Зависимость мощности от сечения. Расчёт сечения провода, кабеля
Для правильного и безопасного монтажа кабелей для проводки обязательно нужно произвести предварительный расчет предполагаемой потребляемой мощности. Невыполнение требований по подбору сечения кабеля, используемого для проводки, может привести к оплавлению изоляции и пожару.
Расчет сечения кабеля для определенной системы электропроводки можно разбить на несколько этапов:
- разбивка потребителей электроэнергии по группам;
- определение максимального тока для каждого сегмента;
- выбор сечения кабеля.
Все потребляющие электроприборы следует разделить на несколько групп так, чтобы суммарная мощность потребления одной группой не была выше примерно 2,5-3 кВт. Это позволит подобрать медный кабель сечением не больше 2,5 кв. мм. Мощность некоторых основных бытовых приборов приведена в Таблице 1.
Таблица 1. Значение мощности основных бытовых приборов.
Потребители, объединенные в одну группу, должны находиться территориально примерно в одном месте, так как они подключаются к одному кабелю. Если весь подключаемый объект питается от однофазной сети, то количество групп и распределение потребителей не играют существенной роли.
Тогда процент расхождения можно рассчитать по формуле = 100% — (Pmin/Pmax*100%) , где Pmax – максимальная суммарная мощность, приходящаяся на одну фазу, Pmin– минимальная суммарная мощность, приходящаяся на одну фазу. Чем меньше процент расхождения мощности, тем лучше.
Расчет максимального тока для каждой группы потребителей
После того, как для каждой группы была найдена потребляемая мощность, можно рассчитать максимальный ток. Коэффициент спроса (Кс) лучше принять везде равным 1, так как не исключается использование одновременно всех элементов одной группы (например, вы можете включить одновременно все бытовые приборы, относящиеся к одной группе потребителей). Тогда формулы для однофазной и трехфазной сети будут иметь вид:
Iрасч = Pрасч / (Uном * cosφ)
для однофазной сети, в этом случае напряжение в сети 220 В,
Iрасч = Pрасч / (√3 * Uном * cosφ)
для трехфазной сети, напряжение в сети 380 В.
При монтаже электропроводки в последние десятилетия особенную популярность получил метод с использованием . Это объясняется целым набором свойств, которыми обладает гофрированная труба, но вместе с тем, при работе с ней необходимо придерживаться определенных правил.
Часто можно встретить и в теории, и на практике термины соединение треугольником и звездой, напряжение фазное и линейное — разобраться в их различиях поможет интересная .
Значение косинуса для бытовых приборов и освещения лампами накаливания принимается равным 1, для светодиодного освещения – 0,95, для люминесцентного освещения – 0,92. Для группы находится среднеарифметический косинус. Его значение зависит от того, какой косинус у прибора, потребляющего наибольшую мощность в данной группе. Таким образом, зная токи на всех участках проводки, можно приступить к выбору сечения проводов и кабелей.
Подбор сечения кабеля по мощности
При известных значениях расчетного максимального тока можно приступить к подбору кабелей. Это можно сделать двумя способами, но проще всего подобрать нужное сечение кабеля по табличным данным. Параметры для подбора медного и алюминиевого кабеля приведены в таблице ниже.
Таблица 2. Данные для выбора сечения кабеля с медными жилами и кабеля из алюминия.
При планировании электропроводки предпочтительно выбирать кабели из одного материала. Соединение медных и алюминиевых проводов обычной скруткой запрещено правилами пожарной безопасности, так как при колебаниях температуры эти металлы расширяются по-разному, что приводит к образованию зазоров между контактами и выделению тепла. Если возникает необходимость подключения кабелей из разных материалов, то лучше всего воспользоваться специально предназначенными для этого клеммами.
Видео с формулами расчета сечения кабеля
В современном технологическом мире электричество практически стало на один уровень по значимости с водой и воздухом. Применяется оно в практически любой сфере человеческой деятельности. Появилось такое понятие, как электричество еще в далеком 1600 году, до этого мы знали об электричестве не больше древних греков. Но со временем оно начало более широко распространяться, и только в 1920 году оно начало вытеснять керосиновые лампы с освещения улиц. С тех пор электрический ток начал стремительно распространяться, и сейчас он есть даже в самой глухой деревушке как минимум освещая дом и для коммуникаций по телефону.
Само электричество представляет из себя поток направленных зарядов, движущихся по проводнику. Проводником является вещество способное пропускать через себя эти сами электрические заряды, но у каждого проводника есть сопротивление (кроме так называемых сверхпроводников, сопротивление у сверхпроводников равняется нулю, такое состояние достижимо за счет понижения температуры до -273,4 градуса по Цельсию).
