10,0

80

17,0

30,0

60

13,0

22,0

50

11,0

19,0

38,0

8,3

14,0

16,0

100

22,0

38,0

75

16,0

28,0

80

17,0

30,0

55,0

12,0

20,0

25,0

140

30,0

53,0

105

23,0

39,0

100

22,0

38,0

65,0

14,0

24,0

35,0

170

37,0

64,0

130

28,0

49,0

135

29,0

51,0

75,0

16,0

28,0

Выбор сечения автомобильного провода:

Номин. сечение, мм2

Сила тока в одиночном проводе, А при длительной нагрузке и при температуре окружающей среды, оС

20

30

50

80

0,5

17,5

16,5

14,0

9,5

0,75

22,5

21,5

17,5

12,5

1,0

26,5

25,0

21,5

15,0

1,5

33,5

32,0

27,0

19,0

2,5

45,5

43,5

37,5

26,0

4,0

61,5

58,5

50,0

35,5

6,0

80,5

77,0

66,0

47,0

16,0

149,0

142,5

122,0

88,5

*Примечание: при прокладке проводов сечением 0,5 - 4,0 мм2 в жгутах, в поперечном сечении которых по трассе содержится от двух до семи проводов, сила допустимого тока в проводе составляет 0,55 от силы тока в одиночном проводе согласно таблице, а при наличии 8-19 проводов - 0,38 от силы тока в одиночном проводе.

Зависимость диаметра провода от силы тока

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

Алюминиевые жилы проводов и кабелей

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

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

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.

Сечение токопроводящей жилы, мм. Напряжение, 220 В Напряжение, 380 В
ток, А мощность, кВт ток, А мощность, кВт
1,5 19 4,1 16 10,5
2,5 27 5,9 25 16,5
4 38 8,3 30 19,8
6 46 10,1 40 26,4
10 70 15,4 50 33,0
16 85 18,7 75 49,5
25 115 25,3 90 59,4
35 135 29,7 115 75,9
50 175 38,5 145 95,7
70 215 47,3 180 118,8
95 260 57,2 220 145,2
120 300 66,0 260 171,6
Сечение токопроводящей жилы, мм. Напряжение, 220 В Напряжение, 380 В
ток, А мощность, кВт ток, А мощность, кВт
2,5 20 4,4 19 12,5
4 28 6,1 23 15,1
6 36 7,9 30 19,8
10 50 11,0 39 25,7
16 60 13,2 55 36,3
25 85 18,7 70 46,2
35 100 22,0 85 56,1
50 135 29,7 110 72,6
70 165 36,3 140 92,4
95 200 44,0 170 112,2
120 230 50,6 200 132,0
Сечение токопроводящей жилы, мм. Открыто Ток, А, для проводов проложенных в одной трубе
Двух одножильных Трех одножильных Четырех одножильных Одного двухжильного Одного трехжильного
0,5 11
0,75 15
1 17 16 15 14 15 14
1,2 20 18 16 15 16 14,5
1,5 23 19 17 16 18 15
2 26 24 22 20 23 19
2,5 30 27 25 25 25 21
3 34 32 28 26 28 24
4 41 38 35 30 32 27
5 46 42 39 34 37 31
6 50 46 42 40 40 34
8 62 54 51 46 48 43
10 80 70 60 50 55 50
16 100 85 80 75 80 70
25 140 115 100 90 100 85
35 170 135 125 115 125 100
50 215 185 170 150 160 135
70 270 225 210 185 195 175
95 330 275 255 225 245 215
120 385 315 290 260 295 250
150 440 360 330
185 510
240 605
300 695
400 830
Сечение токопроводящей жилы, мм. Открыто Ток, А, для проводов проложенных в одной трубе
Двух одножильных Трех одножильных Четырех одножильных Одного двухжильного Одного трехжильного
2 21 19 18 15 17 14
2,5 24 20 19 19 19 16
3 27 24 22 21 22 18
4 32 28 28 23 25 21
5 36 32 30 27 28 24
6 39 36 32 30 31 26
8 46 43 40 37 38 32
10 60 50 47 39 42 38
16 75 60 60 55 60 55
25 105 85 80 70 75 65
35 130 100 95 85 95 75
50 165 140 130 120 125 105
70 210 175 165 140 150 135
95 255 215 200 175 190 165
120 295 245 220 200 230 190
150 340 275 255
185 390
240 465
300 535
400 645
Сечение токопроводящей жилы, мм. Ток*, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле
1,5 23 19 33 19 27
2,5 30 27 44 25 38
4 41 38 55 35 49
6 50 50 70 42 60
10 80 70 105 55 90
16 100 90 135 75 115
25 140 115 175 95 150
35 170 140 210 120 180
50 215 175 265 145 225
70 270 215 320 180 275
95 325 260 385 220 330
120 385 300 445 260 385
150 440 350 505 305 435
185 510 405 570 350 500
240 605
Сечение токопроводящей жилы, мм. Ток, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле
2,5 23 21 34 19 29
4 31 29 42 27 38
6 38 38 55 32 46
10 60 55 80 42 70
16 75 70 105 60 90
25 105 90 135 75 115
35 130 105 160 90 140
50 165 135 205 110 175
70 210 165 245 140 210
95 250 200 295 170 255
120 295 230 340 200 295
150 340 270 390 235 335
185 390 310 440 270 385
240 465
Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки
Сечение медных жил проводов и кабелей, кв.мм Допустимый длительный ток нагрузки для проводов и кабелей, А Номинальный ток автомата защиты, А Предельный ток автомата защиты, А Максимальная мощность однофазной нагрузки при U=220 B Характеристика примерной однофазной бытовой нагрузки
1,5 19 10 16 4,1 группа освещения и сигнализации
2,5 27 16 20 5,9 розеточные группы и электрические полы
4 38 25 32 8,3 водонагреватели и кондиционеры
6 46 32 40 10,1 электрические плиты и духовые шкафы
10 70 50 63 15,4 вводные 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 линий Наименьшее сечение кабелей и проводов с медными жилами, кв.мм
Линии групповых сетей 1,5
Линии от этажных до квартирных щитков и к расчетному счетчику 2,5
Линии распределительной сети (стояки) для питания квартир 4

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

Большое значение в электротехнике имеет такая величина, как поперечное сечение провода и нагрузка. Без этого параметра невозможно проведение каких-либо расчетов, особенно, связанных с прокладкой кабельных линий. Ускорить необходимые вычисления помогает таблица зависимости мощности от сечения провода, применяемая при проектировании электротехнического оборудования. Правильные расчеты обеспечивают нормальную работу приборов и установок, способствуют надежной и долговременной эксплуатации проводов и кабелей.

Правила расчетов площади сечения

На практике расчеты сечения любого провода не представляют какой-либо сложности. Достаточно всего лишь вычислить сечение кабеля по диаметру с помощью штангенциркуля, а затем полученное значение использовать в формуле: S = π (D/2)2, в которой S является площадью сечения, число π составляет 3,14, а D представляет собой измеренный диаметр жилы.

В настоящее время используются преимущественно медные провода. По сравнению с алюминиевыми, они более удобны в монтаже, долговечны, имеют значительно меньшую толщину, при одинаковой силе тока. Однако, при увеличении площади сечения стоимость медных проводов начинает возрастать, и все преимущества постепенно теряются. Поэтому при значении силы тока более 50-ти ампер практикуется применение кабелей с алюминиевыми жилами. Для измерения сечения проводов используются квадратные миллиметры. Наиболее распространенными показателями, применяемыми на практике, являются площади 0,75; 1,5; 2,5; 4,0 мм2.

Таблица сечения кабеля по диаметру жилы

Основным принципом расчетов служит достаточность площади сечения, для нормального протекания через него электрического тока. То есть, допустимый ток не должен нагревать проводник до температуры свыше 60 градусов. Падение напряжения не должно превышать допустимого значения. Этот принцип особенно актуален для ЛЭП большой протяженности и высокой силы тока. Обеспечение механической прочности и надежности провода осуществляется за счет оптимальной толщины провода и защитной изоляции.

Сечение провода по току и мощности

Прежде чем рассматривать соотношение сечения и мощности, следует остановиться на показателе, известном, как максимальная рабочая температура. Данный параметр обязательно учитывается при выборе толщины кабеля. Если этот показатель превышает свое допустимое значение, то из-за сильного нагрева металл жилы и изоляция расплавятся и разрушатся. Таким образом, происходит ограничение рабочего тока для конкретного провода его максимальной рабочей температурой. Важным фактором является время, в течение которого кабель сможет функционировать в подобных условиях.

Основное влияние на устойчивую и долговечную работу провода оказывает потребляемая мощность и сила тока. Для быстроты и удобства расчетов были разработаны специальные таблицы, позволяющие подобрать необходимое сечение в соответствии с предполагаемыми условиями эксплуатации. Например, при мощности 5 кВт и силе тока в 27,3 А, площадь сечения проводника составит 4.0 мм2. Точно так же подбирается сечение кабелей и проводов при наличии других показателей.

Необходимо учитывать и влияние окружающей среды. При температуре воздуха, на 20 градусов превышающей нормативную, рекомендуется выбор большего сечения, следующего по порядку. То же самое касается наличия нескольких кабелей, содержащихся в одном жгуте или значения рабочего тока, приближающегося к максимальному. В конечном итоге, таблица зависимости мощности от сечения провода позволит выбрать подходящие параметры на случай возможного увеличения нагрузки в перспективе, а также при наличии больших пусковых токов и существенных перепадов температур.

Формулы для расчета сечения кабеля

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

Расчет сечения проводов.

