Расчет сечения кабеля по току: популярно об электрическом токе

Во время строительства домов, как частных, так и многоквартирных, офисных зданий и производственных сооружений для безопасной эксплуатации электрической сети и приборов нужно обязательно сделать расчет сечения кабеля по току.

Как сделать расчет

Как выбрать кабель

Чтобы произвести подсчет безопасной и необходимой толщины электрического кабеля в зависимости от тока, который будет проходить по нему нужно знать, какими электрическими приборами будут пользоваться.

Итак, далее – все считают образом.

Потребуется мощность каждого из приборов; формула для расчета общего показателя мощности выглядит так:

Pобщ. = (Р1+Р2…+Рn),

где Робщ. – мощность всех электроприборов в доме или квартире (в Ваттах),

Р1, Р2 и т. д. — это мощность каждого конкретного прибора.

Допустим, в однофазной сети будут работать три лампы, холодильник, микроволновка, электрочайник. Pобщ.=300+200+1100+2200=3800 Вт. Для дальнейших расчетов нужно знать силу тока, которая рассчитывается по формуле:

I = Pобщ./U,

где I – это сила тока,

U – напряжение сети.

Теперь при подстановке всех известных данных получится:

 I = 3800:220 = 17,3 Ампер.

С учетом того, что проводка будет выполнена из меди, удельное сопротивление (р) которой 0,0175 Ом*мм²/м. сразу сделаем расчет сопротивления участка цепи из следующей формулы:

R=U/I=220/17,3=12 Ом.

Теперь из расчета сопротивления (возьмем длину проводника (L) за номинальный метр), который имеет следующий вид:

R=(рL)/S, выведем площадь сечения.

S=рL/R

Соответственно площадь сечения кабеля, нужного для нормальной работы перечисленной выше техники равна (0,0175*1000)*1/12=1,46 мм².

Еще один вариант вычислений

Зачем делать расчет сечения кабеля по току и длине? Чтобы сеть функционировала без перенапряжения и сбоев, этот этап нельзя пропускать.

Сечение медных и алюминиевых жил

Дело в том, что каждый конкретный проводник будет терять в мощности при увеличении своей длины. То есть, чем продолжительнее провода, тем больше будут подобные потери, которым способствует сопротивление.

Исходя из описанной уже формулы S=рL/R. Тут все известно, кроме сопротивления R. Его можно вычислить исходя из закона Ома для участка цепи (U=I*R) – отсюда R=U/I. В рассматриваемом примере R=220/17,3= 12,7 Ом (приблизительное округленное значение – 12).

Чтобы посчитать потери напряжения, нужно разделить полученное значение U на напряжение в сети (например, в обычной бытовой сети чаще всего 220 В). В итоге получится коэффициент, который при умножении на сто даст величину потерь в процентном выражении: если он более пяти процентов – толщину кабеля надо увеличивать.

Для точной, долгой и безопасной работы вновь прокладываемой проводки, особенно большой протяженности, обязательно производить расчеты сечения кабеля по длине. При этом нужно учесть, из какого материала он изготовлен.

Например, длина медного кабеля 5 метров, тогда S=рL/R=(0,0175*1000)*5/12=7,3 мм (приблизительное округленное значение).

Пример по вычислению

Проведем расчет сечения кабеля по току 12 вольт. Допустим, что используются (или предположительно могут использоваться) разнообразные электрические приборы, а именно 12, 12, 30 Ватт, то есть Р1=12, Р2=12, Р3=30.

Теперь, подставив значения в первую формулу, получим Pобщ. = Р1+Р2+Р3 = 12+12+30 = 54 Вт. То есть величина общей мощности составляет пятьдесят четыре Ватта. Исходя из второй формулы (I = Pобщ./U) сила тока I равна 54/12= 4,5 Ампер.

Теперь осталось выбрать один из доступных материалов, из которых изготавливаются кабели, допустим, для проводки применяется медь, а длина – составляет один метр. По уже упомянутой формуле площадь сечения можно найти по формуле S=рL/R=(0,0175*1000)*1/R=17,5/R, где R=U/I.

Значит, для напряжения 12 В справедливо следующее: R=U/I=12/4,5= 2,6 Ом. Тогда площадь равна: S=17,5/R=17,5/2,6= 6 мм.

А можно прибегнуть к такой простой “электрической арифметике”. Один квадратный миллиметр сечения медного провода (если он открыт) способен пропускать не больше семнадцати Ампер, если проводка закрыта — тринадцать.

Алюминиевый кабель

Если речь идет об алюминиевом кабеле, то предпочтительные величины на каждый миллиметр – 10 или 8 А для открытого и закрытого размещения соответственно.

Расчет для алюминиевого провода следующий.

Удельное сопротивление его составляет двадцать восемь тысячных Ома на квадратный миллиметр, то есть р=0,028 Ом*мм²/м.

Теперь опять берем за общую мощность рассчитанную ранее величину – пятьдесят четыре Ватта.

Сила тока в этом случае будет равна I = Pобщ./U=54/12= 4,5 Ампер. S=рL/R=(0,028*1000)*1/R=28/R, при том, что R=U/I.

Во втором случае сопротивление R=U/I=12/4,5= 2,6 Ом. А площадь сечения равна: S=28/R=28/2,6= 10 мм.

Для того, чтобы верно установить электропроводку, обязательно знать как можно подробнее о длине кабелей, мощности приборов, материале изготовления проводов. Тогда с учетом несложных формул можно легко вывести нужные значения.

Подробнее о том, как рассчитать сечение провода — на видео: