Section transversale des fils et câbles, en fonction de la force du courant, calcul de la section de câble requise

Pour réparer l'ancien câblage ou en poser un nouveau, vous devez sélectionner le câble de la section souhaitée afin de résister à la charge attendue.

Si l'ancien câblage est hors service, vous devez le remplacer, mais avant de le remplacer par un autre, découvrez pourquoi il y a eu un problème avec l'ancien. Il est possible qu'il y ait simplement eu des dommages mécaniques ou que l'isolation soit devenue inutilisable, et un problème encore plus important est la défaillance du câblage due au dépassement de la charge admissible.

Quelle est la différence entre les produits de câble, quelles sont les principales caractéristiques?

Pour commencer, il est déterminé quelle tension dans le réseau dans laquelle les câbles fonctionneront. Pour les réseaux domestiques, les câbles et fils de type VVG, PUGNP sont souvent utilisés (seulement il est interdit par les exigences modernes de PUE en raison de grandes tolérances sur la section en cours de production, jusqu'à 30%, et l'épaisseur admissible de la couche isolante est de 0,3 mm, contre 0,4 en PUE), ШВВП et autres .

Si vous vous éloignez des définitions, le fil du câble diffère légèrement, principalement par définition dans GOST ou TU par lequel il est fait. Après tout, il existe un grand nombre de fils sur le marché avec 2-3 fils et deux couches d'isolation, par exemple le même PUGNP ou PUNP.

La tension admissible est déterminée par l'isolation des câbles

Pour sélectionner un câble, en plus de la tension, les conditions dans lesquelles il fonctionnera sont prises en compte, pour connecter un outil et un équipement en mouvement, il doit être flexible, pour connecter des éléments fixes, en principe cela n'a pas d'importance, mais il vaut mieux préférer un câble à âme monolithique.

Le facteur décisif lors de l'achat est la section transversale du noyau, elle est mesurée en mm2 et la capacité du conducteur à résister à une longue charge en dépend.

Qu'est-ce qui affecte le courant admissible à travers le câble?

Voyons d'abord les bases de la physique. Il existe une telle loi Joule-Lenz, elle a été découverte indépendamment par deux savants, James Joule (en 1841) et Emilius Lenz (en 1842), et a donc reçu un double nom. Cette loi décrit donc quantitativement l'effet thermique du courant électrique traversant le conducteur.

S'il est exprimé en termes de densité de courant, nous obtenons la formule suivante:

Interprétation: w est la puissance de dégagement de chaleur par unité de volume, le vecteur j est la densité de courant à travers le conducteur est mesurée en ampères par mm2. Pour le fil de cuivre, prenez de 6 à 10 A par millimètre de surface, où 6 est la densité de travail et 10 à court terme. le vecteur E est l'intensité du champ électrique. σ est la conductivité du milieu.

La conductivité étant inversement proportionnelle à la résistance: σ = 1 / R

Si la loi de Joule-Lenz est exprimée en termes de quantité de chaleur sous forme intégrale, alors:

Ainsi, dQ est la quantité de chaleur qui sera libérée pendant l'intervalle de temps dt dans le circuit où le courant I passe à travers un conducteur de résistance R.

Autrement dit, la quantité de chaleur est directement proportionnelle au courant et à la résistance. Plus le courant et la résistance sont importants, plus la chaleur est générée. C'est dangereux car à un certain moment la quantité de chaleur atteint une valeur telle que l'isolant fond sur les fils. Vous avez peut-être remarqué que les fils des chaudières bon marché chauffent sensiblement pendant le fonctionnement, c'est tout.

Si le câble est relâché, la tension à ses extrémités connectée à la charge diminue également.

Dans les calculateurs pour le calcul des sections de câbles, les paramètres suivants sont généralement définis:

• courant ou puissance de charge;

• longueur de ligne;

• chute de tension admissible (généralement en pourcentage);

Plus la résistance est élevée, plus la tension chutera et le câble chauffera, car de l'énergie sera libérée sur celui-ci (P = UI, où U est la chute de tension à travers le câble, I est le courant qui le traverse).