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

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

S = π (D/2)2 ,

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

Более удобный вид формулы площади сечения провода:

Небольшая поправка – является округленным коэффициентом. Точная расчетная формула:

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

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

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

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

Выделяют, три основные принципа, при выборе сечения провода.

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

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

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

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

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

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

Максимальный ток для разной толщины медных проводов. Таблица 1.

Сечение токопроводящей жилы, мм 2

Ток, А, для проводов, проложенных

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Зависимость сечения кабеля от силы тока

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

Алюминиевые жилы проводов и кабелей

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

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

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.

Сечение токопроводящей жилы, мм. Напряжение, 220 В Напряжение, 380 В
ток, А мощность, кВт ток, А мощность, кВт
1,5 19 4,1 16 10,5
2,5 27 5,9 25 16,5
4 38 8,3 30 19,8
6 46 10,1 40 26,4
10 70 15,4 50 33,0
16 85 18,7 75 49,5
25 115 25,3 90 59,4
35 135 29,7 115 75,9
50 175 38,5 145 95,7
70 215 47,3 180 118,8
95 260 57,2 220 145,2
120 300 66,0 260 171,6
Сечение токопроводящей жилы, мм. Напряжение, 220 В Напряжение, 380 В
ток, А мощность, кВт ток, А мощность, кВт
2,5 20 4,4 19 12,5
4 28 6,1 23 15,1
6 36 7,9 30 19,8
10 50 11,0 39 25,7
16 60 13,2 55 36,3
25 85 18,7 70 46,2
35 100 22,0 85 56,1
50 135 29,7 110 72,6
70 165 36,3 140 92,4
95 200 44,0 170 112,2
120 230 50,6 200 132,0
Сечение токопроводящей жилы, мм. Открыто Ток, А, для проводов проложенных в одной трубе
Двух одножильных Трех одножильных Четырех одножильных Одного двухжильного Одного трехжильного
0,5 11
0,75 15
1 17 16 15 14 15 14
1,2 20 18 16 15 16 14,5
1,5 23 19 17 16 18 15
2 26 24 22 20 23 19
2,5 30 27 25 25 25 21
3 34 32 28 26 28 24
4 41 38 35 30 32 27
5 46 42 39 34 37 31
6 50 46 42 40 40 34
8 62 54 51 46 48 43
10 80 70 60 50 55 50
16 100 85 80 75 80 70
25 140 115 100 90 100 85
35 170 135 125 115 125 100
50 215 185 170 150 160 135
70 270 225 210 185 195 175
95 330 275 255 225 245 215
120 385 315 290 260 295 250
150 440 360 330
185 510
240 605
300 695
400 830
Сечение токопроводящей жилы, мм. Открыто Ток, А, для проводов проложенных в одной трубе
Двух одножильных Трех одножильных Четырех одножильных Одного двухжильного Одного трехжильного
2 21 19 18 15 17 14
2,5 24 20 19 19 19 16
3 27 24 22 21 22 18
4 32 28 28 23 25 21
5 36 32 30 27 28 24
6 39 36 32 30 31 26
8 46 43 40 37 38 32
10 60 50 47 39 42 38
16 75 60 60 55 60 55
25 105 85 80 70 75 65
35 130 100 95 85 95 75
50 165 140 130 120 125 105
70 210 175 165 140 150 135
95 255 215 200 175 190 165
120 295 245 220 200 230 190
150 340 275 255
185 390
240 465
300 535
400 645
Сечение токопроводящей жилы, мм. Ток*, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле
1,5 23 19 33 19 27
2,5 30 27 44 25 38
4 41 38 55 35 49
6 50 50 70 42 60
10 80 70 105 55 90
16 100 90 135 75 115
25 140 115 175 95 150
35 170 140 210 120 180
50 215 175 265 145 225
70 270 215 320 180 275
95 325 260 385 220 330
120 385 300 445 260 385
150 440 350 505 305 435
185 510 405 570 350 500
240 605
Сечение токопроводящей жилы, мм. Ток, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле
2,5 23 21 34 19 29
4 31 29 42 27 38
6 38 38 55 32 46
10 60 55 80 42 70
16 75 70 105 60 90
25 105 90 135 75 115
35 130 105 160 90 140
50 165 135 205 110 175
70 210 165 245 140 210
95 250 200 295 170 255
120 295 230 340 200 295
150 340 270 390 235 335
185 390 310 440 270 385
240 465
Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки
Сечение медных жил проводов и кабелей, кв.мм Допустимый длительный ток нагрузки для проводов и кабелей, А Номинальный ток автомата защиты, А Предельный ток автомата защиты, А Максимальная мощность однофазной нагрузки при U=220 B Характеристика примерной однофазной бытовой нагрузки
1,5 19 10 16 4,1 группа освещения и сигнализации
2,5 27 16 20 5,9 розеточные группы и электрические полы
4 38 25 32 8,3 водонагреватели и кондиционеры
6 46 32 40 10,1 электрические плиты и духовые шкафы
10 70 50 63 15,4 вводные 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 линий Наименьшее сечение кабелей и проводов с медными жилами, кв.мм
Линии групповых сетей 1,5
Линии от этажных до квартирных щитков и к расчетному счетчику 2,5
Линии распределительной сети (стояки) для питания квартир 4

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

Большое значение в электротехнике имеет такая величина, как поперечное сечение провода и нагрузка. Без этого параметра невозможно проведение каких-либо расчетов, особенно, связанных с прокладкой кабельных линий. Ускорить необходимые вычисления помогает таблица зависимости мощности от сечения провода, применяемая при проектировании электротехнического оборудования. Правильные расчеты обеспечивают нормальную работу приборов и установок, способствуют надежной и долговременной эксплуатации проводов и кабелей.

Правила расчетов площади сечения

На практике расчеты сечения любого провода не представляют какой-либо сложности. Достаточно всего лишь вычислить сечение кабеля по диаметру с помощью штангенциркуля, а затем полученное значение использовать в формуле: S = π (D/2)2, в которой S является площадью сечения, число π составляет 3,14, а D представляет собой измеренный диаметр жилы.

В настоящее время используются преимущественно медные провода. По сравнению с алюминиевыми, они более удобны в монтаже, долговечны, имеют значительно меньшую толщину, при одинаковой силе тока. Однако, при увеличении площади сечения стоимость медных проводов начинает возрастать, и все преимущества постепенно теряются. Поэтому при значении силы тока более 50-ти ампер практикуется применение кабелей с алюминиевыми жилами. Для измерения сечения проводов используются квадратные миллиметры. Наиболее распространенными показателями, применяемыми на практике, являются площади 0,75; 1,5; 2,5; 4,0 мм2.

Таблица сечения кабеля по диаметру жилы

Основным принципом расчетов служит достаточность площади сечения, для нормального протекания через него электрического тока. То есть, допустимый ток не должен нагревать проводник до температуры свыше 60 градусов. Падение напряжения не должно превышать допустимого значения. Этот принцип особенно актуален для ЛЭП большой протяженности и высокой силы тока. Обеспечение механической прочности и надежности провода осуществляется за счет оптимальной толщины провода и защитной изоляции.

Сечение провода по току и мощности

Прежде чем рассматривать соотношение сечения и мощности, следует остановиться на показателе, известном, как максимальная рабочая температура. Данный параметр обязательно учитывается при выборе толщины кабеля. Если этот показатель превышает свое допустимое значение, то из-за сильного нагрева металл жилы и изоляция расплавятся и разрушатся. Таким образом, происходит ограничение рабочего тока для конкретного провода его максимальной рабочей температурой. Важным фактором является время, в течение которого кабель сможет функционировать в подобных условиях.

Основное влияние на устойчивую и долговечную работу провода оказывает потребляемая мощность и сила тока. Для быстроты и удобства расчетов были разработаны специальные таблицы, позволяющие подобрать необходимое сечение в соответствии с предполагаемыми условиями эксплуатации. Например, при мощности 5 кВт и силе тока в 27,3 А, площадь сечения проводника составит 4.0 мм2. Точно так же подбирается сечение кабелей и проводов при наличии других показателей.

Необходимо учитывать и влияние окружающей среды. При температуре воздуха, на 20 градусов превышающей нормативную, рекомендуется выбор большего сечения, следующего по порядку. То же самое касается наличия нескольких кабелей, содержащихся в одном жгуте или значения рабочего тока, приближающегося к максимальному. В конечном итоге, таблица зависимости мощности от сечения провода позволит выбрать подходящие параметры на случай возможного увеличения нагрузки в перспективе, а также при наличии больших пусковых токов и существенных перепадов температур.

Формулы для расчета сечения кабеля

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

Расчет сечения проводов.

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

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

S = π (D/2)2 ,

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

Более удобный вид формулы площади сечения провода:

Небольшая поправка — является округленным коэффициентом. Точная расчетная формула:

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

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

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

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

Выделяют, три основные принципа, при выборе сечения провода.

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

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

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

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

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

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

Максимальный ток для разной толщины медных проводов. Таблица 1.

Сечение токопроводящей жилы, мм 2

Ток, А, для проводов, проложенных

сила тока площадь сечения сила тока и площадь поперечного сечения

Принимая решение на монтаж электропроводки в квартире или частном доме, а также во время проведения ремонта, важно знать, какой проводник можно использовать. Стандарты, зафиксированные и утвержденные руководящими документами, определили, что все расчеты должны быть исполнены с учетом максимально допустимой нагрузки, величиной в 25 ампер. Именно на такую расчетную силу тока обращают внимание специалисты при выборе автоматического выключателя (в просторечье – предохранителя), устанавливая деталь на вводе в квартиру.