Но в быту сверхпроводников, конечно же, еще нету, да и появиться в промышленных масштабах еще нескоро. В повседневности, как правило, ток пропускается через провода, а в качестве жилы используется в основном медные или алюминиевые провода
. Медь и алюминий популярны прежде всего, за счет своих свойств проводимости, которая обратно электрическому сопротивлению, а также из-за дешевизны, по сравнению, например, с золотом или серебром.
Как разобраться в сечениях медных и алюминиевых кабелей, для прокладки проводки?
Данная статья предназначена научить вас как рассчитать сечение провода. Это как чем больше воды вы хотите подать, тем большего диаметра труба вам нужна. Так и здесь, чем больше потребление электрического тока, тем больше должно быть сечение кабелей и проводов. Вкратце опишу что это такое: если вы перекусите кабель или провод, и посмотреть на него с торца, то вы как раз и увидите его сечение, то есть толщину провода, которая определяет мощность которую данный провод способен пропустить, разогреваясь до допустимой температуры.
Для того чтобы правильно подобрать сечение силового провода нам нужно учитывать максимальную величину потребляемой нагрузки тока . Определить значения токов можно, зная паспортную мощность потребителя, определяется по такой формуле: I=P/220, где P - это мощность потребителя тока, а 220 - это количество вольт в вашей розетке. Соответственно если розетка на 110 или 380 вольт, то подставляем данное значение.
Важно знать, что расчет значения для однофазных, и трехфазных сетей различается. Для того чтобы узнать на сколько фаз сеть вам нужно, требуется подсчитать общую сумму потребления тока в вашем жилище. Приведем пример среднестатистического набора техники, которая может быть у вас дома.
Простой пример расчета сечения кабеля по потребляемому току, сейчас мы вычислим сумму мощностей подключаемых электроприборов . Основными потребителями в среднестатистической квартире являются такие приборы:
- Телевизор - 160 Вт
- Холодильник - 300 Вт
- Освещение - 500 Вт
- Персональный компьютер - 550 Вт
- Пылесос - 600 Вт
- СВЧ-печь - 700 Вт
- Электрочайник - 1150 Вт
- Утюг - 1750 Вт
- Бойлер (водонагреватель) - 1950 Вт
- Стиральная машина - 2650 Вт
- Всего 10310 Вт = 10,3 кВт.
Когда мы узнали общее потребление электричества, мы можем по формуле рассчитать сечение провода, для нормального функционирования проводки. Важно помнить что для однофазных и трехфазных сетей формулы будут разные .
Расчет сечения провода для сети с одной фазой (однофазной)
Расчет сечения провода осуществляется с помощью следующей формулы:
I = (P × K и) / (U × cos(φ))
- P - мощность всех потребителей энергии в сумме
- K и - коэффициент одновременности, как правило, для расчетов принимается общепринятое значение 0,75
- U - фазное напряжение, которое составляет 220V но может колебаться в пределах от 210V до 240V.
- cos(φ) - для бытовых однофазных приборов эта величина сталая, и равняется 1.
I - сила тока;
Когда мы нашли мощность потребления тока по формуле, можно начать выбирать кабель, который подходит нам по мощности
. Вернее, его площади сечения. Ниже приведена специальная таблица в которой предоставлены данные, где сопоставляется величина тока, сечение кабеля и потребляемая мощность.
Данные могут различаться для проводов изготовленных из разных металлов. Сегодня для применения в жилых помещениях, как правило, используется медный, жесткий кабель. Алюминиевый кабель практически не применяется. Но все же во многих старых домах, алюминиевый кабель все еще присутствует.
Таблица расчетной мощности кабеля по току. Выбор сечения медного кабеля, производится по следующим параметрам:
Также приведем таблицу для расчета потребляемого тока алюминиевого кабеля:
Если значение мощности получилось среднее между двумя показателями, то необходимо выбрать значение сечения провода в большую сторону. Так как запас мощности должен присутствовать.
Расчет сечения провода сети с тремя фазами (трехфазной)
А теперь разберем формулу подсчета сечения провода для трехфазных сетей.
Для рассчета сечения питающего кабеля воспользуемся следующей формулой:
I = P / (√3 × U × cos(φ))
- I - сила тока, по которой выбирается площадь сечения кабеля
- U - фазовое напряжение, 220V
- Cos φ - угол сдвига фаз
- P - показывает общее потребление всех электроприборов
Cos φ - в приведенной формуле крайне важен, так как самолично влияет на силу тока. Он различается для разного оборудования, с этим параметром чаще всего можно ознакомиться в технической документации, или соответствующей маркировкой на корпусе.
