Активные и индуктивные сопротивления проводов

Расчет сечения провода

Начнем не с таблицы, а с расчета. То есть, каждый человек, не имея под рукой интернет, где в свободном доступе ПУЭ с таблицами имеется, может самостоятельно определить сечение кабеля по току. Для этого потребуется штангенциркуль и формула.

Если рассмотреть сечение кабеля, то это круг с определенным диаметром. Существует формула площади круга: S= 3,14*D²/4, где 3,14 – это Архимедово число, «D» — диаметр измеренной жилы. Формулу можно упростить: S=0,785*D².

Если провод состоит из нескольких жил, то замеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, затем все показатели суммируются. А как вычислить сечение кабеля, если каждая его жила состоит из нескольких тоненьких проводков?

Процесс немного усложняется, но не сильно. Для этого придется подсчитать количество проводков в одной жиле, измерить диаметр одного проводка, вычислить его площадь по описанной формуле и умножить данный показатель на количество проводков. Это и будет сечение одной жилы. Теперь необходимо это значение умножить на количество жил.

Если нет желания считать проводки и измерять их размеры, надо просто замерить диаметр одной жилы, состоящий из нескольких проводов. Снимать размеры надо аккуратно, чтобы не смять жилу

Обратите внимание, что этот диаметр не является точным, потому что между проводками остается пространство

Соотношение тока и сечения

Чтобы понять, как работает электрический кабель, необходимо вспомнить обычную водопроводную трубу. Чем больше ее диаметр, тем больше воды через нее будет проходить. То же самое и с проводами.

Чем больше их площадь, тем большей силы ток, через них пройдет, тем большую нагрузку такой провод выдерживает. При этом кабель не будет перегреваться, что является самым важным требованием правил пожарной безопасности.

Поэтому связка сечение – ток является основным критерием, который используется в подборе электрических проводов в разводке. Поэтому вам необходимо сначала разобраться, сколько бытовых приборов и какой общей мощности будет подключены к каждому шлейфу.

К примеру, на кухне обязательно устанавливается холодильник, микроволновка, кофемолка и кофеварка, электрочайник иногда посудомоечная машина. То есть, все эти прибору могут в один момент быть включены одновременно. Поэтому в расчетах и используется суммарная мощность помещения.

Узнать потребляемую мощность каждого прибора можно из паспорта изделия или на бирке.

1. Для примера обозначим некоторые из них:
2. Чайник – 1-2 кВт.
3. Микроволновка и мясорубка 1,5-2,2 кВт.
4. Кофемолка и кофеварка – 0,5-1,5 кВт.
5. Холодильник 0,8 кВт.

Узнав мощность, которая будет действовать на проводку, можно подобрать ее сечение из таблицы. Не будем рассматривать все показатели данной таблицы, покажем те, которые преобладают в быту.

Виды маркировки

Вся информация о характеристиках провода обозначается тремя способами:

• Цветом;
• Латинскими буквами;
• Арабскими цифрами.

Все способы и виды маркировок занесены в ГОСТ и другие регламентирующие строительные нормативы отечественные и международные документы. Поэтому знать основные правила нанесения разметки необходимо каждому электрику.

Вариант 1 — Маркировка цветом

Самая наглядная и простая — цветовая маркировка кабеля, которая определяет тип несущего провода:

• Ноль — синий, голубой и их оттенки.
• Заземление — зеленый, желтый или зелено-желтое сочетание.
• Фазный — чаще встречаются красные, оранжевые, розовые и белые тона, но вообще фаза может быть любой, кроме упомянутых выше оттенков.

Цветовое обозначение является первостепенным, так как множество аварий и коротких замыканий случается именно из-за неправильного подключения парных проводников.

Вариант 2 — Буквы и буквенные сочетания

В случае с буквами все намного сложнее. Ими обозначаются использованные в изготовлении материалы и особенности эксплуатации кабелей. Большое значение имеет последовательность:

Первая буква говорит о материале жилы. Здесь всего два варианты: «А» — алюминий или отсутствие — медь.

Вторая характеризует назначение провода. Например, «К» — контрольный, «П» — плоский, «М» — монтажный. Полный список можно посмотреть в приведенной таблице.