Есть еще один важный параметр, определенный в Правилах эксплуатации электроустановок. В соответствии с ПУЭ минимальное сечение электропроводки, используемой в частной квартире (загородном доме), не может быть меньше 2,5 мм². Данный параметр соответствует диаметру медного провода в 1,8мм. Сила тока, протекающая в электропроводке, может достигать 15 ампер, что позволяет практически без ограничений подключать бытовую технику и электроприборы, суммарная мощность которых не превышает 3,5 кВт. Вот как зависят сила тока и площадь сечения.

Правильный подход

Несомненно, сила тока и площадь поперечного сечения проводника – важнейшие параметры. Точный расчет и правильный монтаж позволит легко и безопасно эксплуатировать коммуникацию в течение длительного времени, пользуясь осветительными устройствами и стандартными бытовыми приборами практически без ограничений.

Если не учитывать зависимость сечения от силы тока и взять слишком толстый кабель (с запасом), то стоимость монтажа или ремонта электропроводки существенно возрастет. Следовательно, сметный план придется корректировать и изыскивать новые источники финансирования. Стоимость кабеля напрямую зависит от толщины каждой токопроводящей жилы и этот параметр необходимо принимать во внимание обязательно.

Другой вариант, когда пользователи не смотрят на соотношение силы тока и диаметра сечения провода и устанавливают слишком тонкий кабель, также приводит к последствиям, причем – более опасным и тяжелым. При подключении большого количества потребителей, тонкий кабель будет сильно нагреваться, что может привести (в случае несрабатывания защиты) к перегоранию, короткому замыканию, и даже пожару, опаснейшему явлению, приводящему к серьезным разрушениям и тяжелым последствиям.

Самый правильный вариант чтобы безупречно определить зависимость силы тока от сечения провода можно найти в таблице, где приведены все вышеперечисленные параметры, в строгом соответствии с ПУЭ.

Что такое сечение кабеля

Чтобы можно было определить зависимость площади сечения от силы тока, необходимо разобраться, что считается сечением кабеля. Фактически – это площадь, которая получается на поверхности проводника при поперечном его разрезе.

Если в кабеле всего один провод, то площадь сечения можно найти, используя простую геометрическую формулу, позволяющую рассчитать площадь круга в зависимости от длины окружности. Если же в пучке два и более проводника, то общую площадь сечения находят путем умножения площади одного проводника на общее количество проводников в пучке.

Для того чтобы пользователям было легче производить все необходимые расчеты, применять электропроводку разных фирм-изготовителей и оперативно вычислять зависимость сечения провода от силы тока, во всех странах мира величины сечения приведены к единому стандарту.

Дополнительные условия

Чтобы не заставлять электриков и инженеров постоянно вести расчеты, вычисления силы тока через площадь поперечного сечения и наоборот, а также в целях единой стандартизации, для определения типа кабеля в каждом конкретном случае рекомендуется пользоваться специально разработанными и утвержденными таблицами. Это, кроме всего прочего, позволит исключить фактор человеческой ошибки при проведении и непосредственного расчета.

Важное дополнение: если планируется осуществить монтаж электропроводки в закрытом, замкнутом пространстве, необходимо обеспечить определенное уменьшение токовых нагрузок на кабель. Все дело в том, что в противном случае, кабель такой будет достаточно сильно нагреваться, а процесс тепловой отдачи в стене или под землей протекает намного медленнее, по сравнению с открытым пространством.

Общее соотношение силы тока и сечения проводника

Чтобы проще было понять, как формируется зависимость силы тока от сечения проводника, можно представить себе простую водопроводную трубу. Чем выше диаметр, тем больший напор воды можно создать на выходе. Аналогично по проводам протекает электрический ток.

Соответственно, можно сделать вывод, что зависимость здесь прямо пропорциональная: увеличение сечения проводника позволяет направлять ток большей силы к потребителям.

Основные особенности расчета кабеля по его длине

Одним из самых важных критериев в процессе выбора кабеля, который обеспечивает электропитание, является определенное количество величин, потому стоит обращать внимание на такой способ, как расчет сечения кабеля по нагрузке, а также расчет по сечению. Для того чтобы обеспечить высокий уровень безопасности и предельной надежности, очень важно обратить внимание на длину каждого из элементов линии, кроме того, всей линии в целом. Стоит отметить, что практически все современные приспособления в первую очередь рассчитаны на какие-то определенные максимальные значения рабочего напряжения, которое может быть равно показателям от 185 до 240 Вольт. Именно по этой причине, если при расчете не учитывать показатели потери напряжения, которые связаны именно с длиной кабеля, появляется большая вероятность того, что напряжение на конце линии будет значительно меньше, чем то, что требуется для обеспечения нормальной работы всех имеющихся устройств. В свою очередь это может привести к невозможности их эксплуатации или, что еще более неприятно, могут вообще выйти из строя. Таким образом, проводя подобные расчеты сечения кабеля по показателям длины, можно обеспечить безопасность и качественную работу всей системы в целом.

Расчет сечения кабеля по длине в быту

Прежде всего, подобный метод идеально подойдет в быту. Как правило, такой расчет в данных условиях необходим в процессе изготовления удлинителей, которые рассчитаны на достаточно большие расстояния. Что касается остальных случаев, то при прокладке кабеля в бытовых условиях подобные сложные расчеты не требуются. Это основано на том, что длина линий в быту отличается относительно небольшой длиной, потому все потери напряжения настолько малы, что ими вполне можно пренебречь. Несмотря на это, в процессе прокладки линии всегда следует оставлять определенный запас, равный примерно 15 см, причем оставлять его требуется с каждой стороны на проведение таких процессов, как коммутация проводов, их подключение, где осуществляется такой процесс, как пайка, сварка или обжим. Что касается концов кабелей, то те, которые входят в щиток, должны иметь еще больший запас для подключения защитной автоматики и достаточно аккуратной укладки.

Говоря иными словами, в бытовых условиях на той поверхности, где планируется прокладывать кабель, прежде всего, стоит проставить определенные отметки мест расположения розеток, выключателей, электропотребителей, коммутационных коробок и иных подобных приспособлений. После этого рулеткой осуществляется замер расстояния и отрезается кабель, но с небольшим запасом. По окончании данных работ крепится непосредственно сам кабель к поверхности, но в строго соответствии со всеми требованиями ПУЭ.

Многие монтажники, имеющие большой опыт работы в данной сфере деятельности, а также те, которые имеют напарника, поступают еще более просто, что позволяет им сэкономить немалое количество времени. В самом начале производится разметка расположения таких устройств, как коммутационные коробочки, выключатели и розетки. Затем, без предварительного замера осуществляется прокладка и крепление кабеля, но с запасом, после чего отрезается.

Расчет сечения кабеля по длине в промышленности

Что касается области промышленности, то здесь требуемый расчет сечения кабеля по длине осуществляется уже на этапе проектирования электрических сетей. Подобные расчеты важно сделать в том случае, если на кабель будут возложены долговременные и достаточно серьезные нагрузки.

Практически все проводники по причине своих свойств, обладают определенной величиной электрического сопротивления, которое может вызвать потери в процессе прохождения по проводам электрического тока. Стоит отметить такие факторы, влияющие на параметры величины потерь и сопротивления, как материал, из которого выполнен проводник, то есть алюминий и медь, имеет значение сечение проводника, как правило, чем меньше сечение, тем потери больше. Кроме того, важна длина проводника, то есть чем больше данный параметр, тем соответственно больше и потери.

На основании всех вышеперечисленных факторов становится ясно, по какой причине в проводниках присутствует явление некоторого падения напряжения, которое, как правило, равно величине тока, умноженного на показатели сопротивления проводника. Согласно установленным правилам, примерное значение падения показателей напряжения должно быть равно 5%. Если данный параметр немного выше, проводник следует подобрать с большим сечением.

Как осуществляется расчет сечения кабеля по длине

Для осуществления подобных расчетов, как правило, используется специальная формула. В ней содержаться показатели длины, удельное сопротивление самого проводника, площадь сечения. При этом сопротивление определяется по специальным справочным таблицам, при этом можно убедиться в том, что много здесь зависит от марки провода и самого кабеля. После определения всех необходимых составляющих, определяются особые расчетные значения тока. Для этой цели суммарная мощность нагрузки разделяется на величину показателей напряжения в сети. По специальной справочной формуле рассчитывается величина падения в сети или в линии напряжения. Оценка величины соотношения в процентах к значению изначального напряжения, а также выбор оптимального сечения проводника, который должен укладываться в пятипроцентный барьер.

Важно обратить внимание, что для промышленных и иных предприятий со средним и крупным товарооборотом, рекомендуется производить специальный комплексный расчет, в процессе которого учитываются все необходимые требования для тех или иных конкретных условий эксплуатации. Для проведения подобных расчетов можно обратиться за помощью к специалистам, которые на самом высоком профессиональном уровне, с определенными гарантиями обеспечения работоспособности сети в процессе рабочих нагрузок произведут все расчеты. Кроме того, будут выполнены расчеты, которые обеспечат минимальные затраты, если есть необходимость произвести наращивание производственной мощности.

Пример расчета бытовой сфере

Если после осуществления подсчета суммарной мощности потребителей было получено 3,8 кВт, находится сила тока по такой формуле - I = P/U·cosφ. Здесь P – представляет собой суммарную мощность, (Вт), I - это сила тока, (А), cosφ – коэффициент, который равен 1, но только если сети бытовые, а также U - напряжение в сети, (В).