Общая мощность находится очень просто, мы суммируем значение всех показателей мощности, и используем получившееся число в расчетах.
Отличительной особенностью в трехфазной сети, является то, что более тонкий провод способен выдержать большую нагрузку. Подбирается необходимое нам сечение провода, по нижеприведенной таблице.
Расчет сечения провода по потребляемому току применяемый в трехфазной сети, используется с применением такой величины как √3 . Это значение нужно для упрощения внешнего вида самой формулы:
U линейное = √3 × U фазное
Данным образом при возникновении необходимости заменяется произведение корня и фазного напряжения на линейное напряжение. Эта величина равняется 380V (U линейное = 380V).
Понятие длительного тока
Также один не менее важный момент при выборе кабеля для трехфазной и однофазной сети состоит в том, что необходимо учитывать такое понятие, которое звучит как допустимый длительный ток. Этот параметр показывает нам силу тока в кабеле, которую может выдержать провод в течение неограниченного количества времени. Определить эго можно в специальной таблице. Также для алюминиевых и медных проводников они существенно различаются.
В случае когда данный параметр превышает допустимые значения, начинается перегрев проводника. Температура нагрева является обратно пропорциональной силе тока.
Температура на некоторых участках может увеличиваться не только из-за неверно подобранного сечения провода , а и при плохом контакте. К примеру, в месте скрутки проводов. Такое довольно часто происходит в месте контакта медных кабелей и алюминиевых. В связи с этим поверхность металлов подвергается окислению, покрываясь оксидной пленкой, что весьма сильно ухудшает контакт. В таком месте кабель будет нагреваться выше допустимой температуры.
Когда мы провели все расчеты, и сверились с данными из таблиц, можно смело идти в специализированный магазин и покупать необходимые Вам кабели для прокладки сети у себя дома или на даче. Главное ваше преимущество перед, например, вашим соседом будет в том что вы полностью разобрались в данном вопросе с помощью нашей статьи, и сэкономите кучу денег, не переплачивая за то, что вам хотел продать магазин. Да и знать о том, как рассчитать сечение тока для медных или алюминиевых проводов никогда не будет лишним, и мы уверены что знания полученные у нас, неоднократно пригодятся на вашем жизненном пути.
Ниже я приведу таблицу сечения проводов, но рекомендую набраться терпения, прочитав до конца эту небольшую теоретическую часть. Это позволит Вам быть более осознанным в выборе проводов для монтажа электропроводки , кроме того, Вы сможете самостоятельно сделать расчет сечения провода , причем, даже "в уме".
Прохождение тока по проводнику всегда сопровождается выделением тепла (соответственно нагревом), которое прямо пропорционально мощности, рассеиваемой на участке электропроводки. Ее величина определяется формулой P=I 2 *R , где:
- I - величина протекающего тока,
- R - сопротивление провода.
Чрезмерный нагрев может привести к нарушению изоляции, как следствие - короткому замыканию и (или) возгоранию.
Ток протекающий по проводнику находится в зависимости от мощности нагрузки (P ), определяемой формулой
I=P/U
(U - это напряжение, которое для бытовой электрической сети составляет 220В).
Сопротивление провода R зависит от его длины, материала и сечения. Для электропроводки в квартире, даче или гараже длиной можно пренебречь, а вот материал и сечение при выборе проводов для электропроводки необходимо учитывать.
РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА
Сечение провода S
определяется его диаметром d
следующим образом (здесь и далее я буду максимально упрощать формулы):
S=π*d 2 /4=3.14*d 2 /4=0.8*d 2
.
Это может Вам пригодится, если вы уже имеете провод, причем без маркировки, которая указывает сразу сечение, например, ВВГ 2х1.5, эдесь 1,5 - сечение в мм 2 , а 2 - количество жил.
Чем больше сечение, тем большую токовую нагрузку выдерживает провод. При одинаковых сечениях медного и алюминиевого проводов - медные могут выдержать больший ток, кроме того они менее ломкие, хуже окисляются, поэтому наиболее предпочтительны.
Очевидно, что при скрытой прокладке, а также провода, проложенные в гофрошланге, электромонтажном коробе из-за плохого теплообмена нагреваться будут сильнее, значит следует их сечение выбирать с определенным запасом, поэтому пришло время рассмотреть такую величину как плотность тока (обозначим ее Iρ ).
