Проверка сопротивления

Зачем нужны вычисления

Для людей, которые тесно не работали с электричеством и прокладкой проводов не понять, насколько важно подобрать для той или иной работы правильное сечение провода. А ведь это очень важный аспект. Такая важность вопроса обусловлена тем, что любой провод или кабель представляет собой ведущий элемент для распределения и подачи тока, который подводится к электроприборам

С их помощью подключаются абсолютно все электроприборы (светильники, компьютеры, электроплиты и т.д.), которые имеют разную мощность и технические характеристики

Такая важность вопроса обусловлена тем, что любой провод или кабель представляет собой ведущий элемент для распределения и подачи тока, который подводится к электроприборам. С их помощью подключаются абсолютно все электроприборы (светильники, компьютеры, электроплиты и т.д.), которые имеют разную мощность и технические характеристики

Провода в доме

В связи с такой высокой востребованностью проводов расчет их сечения просто необходим для должного обеспечения постоянного притока электрической энергии к различным приборам. При этом риск возникновения опасностей должен быть по максимуму сведен к нулю. Такие ситуации могут возникнуть из-за постоянного контакта провода с током. Если расчет требуемого сечения кабеля не проводился, и провод имеет небольшое сечение, которое не способно обеспечить в нужных объемах адекватное функционирование электроприборов, к тому же это ведет к нагреванию кабеля. Вследствие этого с течением времени будет происходить медленное разрушение защитной изоляции изделия, и риск появления короткого замыкания также будет повышаться с каждым прошедшим днем.
Как видим, всего лишь неправильно подобранный тип сечения может привести к следующим последствиям:

• приборы будут часто ломаться, не отслужив весь срок, установленный производителем;
• существенно увеличивается риск возгорания провода из-за короткого замыкания;

Короткое замыкание кабеля

• снижение срока службы самой электропроводки;
• высокий риск сгорания проводки;
• риск получения человеком электротравмы.

Поэтому не стоит пытаться сэкономить там, где от этого будет только вред. Ведь при негативном стечении обстоятельств на ремонт техники и замену проводки придется потратиться в разы больше, чем на приобретение провода с нужным сечением!

Виды проводки

Перед процедурой расчета сечения кабеля, необходимо определиться с материалом, из которого он будет изготовлен. Это может быть алюминий медь или гибрид — алюмомедь. Мы подробно расскажем и характеристики каждого изделия, а также их достоинствах и основных недостатках:

• Алюминиевая проводка. В сравнении с медной, ее приобрести можно по более низкой цене. Она значительно легче. Также ее проводимость практически в 2 раза меньше, чем у проводки из меди. Причиной этому является возможностью окисления в течение некоторого времени. Стоит отметить, что такой тип проводки требуется через какое-то время заменять, так как она постепенно будет терять свою форму. Запаивание алюминиевого кабеля можно проводить самостоятельно без помощи специалиста;
• Медная проводка. Стоимость такого изделия в несколько раз превышает алюминиевый кабель. При этом, по мнению экспертов, ее отличительной чертой является эластичность, а также существенная прочность. Электрическое сопротивление в ней достаточно небольшое. Запаивать такое изделие достаточно легко;
• Алюмомедная проводка. В ее составе большая часть отведена алюминию, и только 10–30 % составляет медь, которая покрыта снаружи термомеханическим методом. Именно по этой причине проводимость изделия чуть меньше медного, но при этом больше алюминия. Его можно приобрести меньшей стоимость, чем медный провод. В течение всего периода эксплуатации, проводка не будет терять форму и окисляться.

Именно такой тип проводки рекомендуют использовать взамен алюминиевой. При этом неё диаметр должен быть точно такой же. В том случае, если вы меняете на медь, то такое соотношение должно быть 5:6.

Если выбор сечения проводов необходимо для прокладывания в бытовых условиях, то эксперты рекомендуют использовать многожильные провода. В таком случае они гарантируют вам гибкость.

