Área da seção transversal de fios e cabos, dependendo da resistência da corrente, cálculo da seção transversal do cabo necessária

Para reparar a fiação antiga ou colocar uma nova, é necessário selecionar o cabo da seção transversal desejada para suportar a carga esperada.

Se a fiação antiga estiver com problemas, é necessário substituí-la, mas antes de alterá-la para uma similar, descubra por que houve um problema com a antiga. É possível que houvesse simplesmente danos mecânicos ou que o isolamento se tornasse inutilizável, e um problema ainda mais significativo é a falha na fiação devido ao excesso de carga permitida.

Qual a diferença entre os produtos a cabo, quais são as principais características?

Para começar, é determinada a voltagem na rede em que os cabos funcionarão. Para redes domésticas, cabos e fios do VVG, tipo PUGNP são frequentemente usados ​​(apenas é proibido pelos requisitos modernos de PUE devido às grandes tolerâncias para a seção transversal durante a produção, até 30%, e a espessura da camada isolante permitida é de 0,3 mm, contra 0,4 em PUE), ШВВП e outros .

Se você se afastar das definições, o fio do cabo difere minimamente, principalmente por definição em GOST ou TU pelo qual é fabricado. Afinal, existe um grande número de fios no mercado, com 2 a 3 fios e duas camadas de isolamento, por exemplo, o mesmo PUGNP ou PUNP.

A tensão permitida é determinada pelo isolamento do cabo

Para selecionar um cabo, além da tensão, são levadas em consideração as condições sob as quais ele funcionará; para conectar uma ferramenta e equipamento em movimento, ele deve ser flexível; para conectar elementos fixos, em princípio, isso não importa, mas é melhor preferir um cabo com núcleo monolítico.

O fator decisivo na compra é a área da seção transversal do núcleo, é medida em mm2, e a capacidade do condutor de suportar uma carga longa depende disso.

O que afeta a corrente permissível através do cabo?

Primeiro, vamos voltar ao básico da física. Existe uma lei de Joule-Lenz, que foi descoberta independentemente por dois estudiosos, James Joule (em 1841) e Emilius Lenz (em 1842), e, portanto, recebeu o nome duplo. Portanto, esta lei descreve quantitativamente o efeito térmico da corrente elétrica que flui através do condutor.

Se expresso em termos de densidade de corrente, obtemos a seguinte fórmula:

Interpretação: w é a potência de liberação de calor por unidade de volume, o vetor j é a densidade de corrente através do condutor, medida em Amperes por mm2. Para fios de cobre, use de 6 a 10 A por milímetro de área, onde 6 é a densidade de trabalho e 10 é de curto prazo. vetor E é a força do campo elétrico. σ é a condutividade do meio.

Como a condutividade é inversamente proporcional à resistência: σ = 1 / R

Se a lei de Joule-Lenz for expressa em termos da quantidade de calor na forma integral, então:

Assim, dQ é a quantidade de calor que será liberada durante o intervalo de tempo dt no circuito em que a corrente I flui através de um condutor de resistência R.

Ou seja, a quantidade de calor é diretamente proporcional à corrente e resistência. Quanto maior a corrente e a resistência, mais calor é gerado. Isso é perigoso porque, em um determinado momento, a quantidade de calor atinge um valor tal que o isolamento derrete nos fios. Você deve ter notado que os fios de caldeiras baratas esquentam notavelmente durante a operação, é isso.

Se houver energia liberada no cabo, a tensão nas extremidades conectada à carga também cairá.

Nas calculadoras para o cálculo das seções transversais dos cabos, os seguintes parâmetros geralmente são definidos:

• corrente ou potência de carga;

• comprimento da linha;

• queda de tensão permitida (geralmente em porcentagem);

Quanto maior a resistência, mais a tensão cairá e o cabo esquentará, pois a energia será liberada (P = UI, onde U é a queda de tensão no cabo, I é a corrente que passa por ele).

