Зависимость диаметра провода от силы тока

Содержание

• 1 Правила расчетов площади сечения
• 2 Сечение провода по току и мощности
• 3 Формулы для расчета сечения кабеля
• 4 Расчет сечения проводов.
• 5 S = π (D/2)2 ,

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

• Автор: Мария Сухоруких
• Распечатать

Оцените статью:

(0 голосов, среднее: 0 из 5)

Поделитесь с друзьями!

Зависимость сечения провода от силы тока

Счетчики электроэнергии437

Однофазные105

Трехфазные332

Счетчики воды177

Счетчики тепла33

Трансформаторы тока103

Низковольтные 0,66 кВ103

Высоковольтные

Коммутация и защита360

Автоматы263

Модульные от 6 до 125 А222

Силовые от 12,5 до 1600 А41

УЗО33

Дифавтоматы11

Контакторы15

Рубильники6

Разрядники (УЗИП)12

Реле напряжения10

Переключатели фаз4

Таймеры6

M2M и АСКУЭ56

Даталоггеры (kW·h -› sms)1

Модемы и шлюзы26

Концентраторы14

Роутеры (маршрутизаторы)4

Адаптеры3

Аксессуары3

Шкафы АСКУЭ5

Щитовое оборудование111

Ящики и щиты учета53

Корпуса модульные38

Ящики серии ЯРП, ЯПРП15

Колодки монтажные5

Удаленное управление9

RC-комплекты3

RC-реле3

RC-пульты3

Антенны4

Блоки питания10

Стабилизаторы V~19



Скачать прайс-лист . xls

Что такое «Зеленый» тариф?

Это определенный тариф, по которому у физических и юридических лиц есть возможность продавать выработанную с применением возобновляемых природных источников (солнечное излучение, ветер и т.п.) электроэнергию государству.
Согласно Постановлению НКРЭ от 27.02.2014 № 170, бытовые потребители электрической энергии, которые производят электрическую энергию из альтернативных источников энергии
подробнее..

Как выбрать счетчик
электроэнергии?

Чтобы покупателям было лучше ориентироваться среди предлагаемых на рынке Украины моделей счетчиков электроэнергии, мы приглашаем всех ознакомиться с вводной статьей, подробно рассказывающей об основных отличиях между ними. В нашем интернет-магазине все счетчики представлены в следующих категориях
подробнее..

Многотарифный учет электроэнергии

• Суть многотарифной системы

Многие из нас слышали об этом термине из области энергетики. Тем не менее, мало кто задумывался о том, какие реальные возможности по экономии собственных финансовых средств можно извлечь при подобном способе учета потребляемой электроэнергии. Ведь в данном вопросе сходятся воедино интересы не только потребителя электроэнергии, но и ее непосредственного производителя.
подробнее..

Тарифы на электро-
энергию для всех групп потребителей

• Тарифы на электрическую энергию для бытовых потребителей (населения)

Согласно постановлению национальной комиссии, выполняющей государственное регулирование в сфере энергетики от 26.02.2015 №220, тарифы для населения, начиная с 1-го марта 2017 г. следующие
подробнее..

Чем отличается электронный счетчик от индукционного?

• Устройство и принцип работы индукционного счетчика

Еще совсем недавно, в каждой квартире, частном доме или гараже можно было увидеть знакомый всем с детства электросчетчик, имеющий алюминиевый вращающийся диск и счетный механизм в виде нескольких цифровых барабанов. Такая конструкция присуща индукционному типу счетчика электроэнергии
подробнее..

Зависимость сечения провода от силы тока

Токовые нагрузки на провода, кабели и шнуры, покрытые резиновой или ПХВ изоляцией приведены исходя из расчета максимально допустимого нагрева жилы до 65 °C. Температура окружающего воздуха принята равной 25 °C, температура земли 15 °C. При определении количества проводов или жил многожильного провода, которые прокладываются в одной трубе, не принимаются в расчет нулевые и заземляющие провода. Токовые нагрузки, указанные в нижеприведенной таблице
подробнее..

Токовые нагрузки на провода, кабели и шнуры, покрытые резиновой или ПХВ изоляцией приведены исходя из расчета максимально допустимого нагрева жилы до 65°C. Температура окружающего воздуха принята равной 25°C, температура земли 15°C. При определении количества проводов или жил многожильного провода, которые прокладываются в одной трубе, не принимаются в расчет нулевые и заземляющие провода. Токовые нагрузки, указанные в нижеприведенной таблице 2, действительны при любом количестве труб и месте их прокладки (на открытом воздухе, внутри помещения, в перекрытиях здания).