Третья буква — это маркировка изоляции жил, которая бывает: из поливинилхлорида (ПВ), капрона (К), резины (Р), найрита (Н), полиэтилена (П), добавлением эмали (МЭ), шелка (О), стекловолокна (О).

Четвертая прямо указывает на особенности токопроводящей жилы. Чаще встречаются обозначения укомплектования специальной оплеткой (О), асфальтированности провода (А), дополнения круглыми проволочными кольцами для усиления брони (К) или высокой гибкости и упругости (Г).

Вариант 3 — Цифры и числа

Число, расположенное в середине, отображает размер сечения фазы, точнее, его диаметр. Здесь возможно любое значение, единицей измерения которого будет кв. мм. Замыкает последовательность из букв и цифр на кабеле числовое обозначение максимально допустимого напряжения.

Маркировка поможет быстро и легко подобрать необходимый тип провода: достаточно заранее продумать нужные параметры, с помощью таблицы собрать идеальную комбинацию и, вооружившись ей, смело идти в магазин. Тогда купленный провод пойдет в дело и обеспечит бесперебойную подачу электричества.

Как правильно произвести расчет по другим показателям

При прокладке электрокоммуникаций стоит понимать зависимость сечения от силы тока, длины материала, напряжению и нагрузке. На этих критериях необходимо основывать выбор.

По току

Величина тока при прохождении через проводник в условиях комнатной температуры зависит от ширины, длины, удельного сопротивления и температурного режима. В квартирах и домах чаще всего используют медный провод, поэтому при подборе сечения ориентируются на данные ПУЭ.

По длине

В случае высокого токопотребления стоит выбирать короткий материал. Излишняя длина приведет к потере качества электропередачи – напряжение на отдельных участках будет «прыгать». Зависимость сечения от расстояния до точки запитки прописана в нормативной таблице.

По нагрузке

Для трехфазной сети свойственно тройное увеличение момента нагрузки. Двойной скачок нагрузки в режиме симметричного напряжения происходит, поскольку ток нулевого проводника равняется нулю. Точные данные можно узнать из таблицы.

Трёхфазная электрическая сеть

Расчет сечения провода по нагрузке предусматривает коэффициент одновременности 0,75 и может осуществляться математически:

1. Составляется список домашних электроприборов.
2. На основании документации или таблицы указывается номинальная мощность.
3. Устанавливается возможность эксплуатации техники при единовременной нагрузке.
4. Рассчитывается поправочный коэффициент по времени использования за сутки в процентном отношении к 24 ч для каждого из приборов.
5. Номинальная мощность оборудования умножается на поправочный коэффициент.
6. Все данные суммируются.
7. Находится значение в таблице и к нему прибавляется еще 15 %.

По напряжению

Программа для расчета падения напряжения на кабеле

Если планируется укладка кабеля на большое расстояние, принимаются во внимание риски падения напряжения. Показатель находится под влиянием:

• длины провода – при увеличении напряжение падает;
• площадь поперечного сечения – при увеличении снижается падение напряжения;
• удельное сопротивление проводника – стандартный размер 1 мм2/1 м.

Падение напряжения равно ток, умноженный на сопротивление. Показатель рассчитывается следующим образом:

1. Вычисляется ток по формуле I=P/(U*cosф). Величина cosф для бытовой электросети – 1.
2. На основании таблиц ПУЭ устанавливается сечение провода по току.
3. Рассчитывается общее сопротивление проводника. Используется формула Rо=ρ*l/S, где ρ – удельное сопротивление материала, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения. Общее значение сопротивления при прохождении тока к потребителю и обратно увеличивается на 2.
4. Находится падение напряжения по формуле ΔU=I*R.
5. Вычисляется процент падения напряжения ΔU/U.

Если результат больше 5 %, подбирается кабель с большим сечением.

По плотности тока

Медные материалы с жилой сечением 1 мм2 имеют среднюю плотность тока 6-10 А. Токи данной величины протекают без перегрева или обгорания изоляции. Согласно ПУЭ, дополнительно на защиту оболочек нужно прибавить 40 %.

Предел в 6 А обеспечивает эксплуатацию проводки без привязки к времени. Верхний предел в 10 А указывает допустимую кратковременную нагрузку. При увеличении силы тока до 12 А повышается и его плотность, что приводит к обгоранию изоляции.