Характеризуется она величиной тока в Амперах, протекающего через единицу сечения проводника, которую мы примем за 1мм 2 . Поскольку эта величина относительная, то с ее использованием удобно производить расчет сечения по следующим формулам:
- d=√1.27*I/Iρ =1.1*√I/Iρ - получаем значение диаметра провода,
- S=0.8*d 2 - ранее полученная формула для расчета сечения,
Подставляем первую формулу во вторую, округляем все что можно, получаем очень простое соотношение:
S=I/Iρ
Остается определиться с величиной плотности тока Iρ ), поскольку рабочий ток I ) определяется мощностью нагрузки, формулу я приводил выше.
Допустимое значение плотности тока определяется множеством факторов, рассмотрение которых я опущу и приведу конечные результаты, причем с запасом:
Пример расчета:
Имеем: суммарная мощность нагрузки в линии - 2,2 кВт, проводка открытая, провод - медный. Для расчета используем следующие единицы измерения: ток - Ампер, мощность - Ватт (1кВт=1000Вт), напряжение - Вольт.
Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов
Содержание:Надежная и безопасная работа любых электрических приборов и оборудования во многом зависит от правильного выбора проводов. Большое значение имеет сечение медного провода, таблица позволяет определить его необходимые параметры, в зависимости от токовой нагрузки и мощности. Неправильный подбор кабельной продукции может вызвать короткое замыкание и последующее возгорание. При небольшом сечении провода и слишком высокой мощности оборудования произойдет его перегрев, что вызовет аварийную ситуацию.
Сечение и мощность провода
При выборе кабельной продукции в первую очередь необходимо учитывать существенные различия между медными и алюминиевыми проводами.
И мощности таблица
Медь является более устойчивой к различного рода изгибам, она обладает более высокой электропроводностью и меньше подвержена воздействию коррозии. Поэтому одна и та же нагрузка предусматривает меньшее сечение медного провода по сравнению с алюминиевым. В любом случае, приобретая электропровод, нужно делать определенный запас его сечения, на случай возрастания нагрузок в перспективе, когда будет устанавливаться новая бытовая техника. Кроме того, сечение должно соответствовать максимальной нагрузке, или других защитных устройств.
Величина тока относится к основным показателям, оказывающим влияние на расчеты площади сечения проводов. То есть, определенная площадь имеет возможность пропускать через себя определенное количество тока в течение продолжительного времени. Этот параметр также называется длительно допустимой нагрузкой.
Само сечение представляет собой общую площадь, которую имеет срез токопроводящей жилы. Для его определения используется формула вычисления площади круга. Таким образом, Sкр. = π × r2, где число π = 3,14, а r - будет радиусом измеряемой окружности. При наличии в кабельной жиле сразу нескольких проводников, измеряется диаметр каждого из них, а затем полученные данные суммируются. Чтобы найти радиус, нужно вначале с помощью микрометра или штангенциркуля. Наиболее эффективным методом считается определение площади сечения по специальным таблицам, с учетом необходимых показателей.
Прежде всего, принимаются во внимание конкретные условия эксплуатации, а также предполагаемая величина максимального тока, который будет протекать по данному кабелю в течение продолжительного времени.
Сечение медных проводов и мощность электрооборудования
Перед монтажом того или иного электрического оборудования необходимо выполнить все расчеты. Они проводятся с учетом полной мощности будущих потребителей электроэнергии. Если монтируется сразу несколько единиц оборудования, то расчеты проводятся в соответствии с их суммарной мощностью.
Мощности каждого прибора указываются на корпусе или в технической документации на изделие и отражаются в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт). Для того, чтобы рассчитать сечение медного провода по мощности, таблица со специальными параметрами поможет подобрать наиболее оптимальный вариант.
В стандартных городских квартирах как правило действует однофазная система электроснабжения, напряжение которой составляет 220 вольт. Расчеты проводятся с учетом так называемого коэффициента одновременности, составляющему 0,7. Этот показатель означает возможность одновременного включения около 70% установленного оборудования. Данный коэффициент нужно умножить на значение суммарной мощности всех имеющихся приборов. По полученному результату в таблице определяется необходимое сечение проводки в соответствии с заданными техническими и эксплуатационными условиями.
Как определить сечение для многожильного провода
При проектировании схематического распределения проводов по квартире или дому, необходимо будет делать акцент на такие показатели, как сечение провода, допустимая плотность провода и кабеля, а также рабочая плотность кабеля. При этом для правильного проведения электрической проводки нужно будет учитывать максимальное возможное потребление тока.