Таблица 1. Токовая нагрузка на провода и шнуры с резиновой или ПХВ изоляцией, проложенные открыто.

Сечение жилы, мм2	Диаметр жилы, мм	Ток, А
		С медными жилами	С алюминиевыми жилами
0.5	0.80	11	—
0.75	0.98	15	—
1.0	1.1	17	—
1.2	1.2	20	18
1.5	1.4	23	—
2	1.6	26	21
2.5	1.8	30	24
3	2.0	34	27
4	2. 3	41	32
5	2.5	46	36
6	2.8	50	39
8	3.2	62	46
10	3.6	80	60
16	4.5	100	75
25	5.6	140	105
35	6.7	170	130
50	8.0	215	165
70	9.4	270	210
95	11.0	330	255
120	12.4	385	295
150	13.8	440	340
185	15. 3	510	390
240	17.5	605	465
300	19.5	695	535
400	22.6	830	645

Таблица 2. Токовая нагрузка на провода и шнуры с резиновой или ПХВ изоляцией, проложенные в трубе.

А — два одножильных; Б — три одножильных; В — четыре одножильных;
Г — один двухжильный; Д — один трехжильный.

Сечение жилы, мм2	Диаметр жилы, мм	Ток, А
		С медными жилами					С алюминиевыми жилами
		А	Б	В	Г	Д	А	Б	В	Г	Д
0. 5	0.80	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
0.75	0.98	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1.0	1.1	16	15	14	15	14	—	—	—	—	—
1.2	1.2	18	16	15	16	14.5	—	—	—	—	—
1.5	1.4	19	17	16	18	15	—	—	—	—	—
2	1. 6	24	22	20	23	19	19	18	15	17	14
2.5	1.8	27	25	25	25	21	20	19	19	19	16
3	2.0	32	28	26	28	24	24	22	21	22	18
4	2.3	38	35	30	32	27	28	28	23	25	21
5	2.5	42	39	34	37	31	32	30	27	28	24
6	2. 8	46	42	40	40	34	36	32	30	31	26
8	3.2	54	51	46	48	43	43	40	37	38	32
10	3.6	70	60	50	55	50	50	47	39	42	38
16	4.5	85	80	75	80	80	60	60	55	60	55
25	5.6	115	100	90	100	100	85	80	70	75	65
35	6. 7	135	125	115	125	135	100	95	85	95	75
50	8.0	185	170	150	160	175	140	130	120	125	105
70	9.4	225	210	185	195	215	175	165	140	150	135
95	11.0	275	255	225	245	250	215	200	175	190	165
120	12.4	315	290	260	295	—	245	220	200	230	190
150	13. 8	360	330	—	—	—	275	255	—	—	—
185	15.3	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
240	17.5	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
300	19.5	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
400	22.6	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—

     Ваша корзина пуста

Пожалуйста, подождите

Логин

Пароль

Запомнить меня

• Забыли пароль?
• Забыли логин?

Аспекты построе-
ния современных АСКУЭ

Стремительное развитие цифровых коммуникаций создало предпосылки для пересмотра ранее использовавшихся принципов построения автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ). Появление новых измерительных приборов, содержащих сразу несколько цифровых интерфейсов для приема-передачи данных
подробнее..

Реактивная мощность и ее компенсация

Из школьного курса физики каждый слышал о реактивной мощности. Тем не менее, мало кто себе представляет реальные физические процессы, заложенные в основу этого понятия. Давайте вместе попробуем разобраться и дать исчерпывающие ответы на ключевые вопросы по данной теме. Для функционирования любого электротехнического устройства необходима энергия генератора, которая будет в итоге преобразована им в полезную работу
подробнее..

Применение трансформаторов тока

Трансформаторы тока (ТТ) получили широкое распространение для решения таких задач, как согласование контролируемой величины силы тока с номинальной для входных цепей измерительных устройств. При этом, одновременно решается задача обеспечения безопасного обслуживания электроустановок за счет электрической развязки с первичным высоким напряжением. Схожие функции ТТ может выполнять и при
подробнее..