Todos os cálculos foram reduzidos a corrente e resistência. A resistência do condutor é calculada pela fórmula:

Aqui: ρ (po) é a resistividade, l é o comprimento do cabo, S é a área da seção transversal.

A resistividade depende da estrutura do metal, os valores das resistividades podem ser determinados a partir da tabela.

A fiação usa principalmente alumínio e cobre. No cobre, a resistência é 1,68 * 10-8 Ohm * mm2 / m, e no alumínio 1,8 vezes maior que no cobre, é 2,82 * 10-8 Ohm * mm2 / m. Isso significa que o fio de alumínio esquenta quase duas vezes mais que o fio de cobre com a mesma seção transversal e corrente. Daqui resulta que, para a fiação, você terá que comprar um fio de alumínio mais grosso, além disso, os fios são facilmente danificados.

Portanto, os fios de cobre foram substituídos por fios de cobre da fiação doméstica e é proibido o uso de alumínio na fiação; somente o uso de cabos de alumínio para a instalação de instalações elétricas muito potentes que consomem alta corrente é permitido; em seguida, use um fio de alumínio com uma seção transversal de mais de 16 mm2 (consulte -Por que o cabo de alumínio não pode ser usado na fiação)

Como determinar a resistência do fio pelo diâmetro do núcleo?

Há casos em que a área da seção transversal do núcleo não é conhecida, portanto pode ser calculada pelo diâmetro. Para determinar o diâmetro de uma veia monolítica, você pode usar uma pinça, se não estiver, em seguida, pegue uma haste, como uma caneta esferográfica ou uma unha, enrole 10 voltas de fio firmemente ao redor dela e meça o comprimento da espiral resultante com uma régua, dividindo esse comprimento por 10 - você obterá o diâmetro da veia.

Para determinar o diâmetro total de um núcleo com vários fios, meça o diâmetro de cada núcleo e multiplique pelo número.

Em seguida, considere a seção transversal de acordo com esta fórmula:

E novamente eles retornam a esta fórmula para calcular a resistência de um fio:

Como determinar a área de seção transversal necessária do fio?

A opção mais simples é determinar a área de seção transversal dos núcleos de acordo com a tabela. É adequado para calcular linhas não muito longas estabelecidas em condições normais (com temperatura ambiente normal). Você também pode escolher um fio para o cabo de extensão. Observe que a tabela mostra as seções transversais de uma certa corrente e potência em uma rede monofásica e trifásica para alumínio e cobre.

Ao calcular linhas longas (mais de 10 metros), é melhor não usar essa tabela. É necessário realizar cálculos. A maneira mais rápida de usar a calculadora. O algoritmo de cálculo é o seguinte:

Eles sofrem perdas de tensão permitidas (não mais de 5%), isso significa que, com uma tensão de 220V e uma perda de tensão aceitável de 5% no cabo, a queda de tensão (de ponta a ponta) não deve exceder:

5% * 220 = 11V.

Agora, sabendo a corrente que fluirá, podemos calcular a resistência do cabo. Em uma linha de dois fios, a resistência é multiplicada por 2, uma vez que a corrente flui através de dois fios, com um comprimento de linha de 10 m, o comprimento total dos condutores é de 20 m.

A partir daqui, de acordo com as fórmulas acima, é calculada a seção transversal do cabo necessária.

Você pode fazer isso automaticamente no seu smartphone, usando os aplicativos Mobile Electric e electroDroid. Somente a calculadora não especifica o comprimento total dos fios, mas o comprimento da linha da fonte de energia ao receptor de eletricidade.

Conclusão

A fiação calculada corretamente já é uma garantia de 50% de seu funcionamento bem-sucedido; a segunda metade depende da instalação correta. Todos os detalhes da fiação, consumo máximo de energia por todos os consumidores devem ser considerados. Ao mesmo tempo, insira uma margem de corrente admissível de 20 a 40% "apenas por precaução".