В данном случае, если 3,8 кВт разделить на напряжение 220 В, получится число, равное 17,3 А. Применяя специальные таблицы ПУЭ под номерами 1.3.4 и 1.3.5 определяется необходимое сечение медного кабеля или выполненное из алюминия. Что касается материала, то в быту рекомендуется использовать именно медь, потому при полученных показателях силы тока потребуется кабель из меди с сечением 1,5 кв. мм.

После этого, как правило, рассчитывается показатель сопротивления, по формуле R = p·L/S, где R - это сопротивление провода, (Ом), указатель p  представляет собой значение удельного сопротивления, (Ом·мм2/м), L – это параметр длины провода или кабеля, (м), а S - площадь поперечного сечения, который выражается в мм2. Стоит отметить, что удельное сопротивление Р – это постоянная величина, которая прямо зависит от материала. Если это медь, то удельное сопротивление равно 0,0175, если алюминий, то он равен 0,0281. На основании проведенных расчетов для одной жилы в кабеле, длина которого составляет 20 м, получается R = 0,0175·20/1,5 = 0,232 Ом. По той причине, что ток проходит только по одной жиле, а по другой возвращается, параметр длины удваивается, то есть получается Rобщ = 0,464 Ом.

При необходимости рассчитать потери напряжения используется формула dU = I·R. В данной формуле I - это сила тока, (А),dU – потери напряжения, (В), а R - показывает сопротивление кабеля или провода в Ом. После проведения расчетов получается такой пример dU = 17,3·0,464 = 4,06 В = 8,02 В.

Что касается расчета потерь в процентном соотношении, то данный показатель выводится так - 8,02 В / 220 В х 100% = 3,65%. Как видно, полученный показатель не превышает 5% то есть допустимое значение, а соответственно выбор был осуществлен верно. В ситуации, если цифра будет больше данной величины, рекомендуется подобрать медный кабель с параметром сечения не 1,5 мм, а 2,5 кв. мм.

Соотношение сечения провода и силы тока — Сайт о даче

Для выполнения расчета сечения провода необходимо заранее рассчитать допустимую длительную токовую нагрузку в электрической сети, для этого надо знать номинальный ток нагрузки. Для расчета номинального тока надо знать суммарную мощность электрических приборов на определенном участке электрической сети. Надо сложить мощности всех приборов. Наибольшей мощностью в жилых помещениях обладают такие приборы, как электроплита, стиральная машина, водонагреватель, посудомоечная машина, СВЧ-печь, электрический чайник.

Пусть необходимо проложить однофазную линию, питающую электроплиту «Bosh», мощностью 4,2 кВатт, проводка должна быть выполнена открыто. Необходимо вычислить номинальный ток нагрузки, в однофазной цепи его можно найти по формуле:

I = P/U*cosφ, где Р — расчетная мощность, Ватт; U — напряжение, Вольт; cosφ — коэффициент мощности (при расчете проводки для ламп накаливания или питания электроплитки, коэффициент мощности можно принять равным единице).

Если электроплита будет стоять на кухне, где влага выделяется на небольшое время, то помещение можно отнести к влажным. По специальной таблице описания проводов в зависимости от условий и способа прокладки можно определить, что подходит провод марки ППВ — провод медный, плоский, с ПВХ изоляцией, с двумя или тремя однопроволочными жилами.

Определяем номинальный ток по формуле: I = 4200/220*1 = 19 Ампер

По приведенной ниже таблице находим сечение жилы по ближайшему значению силы тока, большему номинального, по допустимой токовой нагрузке.Сечение жилы
для двух одножильных проводов, проложенных открыто в данном случае будет равно 2,5мм2.

При проектировании небольших электроустановок, например в отдельных помещениях, в самодельных приборах, потерей напряжения в проводах можно пренебречь, так как она очень мала.

Для алюминиевых проводов сечение выбирают на ступень выше, чем для медных.
Например, если для медных нужно сечение 2,5 мм2, то для алюминиевых 4 мм2.

Таблица выбора сечения провода в зависимости от условий прокладки



Source: www.electricdom.ru

Читайте также

Сечение кабеля по мощности - таблица

Универсальная таблица для определения сечения проводника по диаметру, а так же мощности и силе тока в зависимости от материала (медь, алюминий), сечения или диаметра провода – для переменного тока напряжением 220 и 380 вольт.

Сечение кабеля по мощности
Сечение
токопроводящей
жилы мм2
Диаметр
жилы мм.
Напряжение 220В Напряжение 380В
Медь Алюминий Медь Алюминий
Ток, А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт
1,5 1,38 19 4,1     16 10,5    
2,5 1,78 27 5,9 20 4,4 25 16,5 19 12,5
4 2,26 38 8,3 28 6,1 30 19,8 23 15,1
6 2,76 46 10,1 36 7,9 40 26,4 30 19,8
10 3,57 70 15,4 50 11 50 33 39 25,7
16 4,51 85 18,7 60 13,2 75 49,5 55 36,3
25 5,64 115 25,3 85 18,7 90 59,4 70 46,2
35 6,68 135 29,7 100 22 115 75,9 85 56,1
50 7,98 175 38,5 135 29,7 145 95,7 110 72,6
70 9,44 215 47,3 165 36,3 180 118,8 140 92,4
95 11,00 260 57,2 200 44 220 145,2 170 112,2
120 12,36 300 66 230 50,6 260 171,6 200 132

 

{-1}) {/ eq}

Плотность тока и электрическое поле в проводнике:

Плотность тока в проводнике определяется током, проходящим через единицу площади поперечного сечения проводника, т. Е.

{eq} \ boxed {J = \ dfrac {I} {A}} {/ eq}

где:

  • I - ток через проводник
  • А - площадь поперечного сечения проводника.

Для многих проводников отношение плотности тока к электрическому полю является постоянным {eq} (\ sigma) {/ eq} называется проводимостью материала проводника.Это величина, обратная удельному сопротивлению {eq} (\ rho) {/ экв}.

{eq} \ displaystyle { \ frac {J} {E} = \ sigma \\ или же\\ J = \ sigma E \\ или же\\ \ boxed {J = \ frac {E} {\ rho}} \ \ \ (\ потому что \ sigma = \ frac {1} {\ rho}) } {/ eq}

Удельное сопротивление - это сопротивление проводника единичной длины и единичной площади поперечного сечения. Это связано с сопротивлением проводника соотношением:

{eq} \ boxed {R = \ rho \ Big (\ dfrac {l} {A} \ Big)} {/ eq}

где:

  • {eq} \ rho {/ eq} - удельное сопротивление
  • l длина проводника
  • А - площадь поперечного сечения
  • R - сопротивление

Электрическое поле связано с разностью потенциалов соотношением:

{eq} \ boxed {E = \ dfrac {\ Delta V} {d}} {/ eq}

где:

  • {экв} \ Delta V {/ eq} - разность потенциалов
  • d - расстояние между двумя концами проводника

Ответ и пояснение:

Данные:

  • {eq} E = 0.2.

    По мере того, как провод становится длиннее, его сопротивление увеличивается, а по мере того, как он становится тоньше, его сопротивление также увеличивается из-за уменьшения площади поперечного сечения.

    Удвоение длины увеличивает сопротивление вдвое, но при растяжении проволока также должна становиться тоньше, потому что она будет содержать такое же количество металла на удвоенной длине. Объем цилиндра равен длине * площади поперечного сечения, но чтобы найти новое поперечное сечение, необходимо учитывать, из чего сделан провод.Большинство материалов сопротивляются изменению объема больше, чем изменению формы, и из-за этого они теряют меньше объема, чем можно было бы ожидать при приложении напряжения.

    В случае растянутой проволоки ее плотность после растяжения будет меньше, чем была раньше. Это означает, что объем пространства, занимаемого металлом в проводе, увеличивается из-за того, что площадь поперечного сечения не уменьшается пропорционально увеличению его длины. Величина уменьшения поперечного сечения определяется в соответствии с коэффициентом Пуассона (http: // silver.neep.wisc.edu/~lakes/PoissonIntro.html)

    Предполагая, что провод изготовлен из меди, коэффициент Пуассона составляет около 0,355, что представляет собой отношение деформации в поперечном сечении к деформации по длине растянутой медной проволоки. Без учета коэффициента Пуассона можно было бы ожидать, что площадь поперечного сечения уменьшится вдвое, а конечный объем останется постоянным, но это было бы неправильно.

    Еще одно соображение - влияние на проводимость проволоки холодной обработки металла (при условии, что он растягивается без нагревания).Когда металл подвергается деформации, межатомные расстояния изменяются. Это называется пьезоэлектрическим эффектом и используется в тензодатчиках. Я видел одно исследование этого эффекта, в котором сопротивление тонкой медной проволоки увеличилось вдвое.

    Поскольку площадь поперечного сечения растянутого провода меньше, чем у исходного провода, то, помимо удвоения сопротивления за счет удвоения длины, вы дополнительно увеличиваете сопротивление за счет уменьшения поперечного сечения. Пьезоэлектрический эффект еще больше увеличивает сопротивление.Таким образом, есть три способа увеличения сопротивления в растянутом проводе: (1) удвоение длины, (2) уменьшение площади поперечного сечения в соответствии с коэффициентом Пуассона и (3) пьезоэлектрический эффект.