Факторы, которые влияют на расчет

Из-за важности расчетов при определении требуемого сечения для проводов нужно учитывать ряд параметров:

обязательно следует учитывать общее количество электроприборов, которые будут размещены в пределах конкретной квартиры;

Электротехника в помещении

• общая потребляемая нагрузка приборов. При этом в расчетах данный параметр должен браться с небольшим запасом;
• суммарная мощность электроприборов, функционирующих в доме;
• выбор способа, с помощью которого будет происходить расчет сечения проводов.

При этом каждый из перечисленных пунктов играет важную роль и в расчетах без них не обойтись. Также следует отметить, что поскольку это математические вычисления, то конечная цифра должна быть проверена несколько раз для исключения ошибки.
Конечно, каждый математический расчет обладает определенной долей погрешности, так как оперирует не стандартизированными значениями. Поэтому иногда необходимо проводить округления в большую или меньшую сторону, чтобы отыскать кабель требуемого сечения.
Если подойти к расчету халатно, то можно навлечь на себя неприятности, которые как минимум проявятся в сгоревшей технике или проводке, а как максимум – приведут к пожару.

Как найти падение напряжения и правильно рассчитать его потерю в кабеле

Одним из основных параметров, благодаря которому считается напряженность, является удельное сопротивление проводника. Для проводки от станции или щитка к помещению используются медные или алюминиевые провода. Их удельные сопротивления равны 0,0175 Ом*мм2/м для меди и 0,0280 Ом*мм2/м для алюминия.

Рассчитать падение электронапряжения для цепи постоянного тока в 12 вольт можно следующими формулами:

• определение номинального тока, проходящего через проводник. I = P/U, где P – мощность, а U – номинальное электронапряжение;
• определение сопротивления R=(2*ρ*L)/s, где ρ – удельное сопротивление проводника, s – сечение провода в миллиметрах квадратных, а L – длина линии в миллиметрах;
• определение потери напряженности ΔU=(2*I*L)/(γ*s), где γ – это величина, которая равна обратному удельному сопротивлению;
• определение требуемой площади сечения провода: s=(2*I*L)/(γ*ΔU).

Важно! Благодаря последней формуле можно рассчитать необходимую площадь сечения провода по нагрузке и произвести проверочный расчет потерь. Таблица значений индуктивных сопротивлений. Таблица значений индуктивных сопротивлений

Таблица значений индуктивных сопротивлений

В трехфазной сети

Для обеспечения оптимальной нагрузки в трехфазной сети каждая фаза должна быть нагружена равномерно. Для решения поставленной задачи подключение электромоторов следует выполнять к линейным проводникам, а светильников – между нейтральной линией и фазами.

Потеря электронапряжения в каждом проводе трехфазной линии с учетом индуктивного сопротивления проводов подсчитывается по формуле

Формула расчета

Первый член суммы – это активная, а второй – пассивная составляющие потери напряженности. Для удобства расчетов можно пользоваться специальными таблицами или онлайн-калькуляторами. Ниже приведен пример такой таблицы, где учтены потери напряжения в трехфазной ВЛ с алюминиевыми проводами электронапряжением 0,4 кВ.

Пример таблицы

Потери напряжения определены следующей формулой:

ΔU = ΔUтабл * Ма;

Здесь ΔU—потеря напряжения, ΔUтабл — значение относительных потерь, % на 1 кВт·км, Ма — произведение передаваемой мощности Р (кВт) на длину линии, кВт·км.

Однолинейная схема линии трехфазного тока

На участке цепи

Для того, чтобы провести замер потери напряжения на участке цепи, следует:

• Произвести замер в начале цепи.
• Выполнить замер напряжения на самом удаленном участке.
• Высчитать разницу и сравнить с нормативным значением. При большом падении рекомендуется провести проверку состояния проводки и заменить провода на изделия с меньшим сечением и сопротивлением.