По маркировке проводов

Кабель ВВГ-нг

Квартирная проводка монтируется при помощи кабелей ВВГ-нг и ВВГ. Первый не подвергается возгораниям, предназначен для внутренних, земельных и наружных работ. Материал выпускается с 2-4 жилами, с сечением каждой от 1,5 до 35 мм2.

Специалисты считают, что для точечного освещения хватит кабеля с сечением 0, 5 мм², для люстры – 1,5 мм², розеточных устройств – 2,5 мм².

Расчет сечения медных проводов и кабелей

Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на примере двухкомнатной квартиры.

Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовую и осветительную.

В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне и в ванной. Так как там устанавливается наиболее мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.п.).

Для этой розеточной группы выбираем провод сечением 2.5мм2. При условии, что силовая нагрузка будет разбросана по разным розеткам. Что это значит? Например, на кухне для подключения всей бытовой техники нужно 3-4 розетки подключенных медным проводом сечением 2.5 мм2 каждая.

Если вся техника подключается через одну единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 будет недостаточно, в этом случае нужно использовать провод сечением 4-6 мм2. В жилых комнатах для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2, но окончательный выбор нужно принимать после соответствующих расчетов.

Питание всей осветительной нагрузки выполняется проводом сечением 1.5 мм2.

Необходимо понимать, что мощность на разных участках электропроводки будет разной, соответственно и сечение питающих проводов тоже разным. Наибольшее его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода выбирают 4 – 6 мм2.

При монтаже электропроводки применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ.

Выбор сечения кабеля по мощности

Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.

Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда.

Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.

Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток — это направленное движение частиц.

Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока.

Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.

Несмотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.

Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.

Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке:

С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)

Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных.

Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.

А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо, когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.

Открытая и закрытая прокладка проводов

Как все мы знаем, при прохождении тока по проводнику он нагревается. Чем больше ток, тем больше тепла выделяется. Но, при прохождении одного и того же тока, по проводникам, с разным сечением, количество выделяемого тепла изменяется: чем меньше сечение, тем больше выделяется тепла.

В связи с этим, при открытой прокладке проводников его сечение может быть меньше — он быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. При этом проводник быстрее остывает, изоляция не испортится. При закрытой прокладке ситуация хуже — медленнее отводится тепло. Потому для закрытой прокладке — в кабель каналах, трубах, в стене — рекомендуют брать кабель большего сечения.

Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.

Выбор сечения кабеля в зависимости от мощности и типа прокладки

И напоследок несколько практических советов. Отправляясь на рынок за кабелем, возьмите с собой штангенциркуль . Слишком часто заявленное сечение не совпадает с реальностью. Разница может быть в 30-40%, а это очень много. Чем вам это грозит? Выгоранием проводки со всеми вытекающими последствиями. Потому лучше прямо на месте проверять действительно ли у данного кабеля требуемое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля есть в таблице выше). А подробнее про определение сечения кабеля по его диаметру можно прочесть тут.

Каждый мастер желает знать… как рассчитать сечение кабеля для той или иной нагрузки. С этим приходится сталкиваться при проведении проводки в доме или гараже, даже при подключении станков — нужно быть уверенным, что выбранный сетевой шнур не задымится при включении станка…

Я решил создать калькулятор расчета сечения кабеля по мощности, т.е. калькулятор считает потребляемый ток, а затем определяет требуемое сечение провода, а также рекомендует ближайший по значению автоматический выключатель.

Силовые кабели ГОСТ 31996—2012

Расчет сечения кабеля по мощности производится в соответствии с таблицами нормативного документа ГОСТ 31996—2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией». При этом сечение указывается с запасом по току во избежания нагрева и возгорания провода, работающего на максимальном токе. А также я ввел коэффициент 10%, т.е. к максимальному току добавляется еще 10% для спокойной работы кабеля

Например, берем мощность нагрузки 7000 Вт при напряжении 250 Вольт, получаем ток 30.8 Ампер (добавив про запас 10%), будем использовать медный одножильный провод с прокладкой по воздуху, в результате получим сечение: 4 кв.мм., т.е. кабель с максимальным током 39 Ампер. Кабель сечением 2.5 кв.мм. на ток 30 Ампер использовать не рекомендуется, т.к. провод будет эксплуатироваться на максимально допустимых значениях силы тока, что может привести к нагреву провода с последующим разрушением электро изоляции.