Сечение провода измеряют в кв.мм. для длительного использования применяют провода с максимальным пределом в 4А, а вот для проводов из меди этот показатель равняется 10 А. Во многих случаях применяют медные провода, причин тому много, главная из которых отличная токопроводимость и невысокая цена, а вот алюминиевые провода используют в несколько раз реже, потому как они обладают большей толщиною.
Выбор
При выборе сечения кабеля необходимо делать акцент на два основных параметра:
- на силе тока;
- на мощностном показатели.
Таблица
Для определения рабочей мощности и максимально возможной силы тока, которая может проходить через провод, необходимо будет использовать табличные значения, с которыми можно ознакомиться ниже.
Расчет сечения
По мнению опытных специалистов, получить наиболее точные показатели можно только при расчете сечения кабеля по току. Именно по этой причине необходимо пользоваться этим видом расчета. Необходимо отметить, что этот вариант предполагает возможность определения токовой нагрузки на электрическую проводку.
Для этого стоит ознакомиться с таблицей средней мощности бытовых электрических приборов.
В том случае, если в квартире или загородном доме устроена однофазная сеть, то нужно будет пользоваться следующим вариантом математического изложения формулы:
I = P/U * соsᵩ
Что же касается сети с трехфазным током, то в данном случае необходимо будет пользоваться иным вариантом математической формулы:
Р – это мощность бытового электрического прибора, она измеряется в кВт;
соsᵩ — это коэффициент мощности.
После этого нужно будет сложить все показатели силы тока. По полученным данным следует выбрать сечение кабеля по току. Оно указывается в таблице. Ознакомиться с датчиком движения для включения света и советами как выбрать .
Внимание! Необходимо учитывать тот факт, что сечение электрического кабеля, используемого для прокладки в квартире или загородном доме, будет зависеть от условий прокладки.
Еще стоит учитывать, что при внешней прокладке проводки необходимо будет применять провода с большей нагрузкой по току и мощности.
Что же касается расчета сечения кабеля по мощности, то у каждого она своя. Есть мощностной порог, который способен выдержать каждый используемый провод. В том случае, если мощность всех используемых в помещении электроприборов будет намного больше, чем мощностной максимум кабеля электропроводки.
Смотрите на видео расчет сечения кабеля:
К примеру, для расчета общей мощности, можно будет с помощью калькулятора сложить все показатели воедино. После этого необходимо будет выбрать кабель, чья мощность будет превышать общее значение мощности на 30%. По этому показателю и нужно выбирать оптимальный диаметр кабеля для прокладки в квартире или доме.
Внимание! Полученный результат при суммировании нужно будет помножить на 0,8 – это поправочный коэффициент. Этот коэффициент показывает, что единовременно в квартире могут работать 80% всех бытовых приборов. Этот расчет является самым логичным.
Сечение алюминиевого провода по току
Что же касается алюминиевого провода, то его применяют довольно-таки часто. Данный бытовые магистрали отличаются высокой надежность. Они имеют возможность проводить большую силу тока, чем медные провода.
Сечение токопроводящей жилы – 2,5-120 кв.мм. При этом напряжение рабочее для таких проводов и 220 В и 380 В. Мощность от 4,4кВт до 132 кВт. Читайте обзор видов и характеристик стабилизатора напряжения 220В для дома на этой странице .
Медного
А вот медные провода рассчитаны на напряжение в 220В и 380 В, при этом сечение жилы может варьироваться от 1,5 кв.мм. до 10 кв.мм. При этом мощностной показатель медного провода от 4,1 кВт до25,7 кВт.
Соотношение сечения провода и силы тока
Чтобы определить сечение кабеля по диаметру жилы необходимо пользоваться следующей формулой:
Получается, что в защите нуждаются не только люди и живые организмы, но и бытовая техника. Если в системе будет применяться провода и кабели, не соответствующие хотя бы минимальным требованиям помещения, то вполне вероятно, что спустя некоторое время приборы и бытовые устройства начнут попросту гореть. Как следствие, человека ждут дополнительные финансовые затраты.
Видео
Смотрите на видео формулы для расчета кабеля тока и мощности:
Специалисты утверждают, что правильно подобранный провод — это не только, долговечная проводка и подача электрической энергии, но и защита собственных финансовых ресурсов: не нужно будет платить больше за электричество (толстые провода потребляют намного больше, чем тонкие); замена системы.
Дек 9, 2015 Татьяна Сумо