Tous les calculs ont été réduits au courant et à la résistance. La résistance du conducteur est calculée par la formule:

Ici: ρ (po) est la résistivité, l est la longueur du câble, S est l'aire de la section transversale.

La résistivité dépend de la structure du métal, les valeurs des résistivités peuvent être déterminées à partir du tableau.

Le câblage utilise principalement de l'aluminium et du cuivre. Dans le cuivre, la résistance est de 1,68 * 10-8 Ohm * mm2 / m, et dans l'aluminium 1,8 fois plus grande que dans le cuivre, elle est de 2,82 * 10-8 Ohm * mm2 / m. Cela signifie que le fil d'aluminium chauffe presque 2 fois plus fort que le fil de cuivre avec la même section et le même courant. Il s'ensuit que pour le câblage, vous devrez acheter un fil d'aluminium plus épais, de plus, les fils sont facilement endommagés.

Par conséquent, les fils de cuivre ont été remplacés par des fils de cuivre provenant du câblage domestique, et l'utilisation d'aluminium dans le câblage est interdite, seule l'utilisation de câbles en aluminium pour l'installation d'installations électriques très puissantes qui consomment un courant élevé est autorisée, puis utilisez un fil d'aluminium avec une section de plus de 16 mm2 (voir -Pourquoi le câble en aluminium ne peut pas être utilisé dans le câblage)

Comment déterminer la résistance du fil par le diamètre de l'âme?

Il y a des cas où la section transversale du noyau n'est pas connue, elle peut donc être calculée par diamètre. Pour déterminer le diamètre d'une veine monolithique, vous pouvez utiliser un pied à coulisse, si ce n'est pas le cas, puis prendre une tige, par exemple un stylo à bille ou un clou, enrouler 10 tours de fil étroitement autour de lui, et mesurer la longueur de la spirale résultante avec une règle, en divisant cette longueur par 10 - vous obtiendrez le diamètre de la veine.

Pour déterminer le diamètre total d'un noyau multifilaire, mesurez le diamètre de chaque noyau et multipliez par leur nombre.

Ensuite, considérez la section transversale selon cette formule:

Et encore une fois, ils reviennent à cette formule pour calculer la résistance d'un fil:

Comment déterminer la section transversale requise du fil?

L'option la plus simple consiste à déterminer la zone de section transversale des noyaux conformément au tableau. Il convient pour calculer des lignes pas trop longues posées dans des conditions normales (avec une température ambiante normale). Vous pouvez également choisir un fil pour la rallonge. Veuillez noter que le tableau montre les sections efficaces pour un certain courant et une certaine puissance dans un réseau monophasé et triphasé pour l'aluminium et le cuivre.

Lors du calcul de longues lignes (plus de 10 mètres), il est préférable de ne pas utiliser une telle table. Il est nécessaire d'effectuer des calculs. Le moyen le plus rapide d'utiliser la calculatrice. L'algorithme de calcul est le suivant:

Ils prennent des pertes de tension admissibles (pas plus de 5%), ce qui signifie qu'avec une tension de 220V et une perte de tension acceptable de 5% sur le câble, la chute de tension (de bout en bout) ne doit pas dépasser:

5% * 220 = 11V.

Maintenant, connaissant le courant qui passera, nous pouvons calculer la résistance du câble. Dans une ligne à deux fils, la résistance est multipliée par 2, car le courant passe à travers deux fils, avec une longueur de ligne de 10 m, la longueur totale des conducteurs est de 20 m.

À partir de là, selon les formules ci-dessus, la section de câble requise est calculée.

Vous pouvez le faire automatiquement depuis votre smartphone, en utilisant les applications Mobile Electric et electroDroid. Seule la calculatrice ne spécifie pas la longueur totale des fils, mais plutôt la longueur de la ligne de la source d'alimentation au récepteur d'électricité.

Conclusion

Un câblage correctement calculé est déjà une garantie à 50% de son bon fonctionnement, la seconde moitié dépend de l'installation correcte. Toutes les spécificités de câblage, la consommation électrique maximale de tous les consommateurs doivent être prises en compte. Dans le même temps, entrez une marge de courant admissible de 20 à 40% "au cas où".