    Nb3Sn Провода и кабели для сильнопольных магнитов ускорителей

    2.2.1 Nb

    3 Sn Разработка с 1960-х по 1970-е годы Самый первый коммерческий композитный проводник Nb 3 Sn, который использовался для моделей магнитов ускорителей в период с 1960-х по 1970-е годы был в виде гибкой ленты (также называемой лентой).Схема ленты Nb 3 Sn представлена ​​на рис. 2.1. 2.1

    Схема поперечного сечения ленты Nb 3 Sn

    Ленточные проводники изготавливались методом химического осаждения из паровой фазы с 1963 года и поверхностной диффузией Sn в подложку из ниобия с 1964 года. Последний процесс, также называемый жидким Диффузия растворенного вещества состояла из введения тонкой ленты из ниобия в ванну с расплавленным оловом. Затем покрытую Sn ленту нагревали до ~ 1000 ° C в вакууме или в инертной атмосфере с образованием Nb 3 Sn на обеих сторонах подложки.Затем лента была покрыта медью или покрыта медью для электрической стабилизации. Этот метод был легко разработан для производства продукции большой длины ~ 500 м и впервые был предложен в 1964 году Национальной исследовательской корпорацией в Массачусетсе. Затем, в 1965 году, компания Compagnie Générale de Télégraphie sans Fil во Франции произвела коммерческое производство ленты, которая была вдвое шире и наполовину толще, чтобы можно было изгибать рулон вокруг меньших радиусов. В том же году General Electric (GE) в Скенектади, штат Нью-Йорк, произвела широкие ленты с токами 150, 300 и 600 А при 10 Т.Это стало возможным благодаря изготовлению лент с двойной подложкой. GE также предоставила облицовку из нержавеющей стали в дополнение к варианту покрытия из меди. И, наконец, в 1968 году компания Plessey в Англии представила узкую ленту диффузионного типа Nb 3 Sn, плакированную медью с одной или обеих сторон.

    Параллельно с этим было разработано химическое осаждение из паровой фазы, которое достигается восстановлением водородом смеси хлоридов составляющих элементов. Путем пропускания хлорида над металлическими элементами при температуре ~ 1000 ° C образуются газообразные хлориды, такие как SnCl 2 и NbCl 4 .Хлориды восстанавливаются газами водорода и гелия, а Sn и Nb осаждаются в надлежащих пропорциях на такие подложки, как нержавеющая сталь. Толщина слоя A15 контролировалась скоростью, с которой подложка проходила через реакционную камеру. После осаждения Nb 3 Sn на ленту наносили гальваническое покрытие тонким слоем никеля, а затем плакировали серебром или медью. Единственным коммерческим производителем этого материала с 1963 года была Radio Corporation of America (RCA) в Харрисоне, штат Нью-Джерси, предлагавшая широкую ленту на токи 300 A, 600 A, 900 A и 1200 A при 10 T.Следует отметить, что осажденная из паровой фазы лента имела критическую температуру всего 15 К по сравнению с 18 К для материала диффузионного процесса. В то время как коммерческие ленты диффузионного типа предлагались либо голыми, либо изолированными лаком, напыленные ленты предлагались просто голыми.

    В то время испытания проводников включали в себя измерения критического тока и резистивной критической температуры коротких образцов, а также непрерывное тестирование намагниченности ленты при пропускании через поле 5 Тл и измерении с помощью измерительных катушек.Этот последний метод обеспечивал диамагнитную прочность сверхпроводящего слоя и позволял обнаруживать дефекты как в сверхпроводнике, так и на границе раздела между сверхпроводником и проводящим металлом. К сожалению, информация о характеристиках этих лент ограничена. Наилучшая инженерная плотность тока 500 А / мм 2 при 4,2 К и 12 Т была получена в катушке соленоида малого диаметра, намотанной лентой RCA. Самая низкая плотность тока 270 А / мм 2 при 4,2 К и 2 Тл наблюдалась в 0.Квадруполь длиной 6 м с большим отверстием.

    Интересно, что в то время нестабильность уже считалась проблемой. Ленты обладали анизотропными свойствами и страдали от скачков магнитного поля, перпендикулярного широкой поверхности ленты. В соленоидных катушках нестабильность скачка потока уже имела место в магнитных полях ниже 8–10 T. Скачки потока наблюдались, когда скачки напряжения были намного больше, чем ожидалось индуктивностью магнита при увеличении и уменьшении тока. Эксперимент показал, что при удвоении чистоты нормального медного проводника пределы тока увеличиваются, но все еще не достигают предела короткого образца (SSL).Когда вместо этого катушки использовались в качестве вставок в магнит и работали в фоновых полях, предел короткой выборки был более вероятным.

    Требования к устойчивости сверхпроводника в отношении скачков магнитного потока и защиты сверхпроводника при переходе в нормальное состояние привели к концепции композитного сверхпроводящего провода, в котором тонкие сверхпроводящие нити распределены в нормальной матрице с низким сопротивлением. Эта матрица обеспечивает несколько важных функций.Он отводит тепло от поверхности сверхпроводящих нитей из-за высокой теплопроводности, поглощает значительную часть тепла из-за своей высокой удельной теплоемкости и уменьшает джоулев нагрев, когда сверхпроводник становится нормально проводящим. Чтобы уменьшить вихревые токи, вызванные изменяющимися внешними полями, и улучшить устойчивость композитных проводов к скачкам потока, эти нити скручены вдоль оси проволоки.

    Многожильные композитные проволоки Nb 3 Sn стали возможны благодаря открытию процесса твердотельной диффузии и обнаружению того, что Nb 3 Sn может производиться на границе раздела Nb и сплава Cu-Sn при более низких температурах, чем для бинарные пары Nb-Sn.Таким образом, образование хрупкого соединения можно отложить до тех пор, пока не будут достигнуты желаемые геометрические конфигурации проводников (таких как многожильный провод).

    В бинарной системе Nb-Sn однофазный Nb 3 Sn образуется в результате твердотельной диффузии при температуре выше ~ 930 ° C, где единственной стабильной фазой является Nb 3 Sn. При температурах ниже 845 ° C две несверхпроводящие фазы NbSn 2 и Nb 6 Sn 5 также стабильны, и все три фазы будут расти на границе раздела, причем NbSn 2 образуется наиболее быстро, а Nb 3 Sn - самый медленный.Однако в тройной системе (Nb-Cu-Sn) единственной подходящей стабильной фазой является Nb 3 Sn даже при более низких температурах. Путь диффузии от твердого раствора Cu-Sn к твердому раствору Nb-Sn проходит только через поле фазы A15, предотвращая образование несверхпроводящих фаз. Короче говоря, добавление Cu сильно снижает температуру образования A15 с намного выше 930 ° C до практических значений в промышленных проволоках ~ 650 ° C, тем самым также ограничивая рост зерен и сохраняя более высокую плотность границ зерен, что требуется для закрепления флюса.

    Этот принцип был использован для изготовления многожильных композитных проволок Nb 3 Sn по так называемому бронзовому пути, который до сих пор является одним из ведущих методов производства проволоки Nb 3 Sn для различных применений. Процесс бронзы основан на использовании большого количества тонких нитей ниобия, диспергированных в матрице из бронзы, богатой оловом (рис. 2.2). 2.2

    Схема композитной проволоки Nb 3 Sn на основе бронзовой трассы. (Любезно предоставлено Питером Ли, бывшее СССР)

    Исходная заготовка состоит из сотен стержней из ниобия и вытягивается в шестиугольный элемент промежуточных размеров.Затем стержни нарезаются и собираются во вторую заготовку, которую экструдируют, отжигают и вытягивают до конечного размера проволоки. Бронзовый сердечник окружен матрицей меди высокой чистоты, которая разделена тонким диффузионным барьером из Nb или Ta. Композит скручен для повышения электромагнитной устойчивости и уменьшения потерь переменного тока. Бронзовый путь обеспечивает наименьший размер нити (~ 2–3 мкм), но имеет относительно низкую критическую плотность тока J c из-за ограниченного содержания Sn в бронзе 13 мас.%.

    Процесс внешней диффузии, модификация метода бронзы, был введен в 1972 году. Этот процесс состоит из экструзии композита Nb-Cu и его вытягивания до конечного размера. Затем проволоку покрывают слоем Sn перед нагревом с образованием матрицы сплава Cu-Sn, а затем - нитей Nb 3 Sn. Основным преимуществом этого варианта было то, что Sn в матрице не ограничивался, как в случае процесса обработки бронзы. Его основная трудность заключалась в отслаивании внешнего слоя проволоки для гальванических слоев Sn толщиной более 5 мкм.Поэтому максимальный размер провода был ограничен 0,25 мм.

    Процесс диффузии IT, еще одна модификация метода бронзы, впервые был описан в 1974 году. Этот процесс состоит из сборки стержней из Nb, плакированных Cu, и стержня из сплава Sn-Cu, плакированного Cu, в медную трубку таким образом, чтобы стержень Sn-Cu находится в центре (рис. 2.3). Затем сборку подвергают холодной вытяжке до окончательного размера. За счет переупаковки ряда сборок и перерисовки заготовки вниз получается большее количество нитей и меньшие размеры пучков. Преимущество по сравнению с процессом внешней диффузии состояло в том, что стабилизатор Cu и барьер из Ta для защиты Cu от диффузии Sn можно было разместить вне проволоки в конфигурации с одним барьером (рис.2.3a) или вокруг каждого пучка волокон в конфигурации с распределенным барьером (рис. 2.3b). 2.3

    Схема композитной проволоки Nb 3 Sn на основе процесса IT с: ( a ) одиночным диффузионным барьером; и ( b ) барьер распределенной диффузии. (Любезно предоставлено Питером Ли, СНГ)

    Еще одним интересным методом, предложенным в 1973 году, был процесс in situ. Он заключался в заливке расплава Nb-Cu для образования дендритной сети из Nb в Cu и вытягивании ее на проволоку.Sn может быть добавлен в исходный расплав или после него перед термообработкой. Самым интересным аспектом этого метода было значительное улучшение механических свойств проволоки из-за непосредственной близости тонко измельченных волокон.