Важно! В сетях с напряжением до 220 в потери можно определить при помощи обычного вольтметра или мультиметра. Базовым способом расчета потери мощности может служить онлайн-калькулятор, который проводит расчеты по исходным данным (длина, сечение, нагрузка, напряжение и число фаз). Базовым способом расчета потери мощности может служить онлайн-калькулятор, который проводит расчеты по исходным данным (длина, сечение, нагрузка, напряжение и число фаз)

Базовым способом расчета потери мощности может служить онлайн-калькулятор, который проводит расчеты по исходным данным (длина, сечение, нагрузка, напряжение и число фаз).

Образец калькулятора для вычисления потерь

Таким образом, вычислить и посчитать потери напряжения можно с помощью простых формул, которые для удобства уже собраны в таблицы и онлайн-калькуляторы, позволяющие автоматически вычислять величину по заданным параметрам.

Зависимость тока, мощности и сечения жил

Измерить и произвести расчеты площади сечения кабеля по диаметру жилы недостаточно. Перед прокладкой проводки или иных типов электросетей необходимо также знать пропускную способность кабельной продукции.

• Выбирая кабель, необходимо руководствоваться несколькими критериями:
• сила электротока, которую будет пропускать кабель;
• мощность потребителей;
• токовая нагрузка, оказываемая на кабель.

Мощность

Самым важным параметром при электромонтажных работах (в частности прокладке кабелей) является пропускная мощность. От сечения проводника зависит максимальная мощность передаваемой по нему электроэнергии

Поэтому крайне важно знать общую мощность источников потребления энергии, которые будут подключены к проводу

Обычно производители бытовой техники, приборов и иных электротехнических изделий указывают на этикетке и в прилагаемой к ним документации максимальную и среднюю мощность потребления.

Например, машина для стирки белья может потреблять электроэнергию в диапазоне от десятков Вт/ч при режиме полоскания до 2,7 кВт/ч при нагреве воды.

Соответственно, к ней должен подключаться провод с тем сечением, которого хватит для передачи электроэнергии максимальной мощности. Если к кабелю подключается два и более потребителя, то общая мощность определяется путем сложения предельных значений каждого из них.

Усредненная мощность всех электроприборов и осветительных устройств в квартире редко превышает 7500 Вт для однофазной сети. Соответственно, сечения кабелей в электропроводке необходимо подбирать под это значение.

Рекомендуется округлять сечение в сторону увеличения мощности из-за возможного увеличения потребляемой электроэнергии в будущем. Обычно берут следующую по числу площадь сечения от рассчитанной величины. Так, для значения общей мощности 7,5 кВт необходимо использовать медный кабель с сечением жилы 4 мм2, который способен пропустить около 8,3 кВт. Сечение проводника с алюминиевой жилой в таком случае должно быть не менее 6 мм2, пропускающее мощность тока от 7,9 кВт.

В индивидуальных жилых постройках нередко применяется трехфазная система электроснабжения на 380 В. Однако большая часть техники не рассчитана на такое электронапряжение. Напряжение в 220 В создается посредством их подсоединения в сеть через нулевой кабель с равномерным распределением токовой нагрузки на все фазы.

Электроток

Зачастую мощность электрооборудования и техники может быть не известна владельцу из-за отсутствия этой характеристики в документации или полностью утерянных документов, этикеток. Выход в такой ситуации один – произвести расчет по формуле самостоятельно.

Мощность определяется по формуле:

P = U*I

• где:
• Р – мощность, измеряемая в ваттах (Вт);
• I – сила электротока, измеряемая в амперах (А);
• U – приложенное электронапряжение, измеряемое в вольтах (В).

• Когда неизвестна сила электротока, то ее можно измерить контрольно-измерительными приборами:
• амперметром;
• мультиметром;
• токоизмерительными клещами.

После определения потребляемой мощности и силы электротока можно посредством нижеприведенной таблицы узнать необходимое сечение кабеля.