Таблица сечения кабеля по току и мощности для медного провода

Таблица сечения алюминиевого провода по потребляемой мощности и силе тока

Калькулятор расчета сечения кабеля

Онлайн калькулятор предназначен для расчета сечения кабеля по мощности.

Вы можете выбрать требуемые электроприборы, отметив их галочкой, для автоматического определения их мощности, либо ввести мощность в ватах (не в киловатах!) в поле ниже, затем выбрать остальные данные: напряжение сети, металл проводника, тип кабеля, где прокладывается и калькулятор произведет расчет сечения провода по мощности и подскажет какой автоматический выключатель поставить.

Надеюсь, мой калькулятор поможет многим мастерам.

Расчет сечения кабеля по мощности:

Требуемая мощность (выберите потребителей из таблицы):

Занимаясь прокладкой электропроводки в новом доме или заменой старой во время ремонта, каждый домашний мастер задается вопросом: а какое сечение провода нужно? И вопрос этот имеет большое значение, поскольку именно от правильного выбора сечения кабеля, а также материала его изготовления во многом зависит не только надежная работа электроприборов, но и безопасность всех членов семьи.

Основная разновидность

На сегодняшний день для электромонтажных работ применяют шнуры, кабели и провода. Перед расшифровкой маркировки необходимо разобраться с тем, что собой представляют эти изделия и в чем их различия.

Провода

Провод представляет собой электротехническое изделие, состоящее из одной или нескольких скрученных между собой проволок, без изоляции либо заизолированных. Оболочка жилы, как правило, легкая, не из металла (хотя также встречается обмотка проволокой).

Такие изделия могут использоваться в электромонтажных работах (к примеру, монтаж электропроводки в деревянном доме), а так же при изготовлении обмотки электродвигателя. На сегодняшний день существуют провода с медными и алюминиевыми жилами. Медный вариант быстро окисляется в открытом пространстве и имеет высокую цену, но при этом способен пропустить через себя более высокие токовые нагрузки. К тому же медь более эластична, а значит, не так быстро сломается. Алюминиевые более хрупкие и не соединяются с медными (разве что только через клеммы), но за то имеют низкую стоимость. На сегодняшний день алюминиевая электропроводка используется все реже и реже.

Также следует отметить, что контакты могут быть заизолированными и голыми. Последний вариант используется для линий электропередач. Изолированный провод может быть защищенным и незащищенным. Защитой служит еще один слой изоляции (из пластмассы либо резины), который закрывает оболочку жил.

Последняя классификация осуществляется в зависимости от назначения: монтажные, силовые и установочные. Монтажный провод обязательно должен быть медным, используется, как правило, для соединения элементов электрической схемы в щите, а так же для соединения цепи в радиоаппаратуре. Силовой (как и установочный) для нас более известный, т.к. используется на открытом воздухе и внутри помещений.

Кабели

Электрический кабель представляет собой изделие из нескольких проводов, которые находятся под одной изоляционной оболочкой (из ПВХ, резины, пластмассы). Помимо этой оболочки может присутствовать дополнительная защита — бронированная оболочка из проволоки либо стальной ленты, которая обязательно указывается в маркировке.

Существует 5 основных видов электрических кабелей:

• силовой;
• контрольный;
• для управления;
• для связи;
• радиочастотный.

Кратко рассмотрим условия применения каждого из изделий.

Силовой используется для передачи электроэнергии в силовых и осветительных электроприборах. Существуют изделия различного типа и назначения. В основном силовые кабели используются для электропроводки внешней (как воздушным, так и подземным способом) и внутренней (в жилых и нежилых помещениях). Силовые кабели могут иметь как алюминиевые, так и медные жилы. Предпочтение рекомендуется отдавать последнему варианту. Изолирующим слоем может быть ПВХ, бумага, резина, полиэтилен и т.д.

Контрольный используется для работы электротехнических устройств, которые передают информационный сигнал для управления какими-либо устройствами. Данный вид также может быть с алюминиевыми и медными жилами.

Кабель управления представляет собой медный электропроводник с защитным экраном. Применяется в различных системах автоматики. Защитный экран служит для отвода помех, а так же защиты от механических повреждений.

Кабель связи используется для передачи информации с помощью токов различных частот. Передача местных линий связи осуществляется низкочастотными проводниками, а дальних линий – высокочастотными.

Радиочастотный кабель применяется в радиотехнических устройствах. Основное предназначение – передача видео- и радиосигналов.

Шнуры

Шнур для бытовых электроприборов

Вот мы и разобрались с основными различиями всех трех видов электротехнических изделий. Надеемся, что информация была для Вас доступной. Рекомендуем так же просмотреть видео, в котором данная информация предоставлена более наглядно:

Основные характеристики и различия проводников

https://youtube.com/watch?v=kutLm3boPo8

Общие различия

Все проводники могут иметь различия по следующим признакам:

1. Поперечное сечение. Существуют жилы сечением от 0,35 мм.кв. до 240 мм.кв.
2. Материал изготовления: медь, алюминий, алюмомедь (специальный композит из двух металлов).
3. Номинальное напряжение (к примеру, способен выдержать 220 либо 380В).
4. Количество жил (одножильный либо многожильный).
5. Материал изоляции (ПВХ, резина, бумага).
6. Материал защитной оболочки (резина, пластмасс, металл).

Основные отличия между ТУ и ГОСТ

Первое, что нужно знать, – все кабели изготавливают по ТУ. Наличие отметки ТУ на изделии указывает на соответствие заводом-изготовителем всем техническим условиям для изготовления конкретного вида кабеля и на то, что его изготавливали по установленным заводом стандартам.

С одной стороны может показаться, что ТУ и ГОСТ существенно ничем не отличаются, но это не так. После появления ТУ производители кабеля могут уменьшать сечение жил, толщину изоляции и выдавать техническое условие на конкретный товар, прописав в них любые характеристики и свойства.

Основные нарушения, свойственные изготовлению кабельной продукции по ТУ:

• уменьшенное сечение жил;
• уменьшенная толщина изоляционного слоя;
• добавление в медь различных примесей.

Что касается ГОСТ, то это государственный стандарт, применимый в отношении любой продукции, включая электромеханическую. Чтобы получить сертификат и соответствие по ГОСТ, изделие проходит проверку согласно требованиям государственного стандарта.

Таким образом, главное, что я хочу подчеркнуть: абсолютно каждый кабель изготавливают по ТУ, но не все провода сертифицированы по ГОСТу. Если вы посмотрите на продукцию, пролеживающую на прилавках электромеханического магазина, то  сможете найти провода, изготовленные исключительно по ТУ без ГОСТ, и кабели, у которых технические условия отвечают требованиям государственного стандарта.

Наглядная демонстрация разницы кабелей, изготовленных по ТУ и ГОСТ.

На основании всего вышесказанного, можно сделать очевидные выводы:

1. Кабель ГОСТ – прошел все важные испытания, а это уверенность покупателя в том, что такое изделие выдержит заявленные нагрузки.
2. Кабель ТУ – обычно отличается и изоляцией, и качеством сплавов.

Одним словом, производители сегодня пытаются сэкономить буквально на всем. Если вы нашли провод, изготовленный по ТУ, с заявленным сечением в 2.5 мм2, то рассчитывайте на 2 мм2, а может быть и того меньше. Самое интересное в этой ситуации то, что уменьшенное фактическое сечение не будет являться нарушением, поскольку изготовитель устанавливает допустимые отклонения на основании разработанного ТУ. 

Выводы и полезное видео по теме

Видеороликом ниже демонстрируется практический пример определения сечения проводника простыми методами.

Просмотр ролика рекомендуется, так как наглядно представленная информация способствует увеличению объёма знаний:

https://youtube.com/watch?v=oLFDT_YXQ7Q

Работа с электрическими проводами всегда требует ответственного отношения с точки зрения расчета.

Поэтому электрик любого ранга должен знать методику расчета и уметь пользоваться существующими техническими таблицами. Тем самым достигается не только существенная экономия средств на монтаже за счет точного расчета, но главное – гарантируется безопасность эксплуатации вводимой линии.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по определению сечения провода? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом подбора проводов для обустройства электрической сети в доме или квартире. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Похожие записи:

Первая помощь при поражении электрическим током Нормы освещенности рабочих мест и производственных помещений Коэффициент использования светового потока уличных led-светильников Электрические схемы бесплатно. интегралка я112а схема Как создать плату из схемы в altium designer Подключение розетки 380в