    К тому времени несколько компаний уже занимались производством промышленной проволоки Nb 3 Sn. Американские компании включают Airco, Inc., Intermagnetics General Corporation (IGC), Supercon, Inc. и Teledyne Wah Chang Albany (TWCA).

    Airco, Inc.начали производство сверхпроводников в середине 1960-х годов в своих центральных научно-исследовательских лабораториях в Мюррей-Хилле, штат Нью-Джерси. В 1979 году они переместили свой завод в Картерет, штат Нью-Джерси. Их стандартная бронзовая проволока была основана на модульном подходе, что означало объединение одной из трех первых экструзий, содержащих 19, 55 и 187 стержней, соответственно, во вторую экструзионную заготовку. В 1970-х годах Airco поставила 14 кг проволоки с 30% Nb диаметром 0,3 мм на месте, покрытой Sn на коммерческой линии гальваники на заводе Airco, в Брукхейвенскую национальную лабораторию (BNL) для диполей Nb 3 Sn.Параллельно с этим, в сотрудничестве с BNL, Airco разработала метод обертывания многожильного проводника с медной матрицей вокруг сердечника из сплава с высоким содержанием Sn и Cu. Затем кабель был покрыт оболочкой из меди на непрерывном трубном стане для производства готовой проволоки большой длины. Это было названо процессом «распределенного олова» и уменьшило некоторые проблемы, возникающие при внешнем лужении. Airco также разработала и довела до коммерческой зрелости процесс высокоскоростного магнетронного распыления для производства ленты Nb 3 Sn для линий передачи с помощью разновидности процесса бронзы.

    В Европе компания Siemens / Vacuumschmelze, Ханау, Германия, в промышленных масштабах производила бронзовые направляющие провода. Europa Metalli, LMI, Fornaci di Barga, Италия, и GEC Alstom Intermagnetics, Бельфор, Франция, производили провода для ИТ.

    В СССР сотрудничество между Курчатовским и Бочварским институтами и несколькими предприятиями атомной отрасли было сосредоточено на разработке и производстве Sn-проводов Nb 3 для новых термоядерных установок и исследовательских магнитов с сильными полями (Черноплеков 1978).Исследования лент Nb 3 Sn также проводились с 1962 по 1972 год. Оборудование для промышленного производства ленты лужением было изготовлено и установлено в промышленности, но работы были остановлены после открытия метода твердофазной диффузии. В 1972 году начались интенсивные испытания многожильных образцов на основе композитных проволок Nb 3 Sn. Количество испытаний в последующие годы достигло 3000 образцов в год. Эти исследования привели к проекту Токамак Т-15 с тороидальными катушками Nb 3 Sn (Черноплеков, 1981).Для этого проекта в 80-х годах прошлого века промышленность СССР произвела 30 тонн проволоки из оловянной бронзы диаметром 1,5 мм Nb 3 с содержанием Sn 10,5%.

    Несколько японских компаний также разработали и произвели композитную проволоку Nb 3 Sn. Sumitomo Electric Industries разработала проводники из сплава Nb 3 Sn, в которых слой Nb 3 Sn образуется в результате реакции твердое тело-жидкость между трубками из ниобия и сердечником из сплава Cu-Sn (Ямасаки и Кимура, 1982). Этот более простой метод позже был назван методом «внутренней оловянной трубки» или «трубчатым методом».Компания Mitsubishi Electric Co. работала над процессом внутренней диффузии олова, а центр исследований и разработок Toshiba и Showa Electric Wire and Cable Co. разработали метод трубки из ниобия. Компания Furukawa Electric работала над бронзовыми проводниками Nb 3 Sn с большой токовой нагрузкой. Hitachi Ltd. и Hitachi Cable Co. сосредоточились на выпуске крупномасштабных многожильных композитных проводов Nb 3 Sn.

    К этому времени измерения критического тока проводов проводились в отверстии соленоида либо на прямых образцах длиной несколько сантиметров в поперечном поле, либо на нескольких витках, намотанных вокруг 3.Ствол диаметром 5–4 см. Большая длина образца позволила использовать критерий критического тока 10 −14 Ом · м (т.е. меньшие результирующие напряжения) в отличие от критерия электрического поля 1 мкВ / см. Индуктивные измерения критической температуры коротких образцов иногда добавлялись к характеристике проводника как средство определения областей с более низкой критической температурой T c в материале. Ухудшение критического тока I c из-за изгиба провода было измерено как функция диаметра изгиба.Критическая плотность тока при 4,2 К и 12 Тл в образцах, не содержащих Cu, составляла от 500 до 700 А / мм 2 в круглой проволоке.

    2.2.2 Nb

    3 Sn Разработка с 1980-х по 1990-е годы

    В 1980 году TWCA предложила еще один инновационный процесс, названный «рулетом желе». В этом процессе фольга из ниобия разрезалась на обычном продольно-резательном устройстве, используемом для производства просечно-вытяжной сетки, и скатывалась в «рулон желе» вместе с бронзовым листом. После обертывания диффузионным барьером и стабилизатором Cu заготовку прессовали, а затем экструдировали и вытягивали обычным способом.

    К концу 1990-х годов компания Oxford Superconducting Technology (OST), ранее Airco, производила многожильные проволоки из сплава Nb 3 Sn по модифицированному процессу желейного валика (MJR). В этой версии IT-процесса тонкие листы ниобия (толщиной от 50 до 500 мкм) разрезались и расширялись с контролируемыми расстояниями между соединениями 5–150 мм. Расширенный лист ниобия (открытый на 45–85%) затем свернули с желаемым матричным материалом (например, бронзой, медью, алюминием и т. Д.) В виде рулета с желе, вставили в контейнер с медью, запечатали, экструдировали и обрабатывается как обычная проволока.При необходимости был установлен диффузионный барьер.

    Чтобы преодолеть некоторые ограничения процесса MJR, OST также работала в начале 2000-х годов над внутренней прядью Sn, полученной с помощью процесса переупаковки, называемого процессом горячего экструдирования стержней (HER) (Parrell et al. 2002). В этом методе небольшие стержни Sn вставляли в вымытые солевые отверстия после экструзии. Этот метод, который был успешно продемонстрирован при повторной укладке 37, привел к лучшему склеиванию и имел потенциал для экономичного производства больших объемов проводника, как в случае с Nb-Ti.Однако позже от него отказались из-за относительно большого эффективного диаметра нити, или D eff .

    В сентябре 1980 года Фонд энергетических исследований (ECN) из Нидерландов представил альтернативный процесс, в котором использовались как традиционные, так и порошковые технологии. Сердцевина трубки из ниобия была заполнена мелкозернистым порошком NbSn 2 , вставленным в трубку из меди, и полученная проволока прореагировала при температурах 650-700 ° C с образованием сплошного слоя Nb 3 Sn.Так называемый процесс PIT был дополнительно оптимизирован компанией Shape Metal Innovation Company (SMI) (Lindenhovius et al. 1999) (рис. 2.4). 2.4

    Схема композитной проволоки Nb 3 Sn, полученной методом порошка в трубке. (Любезно предоставлено Питером Ли, СНГ)

    К концу 1990-х годов образцы прядей, использованные для измерений I c , обычно наматывались на цилиндрические цилиндрические цилиндрические цилиндры из титанового сплава (Ti-6Al-4V) с канавками и удерживались на месте. двумя съемными концевыми кольцами. Этот метод актуален и сегодня.После термообработки торцевые кольца из сплава Ti заменяются кольцами из меди, и измеряются вольт-амперные характеристики ( V - I ) в кипящем He при 4,2 K в поперечном магнитном поле, создаваемом соленоидом. Напряжение измеряется вдоль образца с помощью отводов напряжения, расположенных на расстоянии 50 см друг от друга. I c определяется по кривой V - I либо по удельному сопротивлению 10 −14 Ом · м, либо по критерию электрического поля 0,1 мкВ / см.Относительные направления внешнего магнитного поля и транспортного тока таковы, что создают внутреннюю силу Лоренца. Из-за последнего и различного теплового сжатия между образцом и цилиндром образец подвергается растягивающей деформации до 0,05% при 12 Т и 4,2 К. Эта деформация приводит к завышению значения I c между 3%. и 5%. Значения n определяются в диапазоне V ( I c ) -10 V ( I c ) путем подбора кривой V - I по степенному закону. В ~ I n .При использовании этой процедуры типичные погрешности I c могут составлять всего ± 1% при 4,2 К и 12 Тл и около ± 5% для значений n . Измерения намагниченности выполняются либо с помощью сбалансированных катушек, либо с помощью магнитометров с вибрирующим образцом.

    Другой новый тип характеризации включал измерение I c жил, извлеченных из кабелей типа Резерфорда. Пластическая деформация при прокладке кабеля влияет на целостность жилы. Это явление зависит от конкретной конструкции и структуры жилы, и ухудшение качества I c после прокладки кабеля может быть индикатором внутреннего повреждения.