Нагрузка

Расчет сечения кабельных изделий по токовой нагрузке необходимо производить для дальнейшей защиты их от перегрева. Когда по проводникам проходит слишком большой электроток для их сечения, то может происходить разрушение и оплавление изоляционного слоя.

Предельно допустимая длительная токовая нагрузка – это количественное значение электротока, который сможет пропускать кабель достаточно долго без перегревов. Для определения этого показателя изначально необходимо просуммировать мощности всех энергопотребителей.

После этого произвести вычисления токовой нагрузки по формулам:

однофазная сеть:  I = P_∑*Ki/U

трехфазная сеть:  I = P_∑*Ki/(√3*U)

• где:
• P_∑ – общая мощность энергопотребителей;
• Ki – коэффициент, равный 0,75;
• U – электронапряжение в сети.

Понятия и значение сопротивления

Электрическое сопротивление материалов широко используется и учитывается в электротехнике. Данная величина позволяет установить основные параметры проводов и кабелей, особенно при скрытом способе их прокладки. В первую очередь устанавливается точная длина проложенной линии и материал, использованный для производства провода. Вычислив первоначальные данные, вполне возможно определить диаметр и сечение измеряемого кабеля.
По сравнению с обычной электрической проводкой, в электронике параметрам сопротивления придается решающее значение. Оно рассматривается и сопоставляется в совокупности с другими показателями, присутствующими в электронных схемах. В этих случаях неправильно подобранное сопротивление провода, может вызвать сбой в работе всех элементов системы. Такое может произойти, если для подключения к блоку питания компьютера воспользоваться слишком тонким проводом. Произойдет незначительное снижение напряжения в проводнике, что вызовет некорректную работу компьютера.

Сопротивление в медном проводе зависит от многих факторов, и в первую очередь от физических свойств самого материала. Кроме того, учитывается диаметр или сечение проводника, определяемые по формуле или специальной таблице.

Таблица

На сопротивление медного проводника оказывают влияние несколько дополнительных физических величин. Прежде всего должна учитываться температура окружающей среды. Всем известно, что при повышении температуры проводника, наблюдается рост его сопротивления. Одновременно с этим происходит снижение силы тока из-за обратно пропорциональной зависимости обеих величин. В первую очередь это касается металлов с положительным температурным коэффициентом. Примером отрицательного коэффициента является вольфрамовый сплав, применяющийся в лампах накаливания. В этом сплаве сила тока не снижается даже при очень высоком нагреве.

Индуктивное сопротивление проводов и кабелей

Для определения индуктивного сопротивления (обозначается Х) кабельной или воздушной линии определенной протяженности в километрах удобно пользоваться выражением:

Где: Х – индуктивное сопротивление одного километра провода или кабеля на фазу, Ом/км.

Х одного километра воздушной или кабельной линии можно определить по формуле:

Где: D_ср – расстояние среднее между проводами или центрами жил кабелей, мм; d – диаметр токоведущей жилы кабеля или диаметр провода, мм; μ_т – относительная магнитная проницаемость материала провода;

Первый член правой части уравнения обусловлен внешним магнитным полем и называется внешним индуктивным сопротивлением Х. Из этого выражения видно, что Х зависит только от расстояния между проводами и их диаметра, а так как расстояние между проводами выбирается исходя из номинального напряжения линии, соответственно Х будет расти с ростом номинального напряжения линии. Х воздушных линий больше, чем кабельных. Это связано с тем, что токоведущие жилы кабеля располагаются друг к другу значительно ближе, чем провода воздушных линий.

Для одной фазы:

Где: D_1:2 расстояние между проводами.

Для одинарной трехфазной линии при расположении проводов по треугольнику:

При горизонтальном или вертикальном расположении проводов трехфазной линии в одной плоскости:

Увеличение сечения проводов линии ведет к незначительному уменьшению Х.