Автоматические выключатели, УЗО и дифавтоматы

Каждому электрику хорошо знакомы автоматические устройства, без которых не возможна технически грамотно выполненная проводка. Рассмотрим назначение и основные параметры каждого из этих автоматов.

Автоматический выключатель является одним из наиболее распространенных типов коммутационных электротехнических изделий. Основное его назначение заключается в многоразовой
подробнее..

Какую лампу выбрать?

Рынок современных источников света предлагает покупателям большой выбор различных моделей ламп. Источники света, наиболее распространенные среди бытовых потребителей, можно отнести к трем категориям: хорошо известные лампы накаливания, компактные люминесцентные и светодиодные лампы. Каждый из этих типов ламп имеет как свои преимущества, так и недостатки. Рассмотрим каждый тип ламп в отдельности, а после этого сравним их между
подробнее. .

Учебник по физике: электрическое сопротивление

Электрон, путешествуя по проводам и нагрузкам внешней цепи, встречает сопротивление. Сопротивление — препятствие потоку заряда. Для электрона путешествие от терминала к терминалу не является прямым маршрутом. Скорее, это зигзагообразный путь, возникающий в результате бесчисленных столкновений с неподвижными атомами внутри проводящего материала. Электроны встречают сопротивление — помеху их движению. В то время как разность электрических потенциалов, установленная между двумя клеммами поощряет движение заряда, это сопротивление, которое препятствует этому. Скорость, с которой заряд течет от клеммы к клемме, является результатом совместного действия этих двух величин.

Переменные, влияющие на электрическое сопротивление

Поток заряда по проводам часто сравнивают с потоком воды по трубам. Сопротивление потоку заряда в электрической цепи аналогично эффектам трения между водой и поверхностями трубы, а также сопротивлению, оказываемому препятствиями, которые присутствуют на его пути. Именно это сопротивление препятствует течению воды и снижает как скорость ее течения, так и ее дрейф скорость. Подобно сопротивлению потоку воды, на общее сопротивление потоку заряда внутри провода электрической цепи влияют некоторые четко определяемые переменные.

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

Во-вторых, площадь поперечного сечения проводов влияет на величину сопротивления. Более широкие провода имеют большую площадь поперечного сечения. Вода будет течь по более широкой трубе с большей скоростью, чем по узкой. Это может быть связано с меньшим сопротивлением, которое присутствует в более широкой трубе. Таким же образом, чем шире провод, тем меньше сопротивление будет потоку электрического заряда. Когда все остальные переменные одинаковы, заряд будет течь с большей скоростью по более широким проводам с большей площадью поперечного сечения, чем по более тонким проводам.

Третьей переменной, которая, как известно, влияет на сопротивление потоку заряда, является материал, из которого сделан провод. Не все материалы созданы равными с точки зрения их проводящей способности. Некоторые материалы являются лучшими проводниками, чем другие, и оказывают меньшее сопротивление потоку заряда. Серебро — один из лучших проводников, но в проводах бытовых цепей его никогда не используют из-за его дороговизны. Медь и алюминий относятся к числу наименее дорогих материалов с подходящей электропроводностью, позволяющей использовать их в проводах бытовых цепей. Проводящая способность материала часто определяется его удельное сопротивление . Удельное сопротивление материала зависит от электронной структуры материала и его температуры. Для большинства (но не для всех) материалов удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры. В таблице ниже приведены значения удельного сопротивления для различных материалов при температуре 20 градусов Цельсия.

Материал	Удельное сопротивление (Ом•метр)
Серебро	1,59 x 10 -8
Медь	1,7 x 10 -8
Золото	2,2 x 10 -8
Алюминий	2,8 х 10 -8
Вольфрам	5,6 х 10 -8
Железо	10 х 10 -8
Платина	11 х 10 -8
Свинец	22 х 10 -8
Нихром	150 х 10 -8
Углерод	3,5 x 10 -5
Полистирол	10 7 — 10 11
Полиэтилен	10 8 — 10 9
Стекло	10 10 — 10 14
Твердая резина	10 13

Как видно из таблицы, существует широкий диапазон значений удельного сопротивления для различных материалов. Те материалы с более низким удельным сопротивлением оказывают меньшее сопротивление потоку заряда; они лучшие проводники. Материалы, показанные в последних четырех строках вышеприведенной таблицы, обладают таким высоким удельным сопротивлением, что их даже нельзя считать проводниками.