    E84-P102-107_T19.indd

    % PDF-1.3 % 1 0 объект >] / PageLabels 6 0 R / Pages 3 0 R / Type / Catalog / ViewerPreferences >>> эндобдж 2 0 obj > поток 2017-04-25T14: 53: 48 + 09: 002017-04-25T14: 53: 50 + 09: 002017-04-25T14: 53: 50 + 09: 00Adobe InDesign CC 2017 (Windows) uuid: bf5390b7-5069-4177 -ad95-576173e83906xmp.did: F87F117407206811958D90A86CA06A77xmp.id: 99557443-110d-eb4e-bdf1-bc8d78af0a5dproof: pdf1xmp.iid: 63ac8a20-6623-d449emp.iid: 63ac8a20-6623-d5498498498d5498498d5498d4d5498d3d4e4e5a8a8aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa24aсделал: F87F117407206811958D90A86CA06A77 по умолчанию

  • преобразовано из application / x-indesign в application / pdfAdobe InDesign CC 2017 (Windows) / 2017-04-25T14: 53: 48 + 09: 00
  • application / pdf
  • E84-P102-107_T19.indd
  • Библиотека Adobe PDF 15.0FalsePDF / X-1: 2001PDF / X-1: 2001PDF / X-1a: 2001 конечный поток эндобдж 6 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 8 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / TrimBox [0.0 0,0 595,276 841,89] / Тип / Страница >> эндобдж 9 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / TrimBox [0.0 0.0 595.276 841.89] / Type / Page >> эндобдж 10 0 obj > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / TrimBox [0.0 0.0 595.276 841.89] / Type / Page >> эндобдж 11 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / TrimBox [0.0 0.0 595.276 841.89] / Type / Page >> эндобдж 12 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / TrimBox [0.s: Sq 岒 ĜjPhK) | ذ b [٪ \\ l {C) s

    Что такое электрический проводник? Определение и типы электрических проводников

    Определение: Проводник - это металл, который позволяет электрическому току проходить через него. Электрический проводник обычно состоит из металлов, таких как медь, алюминий и их сплавы. В электрическом проводнике электрические заряды перемещаются от атома к атому, когда к ним прикладывается разность потенциалов. Электрические проводники используются в виде проволоки.Выбор проводника можно принять во внимание, учитывая различные факторы, такие как предел прочности на разрыв, усталостная прочность, потери на коронный разряд, местные условия и стоимость.

    Электрический провод, который используется для передачи энергии, обычно многожильный. Многожильные проводники обладают большой гибкостью и механической прочностью по сравнению с одиночным проводом того же сечения. В многожильном проводе обычно центральный провод окружен последовательными слоями проводов, содержащих 6, 12, 18, 24,… проводов.

    Размер проводника определяется эквивалентной площадью поперечного сечения меди и количеством жил с диаметром каждой жилы. Эквивалентное поперечное сечение многожильного проводника - это площадь поперечного сечения одножильного проводника из того же материала и той же длины, что и многопроволочный проводник. А также провод, имеющий такое же сопротивление при той же температуре.

    Типы электропроводников

    Жестко вытянутые медные, твердотянутые алюминиевые проводники и алюминиевые проводники со стальным сердечником чаще всего используются в энергетике.Некоторые из важных типов проводников подробно описаны ниже.

    Жестко вытянутый медный проводник

    Такой тип проводов обеспечивает высокую прочность на разрыв. Он обладает высокой электропроводностью, долгим сроком службы и высокой стоимостью лома. Он наиболее подходит для распределительных работ, когда пролеты и отводы больше.

    Кадмий медный проводник

    Предел прочности на разрыв меди увеличивается примерно на 50 процентов за счет добавления к ней от 0,7 до 1,0 процента кадмия, но их проводимость снижается примерно на 15-17 процентов.Свойство более высокой прочности на разрыв позволяет возводить проводник на более длинные пролеты с таким же прогибом. Этот проводник обладает такими преимуществами, как простота соединения, большая устойчивость к атмосферным условиям, лучшая износостойкость, легкость обработки и т. Д.

    Температура, при которой медь отжигается и размягчается, также повышается, а влияние температуры на напряжения меньше. Отклонение прогиба из-за изменений нагрузки и температуры сведено к минимуму.

    Медный проводник со стальным сердечником (SCC)

    В медном проводнике со стальным сердечником один или два слоя медных жил окружают медные проводники со стальным сердечником.Стальной сердечник добавляет проводнику прочность на разрыв.

    Медный сварной проводник

    В проводниках такого типа однородные слои меди привариваются к стальной проволоке. Электропроводность медного сварного проводника варьируется от 30 до 60 процентов по сравнению со сплошным медным проводником того же диаметра. Такие типы проводов можно использовать на более длительных участках, например, при переходе через реку.

    Жестко вытянутый алюминиевый проводник или полностью алюминиевый проводник

    Стоимость медного проводника очень высока, поэтому его заменяют алюминиевым проводником.Обработка, транспортировка и монтаж алюминиевых проводов становятся очень экономичными. Он используется в распределительных линиях в городской местности и коротких линиях электропередачи с более низким напряжением.

    Алюминиевый проводник, армированный сталью

    Все алюминиевые жилы не обладают достаточной механической прочностью для строительства длиннопролетных линий. Этот недостаток прочности можно компенсировать, добавив к проводнику стальной сердечник. Такой проводник называется алюминиевым проводником со стальным сердечником (SCA) или алюминиевым проводником, армированным сталью (ACSR).

    Провод ACSR имеет семь стальных жил, образующих центральную жилу, вокруг которой расположены два слоя из 30 алюминиевых жил. Скрутка проводов определяется как 30 Al / 7 St. Проводники ACSR обладают высокой прочностью на разрыв и малым весом, поэтому они используются для небольшого прогиба.

    Гладкий провод ACSR

    Такой тип жилы еще называют уплотненным ACSR. Обычный провод ACSR продавливают через матрицы, чтобы сплющить алюминиевые жилы в сегментную форму.Межпрядное пространство заполняется, а диаметр проводника уменьшается, не влияя на его электрические и механические свойства. Этот проводник может быть изготовлен с различным соотношением алюминия к стали. На рисунке ниже показан проводник с соотношением 6 Al / 1 St.

    .

    Расширенный проводник ACSR

    Для уменьшения потерь на коронный разряд и радиопомех при высоком напряжении между нитями залиты волокнистый или пластмассовый материал. Диаметр проводника увеличивается из-за наполнителя, поэтому его называют расширенным проводником.Эти проводники состоят из бумажного материала, который отделяет внутренние алюминиевые жилы от внешних стальных.

    Проводник из алюминиевого сплава

    Проводники такого типа чаще всего используются в городских условиях. Этот проводник имеет хорошее сочетание проводимости и прочности на разрыв. Одним из сплавов, которые используются для изготовления такого проводника, является Silmalec. Этот сплав содержит 0,5% кремния, 0,5% магния и остальное количество алюминия. Эти сплавы очень дороги, так как подвергаются термообработке.

    Проводник ACAR

    Армированный алюминиевый проводник

    имеет центральную сердцевину из алюминиевого сплава, окруженную слоями проводящего алюминия. Такой проводник дает лучшую проводимость при удельном весе, равном конструкции ACSR того же диаметра.

    Проводник из алюмосварки

    Алюминиевая пудра приваривается к высокопрочной стальной проволоке. Около 75% площади проводника покрыто алюминием. Это дороже, чем кремниевый провод с сердечником.Для изготовления жил проводов SCA использовался заземляющий провод.

    Проводник из фосфорной бронзы

    Фосфорная бронза используется в качестве проводящего материала на очень длинных участках, например, при переправе через реки. Он прочнее медного проводника, но имеет низкую проводимость. Этот проводник превосходит проводник из алюминиевой бронзы для сред, содержащих вредные газы, такие как аммиак.

    Проводник из оцинкованной стали

    Жилет из оцинкованной стали имеет высокую прочность на разрыв.Они используются в очень длинных пролетах и ​​в сельской местности, где нагрузка невелика. В таких случаях стальные проводники могут быть заменены проводом со стальным сердечником, чтобы справиться с дополнительной нагрузкой в ​​будущем. Этот проводник имеет большое сопротивление, индуктивность и падение напряжения. Но у него небольшой срок службы по сравнению с другими проводниками.

    Удельное сопротивление - Основные вопросы и ответы по электротехнике

    Этот набор вопросов и ответов с множественным выбором (MCQ) по базовой электротехнике посвящен теме «Удельное сопротивление».

    1. Материалы, которые легко пропускают электрический ток, известны как ______
    a) Изоляторы
    b) Проводники
    c) Диэлектрики
    d) Полупроводники
    Посмотреть ответ

    Ответ: b
    Объяснение: Проводники - это материалы (в основном металлы), которые свободно пропускают через него электроны. Если электроны могут свободно течь через материал, это означает, что даже ток может свободно течь через этот материал, поскольку ток - это скорость потока электронов.

    2. Провод длиной 2 м и другой провод длиной 5 м изготовлены из одного материала и имеют одинаковую площадь поперечного сечения. Какой провод имеет большее сопротивление?
    a) Оба имеют одинаковое сопротивление
    b) 2-метровый провод имеет более высокое сопротивление
    c) 5-метровый провод имеет более высокое сопротивление
    d) Значение сопротивления не может быть определено по данным
    Посмотреть ответ

    Ответ: c
    Объяснение: Сопротивление прямо пропорционально длине провода, следовательно, с увеличением длины провода сопротивление увеличивается.

    3. Проволока, имеющая площадь поперечного сечения = 10 кв.м, и другая проволока, имеющая площадь поперечного сечения = 15 кв.м, имеют одинаковую длину и изготовлены из одного и того же материала. Какой провод имеет большее сопротивление?
    a) Оба имеют одинаковое сопротивление
    b) Провод 10 кв.м имеет более высокое сопротивление
    c) Провод 15 кв.м имеет более высокое сопротивление
    d) Значение сопротивления не может быть определено по данным
    Посмотреть ответ

    Ответ: b
    Объяснение: Сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения.По мере увеличения площади поперечного сечения сопротивление уменьшается. Следовательно, провод 10 кв. М имеет более высокое сопротивление, чем провод 15 кв.