Второй член уравнения для определения X обусловлен магнитным полем внутри проводника. Он выражает внутреннее индуктивное сопротивление Х//.

Таким образом выражение для Х можно представить в виде:

Для линий из немагнитными материалов μ = 1 внутреннее индуктивное сопротивление Х// по сравнению с внешним Х составляет ничтожную величину, поэтому им очень часто пренебрегают.

В таком случае формула для определения Х примет вид:

Для практических расчетов индуктивные сопротивления кабелей и проводов определяют по соответствующим таблицам.

В случае приближенных расчетов можно считать для воздушных линий напряжением 6-10 кВ Х = 0,3 – 0,4 Ом/км, а для кабельных Х = 0,08 Ом/км.

Внутренне индуктивное сопротивление стальных проводов сильно отличается от Х// проводов из цветных металлов. Это вызвано тем, что Х// пропорционально магнитной проницаемости μ_r, которая сильно зависит от величины тока в проводе. Если для проводов из цветных металлов μ_r = 1, то для стальных проводов μ_r может достигать величины в 103 и даже выше.

Х// для линий прокладываемых стальными проводами пренебрегать нельзя. Как правило, данную величину берут из таблиц, составленных на основе экспериментальных данных.

Сопротивления r и Х// при некоторых значениях тока могут достигать максимальных значений, а затем с увеличением тока уменьшатся. Это явление объясняется магнитным насыщением стали.

Измерение сопротивления мультиметром

Для замера к контактам проверяемого устройства присоединяются зажимы-«крокодилы» или щупы (в этом случае достаточно простого касания). Дисплей показывает реальное сопротивление на мультиметре. При этом в случае незамкнутой цепи возможно появление 1 в крайнем левом положении (базовый разряд устройства) вместо трех-четырехразрядного числа. Если щупы разомкнуты, показания прибора будут такими же.

Проверку сопротивления мультиметром начинают с максимального, превышающего предполагаемое значение, положения регулятора. Постепенно переключаясь на меньшие значения, уточняют действительную величину показателя. Изменение диапазона ведется по следующему принципу:

• на экране нули – реальное значение намного меньше используемого;
• появились значащие цифры, но первый разряд ноль – снижается показатель на одно деление;
• необходимая точность замера сопротивления мультиметром считается достигнутой, если на экране отображается число больше единицы.

Длина основного силового кабеля в многоэтажке сколько метров 10 этажный дом

Расчет длины и сечения основного силового кабеля в многоэтажном доме может понадобиться при ремонте электропроводки. Так, жители старых квартир нередко меняют проводку в пользу более мощной. При этом, напряжение на силовой кабель увеличивается. Из-за этого кабель греется и приходит в негодность. Возникает резонный вопрос о замене главного силового кабеля в подъезде на кабель с большим сечением. Основные проблемы, с которыми могут столкнуться жильцы – это получение разрешения от коммунальщиков ЖЭУ или ТСЖ, очередь на исполнение заявки ремонтной бригадой и стоимость самого кабеля.

Так как основной кабель проходит только от ВРУ до последнего этажа, рассчитать его протяженность не составит большого труда: она будет равняться высоте дома с учетом необходимых технологических зазоров.

Для десятиэтажного дома длина кабеля составит порядком 35 метров. Но все эти предварительные расчеты можно использовать только для вычисления ориентировочной стоимости кабеля. Точную длину и сечение необходимо узнавать только у работников соответствующего коммунального предприятия, к которому относится ваш дом.

Параллельное соединение проводов электропроводки

Бывают безвыходные ситуации, когда срочно нужно проложить проводку, а провода требуемого сечения в наличии нет. В таком случае, если есть провод меньшего, чем необходимо, сечения, то можно проводку сделать из двух и более проводов, соединив их параллельно. Главное, чтобы сумма сечений каждого из них была не меньше расчетной.

Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5 мм², а нужен по расчетам 10 мм². Соединяете их все параллельно, и проводка будет выдерживать ток до 50 ампер. Да Вы и сами многократно видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов. Например, для сварки используется ток до 150 А и для того, чтобы сварщик мог управлять электродом, нужен гибкий провод. Его и делают из сотен параллельно соединенных тонких медных проволочек.

В автомобиле аккумулятор к бортовой сети тоже подключают с помощью такого же гибкого многожильного провода, так как во время пуска двигателя стартер потребляет от аккумулятора ток до 100 А. А при установке и снятии аккумулятора необходимо провода отводить в сторону, то есть провод должен быть достаточно гибким.

Способ увеличения сечения электропровода путем параллельного соединения нескольких проводов разного диаметра можно использовать только в крайнем случае. При прокладке домашней электропроводки допустимо соединять параллельно только провода одинакового сечения, взятые из одной бухты.

Источники

• https://electric-220.ru/sechenie-provoda-kabelja-po-diametru-formula-tablica
• https://proprovoda.ru/provodka/provoda-i-kabelya/poperechnoe-sechenie-provodnika.html
• https://www.boncom.by/papers/raschet-secheniya-kabelya
• https://220.guru/electroprovodka/provoda-kabeli/kak-uznat-sechenie.html

Частные случаи: как мерить сопротивление мультиметром для заземления и резисторов

Удобно выставлять примерный диапазон, если на обследуемой детали есть маркировка с номинальным значением параметра. Например, на резисторе указано сопротивление R82, то есть 82 Ом.

При установке щупов на оба конца детали полученное значение должно быть максимально близким к номинальному.

Если встал вопрос о том, как проверить сопротивление резистора мультиметром при стертой маркировке, следует действовать по общей схеме – с постепенным увеличением или уменьшением диапазона в зависимости от показаний прибора.

Для резисторов с переменным сопротивлением сначала замеряется показатель между крайними контактами в крайнем правом положении его регулятора (число должно примерно соответствовать номинальному), потом в крайнем левом (число должно быть близко к нулю или указанному минимальному сопротивлению детали, если оно отлично от нуля).

Потом аналогично проверяется значение в не вывернутом до конца положении регулятора между крайним правым и средним, крайним левым и средним контактами.

Далее для проверки работоспособности складываются два последних полученных значения – сумма должна быть примерно равна первому полученному показателю.

Важно: точность замеров можно повысить тщательно зачисткой контактов детали. Руками касаться щупов нельзя – поскольку тело человека имеет собственное сопротивление (примерно 1 кОм), оно влияет на результат измерений.

Как измерить сопротивление заземления мультиметром

Если планируется померить сопротивление мультиметром заземления, следует помнить – результат будет только приблизительным. Для официальных замеров используется специализированная тестирующая аппаратура. Такая политика обусловлена тем, что для правильной оценки качества заземления используется контроль в четырех точках на расстоянии 30 плюс/минус 10 метров друг от друга. Так замерить сопротивление мультиметром, конечно, не получится. Кроме того, учитывается большая погрешность замеров.

Для замеров необходимо:

• подобрать качественный, точный, откалиброванный мультиметр;
• выяснить расположение заземляющего проводника и базовых элементов. При новой застройке это не представляет сложности, при старой требуется найти место вывода на поверхность заземлителя (обычно это проволока диаметром 6…8 мм, тянущаяся к дому);
• вогнать в землю металлический штырь (подойдет арматура) на расстоянии 5…10 м от основного заземлителя.

Далее проверка сопротивления мультиметром ведется по схеме.

Полученный результат не должен превышать 0,05 Ом. В противном случае заземление считается недостаточным для обеспечения безопасности.

Выбор сечения кабелей

Для крупных расчетов можно использовать специализированный калькулятор на справочном сайте либо соответствующее программное обеспечение. Следующий алгоритм применяют для последовательного вычисления рабочих параметров по формулам:

• при передаче в подключенную нагрузку мощности P = 1 600 Вт в линии с напряжением U = 220 V постоянный ток (I) определяют следующим образом: I = P/U ≈ 7,27А;
• сопротивление медного проводника (в обе стороны) длиной 800 м и сечением 2,5 мм кв.: R = (2*I*p)/S = (2*800*0,0175)/2,5 = 11,2 Ом;
• потери по напряжению в этой трассе: ΔU = (2*L*I)/((1/p)*S) = (2*800*7,27)/((1/0,0175)*2,5) = 11 520/ 142,86 = 80,63 V.

При необходимости последнее выражение несложно математически преобразовать для выбора площади поперечного сечения проводника по суммарному значению подключаемой нагрузки:

S = (2*I*L)/((1/p)*ΔU.

В рассмотренном примере потери напряжения составляют более 36%. Этот результат свидетельствует о необходимости корректировки расчета сопротивления проводника. По действующим нормативам допустимо уменьшение контрольного параметра не более, чем на 5 %. Увеличив диаметр провода, можно получить необходимый результат. При сечении 19 мм кв. напряжение уменьшится до 209,41 V (4,81%).

С учетом увеличенного сопротивления алюминиевого провода предполагаются пропорциональные изменения потерь. Выполнив аналогичный расчет, можно получить рекомендованное сечение 31 мм кв. Использование такого проводника в аналогичных условиях снизит напряжение до 209,2 V, что позволит обеспечить соответствие нормативам – 4,92%.

К сведению. Для проверки расчетных данных можно использовать мультиметр. Измерения выполняют в соответствующем диапазоне с учетом амплитуды сигнала, переменного (постоянного) тока.

Измерение сопротивления кабеля мультиметром

При подключении источника питания переменного тока алгоритм вычислений усложняется. Для таких исходных условий пользуются формулой:

ΔU = ((Pа * Rа + Pр * Rи) *L)/ U,

где:

• Pа (Pр) – активная (реактивная) мощность;
• Rа (Rи) – относительное активное (индуктивное) сопротивление линии в Ом на километр.

Для определенных материалов проводников исходные данные берут из справочника. По аналогии с упомянутыми нормативами уменьшение напряжения не должно быть в общем случае более 5%. Дополнительные ограничения применяют с учетом особенностей электрических сетей и подключаемых потребителей (от 1% до 12%). Действующие правила уточняют по тексту последней редакции ПУЭ.

Приведенные итоги расчетов убедительно подтверждают преимущества меньшего удельного сопротивления медного провода. При использовании алюминиевого аналога значительно увеличивается количество материала для передачи электроэнергии с нормативными потерями. Для комплексного анализа следует учитывать лучшие показатели меди по прочности, гибкости.

Алюминий отличается меньшей стоимостью, легкостью. Но при работе с этим материалом следует исключить вибрационные воздействия и перемещения в процессе эксплуатации. Особо тщательно проектируют изгибы, чтобы сохранить целостность проводника. Электрический контакт нарушается образованием окислов на поверхности изделий, изготовленных из этого металла.

К сведению. В определенных ситуациях многое будет значить свободное место для прокладки трассы. По экономии пространства преимущественными параметрами обладает медь.

Выбор сечения проводника по допустимому нагреву

По мере увеличения силы тока повышается температура проводящего металла. На определенном уровне повреждается слой защитной изоляции, созданный из полимеров. Это провоцирует короткие замыкания и образование пламени. Опасные ситуации предотвращают корректным расчетом площади поперечного сечения. Определенное значение имеет способ прокладки (совместный/ раздельный).

Выбор сечения по потерям напряжения

Как показано в расчетах, при большой длине трасы нужно учитывать снижение напряжения и соответствующие энергетические потери. В крупных проектах рассматривают всю цепь тока с распределительными устройствами и подключаемыми нагрузками.

Для точного определения подходящей кабельной продукции рассматривают особенности процесса эксплуатации. Делают необходимый запас, чтобы предотвратить аварийные ситуации при подключении новых потребителей и бросках напряжения в сети питания.

Способы снижения потерь в кабеле

Кроме нарушения нормальной работы электроприборов, падение напряжения в проводах приводит к дополнительным расходам на электроэнергию. Уменьшить эти затраты можно разными способами:

• Увеличение сечения питающих проводов. Этот метод требует значительных расходов на замену кабелей и тщательной проверки экономической целесообразности;
• Уменьшение длины линии. Прямая, соединяющая две точки, всегда короче кривой или ломаной линии. Поэтому при проектировании сетей электроснабжения линии следует прокладывать максимально коротким прямым путём;
• Снижение окружающей температуры. При нагреве сопротивление металлов растёт, и увеличиваются потери электроэнергии в кабеле;
• Уменьшение нагрузки. Этот вариант возможен при наличии большого числа потребителей и источников питания;
• Приведение cosφ к 1 возле нагрузки. Это уменьшает потребляемый ток и потери.

К сведению. Улучшение вентиляции в кабельных лотках и других конструкциях приводит к снижению температуры, сопротивления и потерь в линии.

Для достижения максимального эффекта необходимо комбинировать эти способы между собой и с другими методами энергосбережения.

Расчёт падения напряжения и потерь электроэнергии в кабеле важен при проектировании систем электроснабжения и кабельных линий.

Что влияет на сопротивление медного провода

Электрический импеданс медного кабеля зависит от нескольких факторов:

• Удельного сопротивления;
• Площади сечения проволоки;
• Длины провода;
• Внешней температуры.

Последним пунктом можно пренебречь в условиях бытового использования кабеля. Заметное изменение импеданса происходит при температурах более 100°C.

Зависимость сопротивления

Удельное сопротивление в системе СИ обозначается буквой ρ. Оно определяется, как величина сопротивления проводника, имеющего сечение 1 м2 и длину 1 м, измеряется в Ом ∙ м2. Такая размерность неудобна в электротехнических расчетах, поэтому часто используется единица измерения Ом ∙ мм2.

Важно! Данный параметр является характеристикой вещества — меди. Он не зависит от формы или площади сечения

Чистота меди, наличие примесей, метод изготовления проволоки, температура проводника — факторы, влияющие на удельное сопротивление.

Зависимость параметра от температуры описывается следующей формулой: ρt= ρ20. Здесь ρ20— удельное сопротивление меди при 20°C, α— эмпирически найденный коэффициент, от 0°Cдо 100°C для меди имеет значение, равное 0,004 °C-1, t — температура проводника.

Ниже приведена таблица значений ρ для разных металлов при температуре 20°C.

Таблица удельного сопротивления

Согласно таблице, медь имеет низкое удельное сопротивление, ниже только у серебра. Это обуславливает хорошую проводимость металла.

Чем толще провод, тем меньше его резистентность. Зависимость R проводника от сечения называется «обратно пропорциональной».

Важно! При увеличении поперечной площади кабеля, электронам легче проходить сквозь кристаллическую решетку. Поэтому, при увеличении нагрузки и возрастании плотности тока, следует увеличить площадь сечения

Увеличение длины медного кабеля влечет рост его резистентности. Импеданс прямо пропорционален протяженности провода. Чем длиннее проводник, тем больше атомов встречаются на пути свободных электронов.

Выводы

Последним элементом, влияющим на резистентность меди, является температура среды. Чем она выше, тем большую амплитуду движения имеют атомы кристаллической решетки. Тем самым, они создают дополнительное препятствие для электронов, участвующих в направленном движении.

Важно! Если понизить температуру до абсолютного нуля, имеющего значение 0° Kили -273°C, то будет наблюдаться обратный эффект — явление сверхпроводимости. В этом состоянии вещество имеет нулевое сопротивление

Температурная корреляция