Посмотри вверх!

Используйте виджет Удельное сопротивление материала для поиска удельного сопротивления данного материала. Введите название материала и нажмите кнопку Submit , чтобы найти его удельное сопротивление.

 

Математическая природа сопротивления

Сопротивление — это числовая величина, которую можно измерить и выразить математически. Стандартной метрической единицей сопротивления является ом, обозначаемый греческой буквой омега — . Электрическое устройство, имеющее сопротивление 5 Ом, будет представлено как Р = 5 . Уравнение, представляющее зависимость сопротивления ( R ) проводника цилиндрической формы (например, провода) от переменных, влияющих на него, имеет вид

, где L представляет длину провода (в метрах), представляет собой площадь поперечного сечения провода (в метрах ² ) и представляет собой удельное сопротивление материала (в ом•метрах). В соответствии с обсуждением выше, это уравнение показывает, что сопротивление провода прямо пропорционально длине провода и обратно пропорционально площади поперечного сечения провода. Как показывает уравнение, зная длину, площадь поперечного сечения и материал, из которого сделан провод (и, следовательно, его удельное сопротивление), можно определить сопротивление провода.

 

Расследуй!

Резисторы являются одним из наиболее распространенных компонентов электрических цепей. На большинстве резисторов нарисованы полосы или полосы цветов. Цвета отображают информацию о значении сопротивления. Возможно, вы делаете лабораторную работу и вам нужно знать сопротивление резистора, используемого в лаборатории. Используйте виджет ниже, чтобы определить значение сопротивления по цветным полоскам.

Проверьте свое понимание

1. Бытовые цепи часто подключаются проводами двух разных размеров: 12-го и 14-го калибра. Проволока 12-го калибра имеет диаметр 1/12 дюйма, а проволока 14-го калибра имеет диаметр 1/14 дюйма. Таким образом, провод 12-го калибра имеет большее сечение, чем провод 14-го калибра. Цепь на 20 А, используемая для настенных розеток, должна быть подключена с использованием провода калибра 12, а цепь на 15 А, используемая для цепей освещения и вентиляторов, должна быть подключена с помощью провода калибра 14. Объясните физику такого электрического кода.

 

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

 

3. Определите сопротивление 1-мильной медной проволоки 12-го калибра. Дано: 1 миля = 1609 метров и диаметр = 0,2117 см.

 

4. Два провода — А и В — круглого сечения имеют одинаковую длину и изготовлены из одного материала. Тем не менее, провод А имеет в четыре раза большее сопротивление, чем провод В. Во сколько раз диаметр провода В больше диаметра провода А?

 

 

Следующий раздел:

Перейти к следующему уроку:

электричество — Почему диаметр бытового провода влияет на максимальный безопасный ток?

спросил 3 года 10 месяцев назад

Изменено 3 года, 10 месяцев назад

Просмотрено 2к раз

$\begingroup$

Чем больше диаметр провода, используемого в бытовой электропроводке, тем больше максимальный ток, который может безопасно проходить по проводу. Почему это? Зависит ли максимальный безопасный ток от длины провода? Зависит ли это от того, из чего сделан провод?

• электричество
• быт

$\endgroup$

$\begingroup$

Провод большего диаметра имеет меньшее сопротивление.

Провод с меньшим сопротивлением выделяет меньше тепла при данном токе, протекающем через него.

Чем меньше тепла производит провод, тем ниже будет его температура при работе.

Следовательно, провод большего диаметра сможет пропускать больший ток, прежде чем он нагреется настолько, чтобы расплавить или поджечь его изоляцию или воспламенить другие предметы рядом с ним.

Зависит ли это от того, из чего сделаны провода?

Все, что снижает сопротивление провода, увеличивает его токонесущую способность (также известное как сила тока ). Таким образом, использование материала с более низким удельным сопротивлением также поможет.

Однако может оказаться дешевле использовать материал с немного более высоким удельным сопротивлением, такой как алюминий, чем материал с более низким удельным сопротивлением, такой как медь, но просто сделать алюминиевый провод более толстым. К сожалению, у алюминиевого провода есть и другие проблемы (деформационное упрочнение и окисление), которые вызвали проблемы, когда мы попытались использовать его для бытовых электропроводок вместо меди.