    4. Какие из следующих утверждений верны в отношении сопротивления?
    a) Сопротивление прямо пропорционально длине провода
    b) Сопротивление прямо пропорционально площади поперечного сечения провода
    c) Сопротивление обратно пропорционально длине провода
    d) Сопротивление обратно пропорционально удельное сопротивление провода
    Посмотреть ответ

    Ответ: a
    Объяснение: Выражение для сопротивления: Сопротивление = Удельное сопротивление * длина провода / площадь поперечного сечения провода.Следовательно, сопротивление прямо пропорционально длине.

    5. Сопротивление провода такое же, как показано на рисунке. Вычислите его удельное сопротивление, если длина провода составляет 10 м, а его площадь поперечного сечения - 2 м.

    a) 16 Ом-метр
    b) 8 Ом-метр
    c) 16 кОм-метр
    d) 8 кОм-метр
    Посмотреть ответ

    Ответ: b
    Пояснение: Из данной схемы R = V / I = 200/5 = 40 Ом.
    Удельное сопротивление = Сопротивление * Площадь поперечного сечения / Длина провода.
    Удельное сопротивление = 40 * 2/10 = 8 Ом-метр.

    6. Какие из следующих единиц измерения удельного сопротивления?
    a) ом / метр
    b) ом / метр 2
    c) ом-метр
    d) ом-метр 2
    Посмотреть ответ

    Ответ: c
    Объяснение: Удельное сопротивление = Сопротивление * Длина / площадь пересечения раздел.
    Единица удельного сопротивления = Ом * (м 2 ) / м = Ом-м.

    7. Какое удельное сопротивление меди?
    а) 1,59 * 10 -8 Ом-м
    б) 2.7 * 10 -8 Ом-м
    c) 7,3 * 10 -8 Ом-м
    d) 5,35 * 10 -8 Ом-м
    Посмотреть ответ

    Ответ: a
    Пояснение: Удельное сопротивление равно a материальная собственность. У разных материалов разное удельное сопротивление. Удельное сопротивление меди 1,72 * 10 -8 Ом-м.

    8. Вычислите отношение удельного сопротивления двух проводов одинаковой длины и одинакового сопротивления с площадью поперечного сечения 2 м 2 и 5 м 2 соответственно.
    a) 5: 7
    b) 2: 7
    c) 2: 5
    d) 7: 5
    Посмотреть ответ

    Ответ: c
    Объяснение: Удельное сопротивление = R * A / L
    Поскольку сопротивление и длина двух провода одинаковые, поэтому удельное сопротивление прямо пропорционально площади поперечного сечения.Соотношение площадей составляет 2: 5, поэтому соотношение удельного сопротивления также 2: 5.

    9. Какие из следующих утверждений относительно удельного сопротивления верны?
    a) Сопротивление зависит от температуры
    b) Сопротивление не зависит от температуры
    c) Удельное сопротивление зависит от длины
    d) Удельное сопротивление зависит от площади поперечного сечения
    Посмотреть ответ

    Ответ: a
    Пояснение: Сопротивление зависит от материала имущество. Это зависит только от температуры.
    Для одного и того же материала с разной длиной и площадью удельное сопротивление остается неизменным до тех пор, пока температура не останется постоянной.

    10. Сопротивление обратно пропорционально ________
    a) Проводимость
    b) Сопротивление
    c) Проводимость
    d) Импеданс
    Посмотреть ответ

    Ответ: c
    Объяснение: Выражение для удельного сопротивления = RA / l. Выражение для проводимости = Cl / A; C = 1 / R => Проводимость = l / (AR) = 1 / удельное сопротивление. Следовательно, проводимость обратно пропорциональна удельному сопротивлению.

    Серия Sanfoundry Global Education & Learning - Основы электротехники.

    Чтобы практиковаться во всех областях базовой электротехники, представляет собой полный набор из 1000+ вопросов и ответов с несколькими вариантами ответов .

    Примите участие в конкурсе сертификации Sanfoundry, чтобы получить бесплатную Почетную грамоту. Присоединяйтесь к нашим социальным сетям ниже и будьте в курсе последних конкурсов, видео, стажировок и вакансий!

    Преимущества порошковой проволоки

    Преимущества порошковой проволоки

    Производство

    ЭСАБ обслуживает 400 000 квадратных футов.завод в Ганновере, Пенсильвания. Это одно из самых современных и комплексных предприятий по разработке и производству сварочных электродов в стране. Это предприятие Esab Group стало первым производителем присадочных материалов в США, получившим сертификат системы обеспечения качества ISO 9002.

    Производство порошкового электрода начинается с разрезания рулонной листовой стали на полосы. Полосы пропускаются через ролики, которые образуют U-образное поперечное сечение. В ходе той же операции сформированная полоска заполняется отмеренным количеством основных ингредиентов.П-образная полоса пропускается через закрывающие ролики, формируя из нее трубу и плотно сжимая зернистый материал сердцевины.

    Затем трубка пропускается через вытяжные фильеры, которые уменьшают диаметр и сжимают ингредиенты сердцевины, чтобы предотвратить любое движение внутри трубки.

    Исследования

    В исследовательской лаборатории ЭСАБ работает большой штат технических специалистов и инженеров, занятых поиском новых путей развития сварочных технологий. Помимо проведения чистых исследований, лаборатория содержит опытные производственные мощности по производству различных порошковых электродов на экспериментальной основе.

    Производительность

    Технология Dual Shield имеет множество преимуществ, включая превосходное качество металла шва, высокую производительность наплавки и простоту эксплуатации. Рабочая сила и накладные расходы - самые дорогие факторы при сварке, обычно составляющие от 80 до 85 процентов общих затрат. Сварка электродами Dual Shield с высоким наплавлением обеспечивает немедленное снижение затрат без чрезмерных вложений в оборудование. Экономия с двойным щитом достигает 60% от общей стоимости внесения одного фунта.(0,45 кг) металла шва по сравнению с электродами с покрытием.

    Высокие скорости осаждения

    Технология Dual Shield обеспечивает высокую производительность наплавки из-за относительно высокой плотности тока. Отношение силы тока (в амперах) к площади поперечного сечения электрода называется плотностью тока. Плотность тока внутри проводника будет увеличиваться по мере уменьшения площади поперечного сечения проводника. Сопротивление току, протекающему через проводник, также увеличивается с уменьшением площади поперечного сечения проводника.Поскольку тонкая металлическая оболочка обеспечивает путь первичного тока в электроде с флюсовой сердцевиной, резистивный нагрев концентрируется на очень небольшой площади, и электрод с флюсовой сердцевиной очень быстро достигает точки плавления, что приводит к высокой скорости осаждения.

    Глубокое проникновение

    Малое поперечное сечение пути прохождения тока электродов

    Dual Shield заставляет поток дуги принимать более столбчатый рисунок, что способствует их глубокому проникновению. Наибольшее проникновение происходит при использовании прямой защиты от газа CO2.Это глубокое проникновение приводит к увеличению эффективного сечения углового шва. Угловой шов, выполненный стержневым электродом с покрытием, имеет неглубокий проплавленный корень. Когда эффективное сечение галтеля увеличивается из-за глубокого проплавления, прочность соединения не так сильно зависит от внешнего размера сварного шва. Часто размеры ножек могут быть уменьшены, а уменьшение размера галтеля всего на 1/16 дюйма (1,6 мм) может снизить общий требуемый металл сварного шва на целых 50-60 процентов.

    Совместная конструкция

    Угол прилегания и / или корневое отверстие сустава можно уменьшить с помощью электродов Dual Shield из-за их малого диаметра и глубокого проникновения. Эта более плотная конструкция соединения значительно уменьшает объем сварочного металла, необходимый для заполнения стыка. Глубокое проникновение порошкового электрода также имеет преимущества по сравнению с сплошной проволокой. Проникновение существенно снижается при использовании сплошных проводов в нерабочем положении из-за низкого тока, используемого при передаче короткого замыкания.Меньшее проникновение означает, что необходимо проявлять особую осторожность, чтобы избежать проплавления боковых стенок. В общем, электроды с флюсовой сердцевиной могут работать при более высоких сварочных токах при работе вне положения, что значительно улучшает сварку боковых стенок с помощью электродов с флюсовой сердцевиной. Такая повышенная целостность сварного шва сводит к минимуму дорогостоящую переделку.

    Быстрое обучение операторов

    Сварка порошковыми электродами Dual Shield требует минимального обучения. Гораздо проще обучить неопытного сварщика выполнять сварку во всех положениях порошковыми электродами, чем с другими сварочными процессами, потому что быстро замерзающий шлак удерживает сварочную ванну на месте, обеспечивая больший контроль.Следовательно, время, затрачиваемое на обучение сварщиков, значительно сокращается, и увеличивается вероятность того, что они произведут высококачественные сварные детали за короткое время.

    Лучший внешний вид борта

    Сварные швы, полученные порошковыми электродами, получаются гладкими, почти без ряби. Металлический перенос электродов Dual Shield производит очень мало брызг, что значительно сокращает время очистки.

    Универсальность во всех положениях

    ЭСАБ производит самый широкий ассортимент порошковых электродов для всех позиций на рынке.Благодаря универсальным электродам устраняются время установки и затраты на крепление.

    Анализ затрат

    Несмотря на то, что некоторые электроды с флюсовой сердцевиной могут стоить дороже, чем электроды с покрытием или сплошная проволока, реальные затраты на сварку состоят из затрат на рабочую силу и накладных расходов, которые составляют от 80% до 85% от общей суммы. Проволока с двойным экраном, обладающая высокой эффективностью и высокой скоростью наплавки, снижает трудозатраты и накладные расходы и, таким образом, во многих случаях фактически дешевле в использовании.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *