Українська (Україна) 
Русский (Россия) 
English (United Kingdom) Правила вибору перерізу дроту залежно від розрахункового струму.
Таблиці залежності струму та перерізу.
При прокладанні силових комунікацій основне питання - вибір типу і перерізу проводу, який потрібно використовувати. При цьому тип дроту, що визначає матеріал і кількість ізоляційних оболонок (різні види пластику та інших матеріалів), а також матеріал (мідь або алюміній) та тип (одно- та багатожильний) провідника, вибирається виходячи з умов, в яких буде прокладено провід. Перетин проводу визначається виходячи з максимального струму, який протікатиме по проводу тривалий час. Допомогти у виборі перерізу дроту вам допоможуть такі таблиці.
| Струм, А | 6 | 10 | 13 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 63 | 80 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Потужність, кВт | 220 В | 1,2 | 2,2 | 2,9 | 3,5 | 4,4 | 5,5 | 7,0 | 8,8 | 11,0 | 13,9 | 17,6 |
| 380 В | 2,3 | 3,8 | 4,9 | 6,0 | 7,6 | 9,5 | 12,2 | 15,2 | 19,0 | 23,9 | 30,4 | |
| Перетин, мм 2 (відкрито) |
с | 0,5 | 0,5 | 0,75 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 4,0 | 4,0 | 6,0 | 10,0 | 10,0 |
| Ал | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 4,0 | 4,0 | 6,0 | 10,0 | 16,0 | 25,0 | |
| Перетин, мм 2 (у трубі) |
с | 1,0; | 1,0 | 1,0 | 2,0 | 2,5 | 4,0 | 6,0 | 10,0 | 10,0 | 16,0 | 16,0 |
| Ал | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 4,0 | 6,0 | 10,0 | 16,0 | 16,0 | 25,0 | 50,0 | |
| Струм, А | 16,5 | 21,5 | 25,0 | 32,0 | 43,5 | 58,5 | 77,0 | 103,0 | 142,5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Потужність, кВт | 0,20 | 0,26 | 0,30 | 0,38 | 0,52 | 0,70 | 0,92 | 1,24 | 1,71 |
| Перетин, мм 2 | 0,5 | 0,75 | 1,0 | 1,5 | 2,5 | 4,0 | 6,0 | 10,0 | 16,0 |
| Значення AWG | 20 | 18 | 17 | 15 | 13 | 11 | 9 | 7 | 5 |
Примітка 1. Значення струмів для проводів 220/380В наведені за стандартним рядом автоматичних запобіжників, перерізи проводів округлені у велику сторону до стандартних перерізів проводів, що випускаються з відповідного матеріалу.
Примітка 2. Наведені дані температури 30°С. Для більш високих температур слід переходити до наступного перерізу на кожні 20°С.
Примітка 3. Під час прокладання в джгуті кількох дротів слід збільшувати перетин дроту: для 2-9 дротів у джгуті на 80%, для 10-20 дротів на 160%.
Примітка 4. "Значення AWG" - маркування дроту American Wire Gauge System (Американської системи вимірювання проводів), особливо часто ці позначення використовуються для акустичних кабелів.
Падіння напруги у дроті.
При організації живлення електричних кіл низької напруги на чільне місце виходить вибір довжин та перерізу кабелю. Це з істотним падінням напруги в провіднику для ланцюгів постійного струму з низькою напругою. Простіше кажучи, якщо Ви вирішили побудувати світлодіодне освітлення фасаду довжиною 40м і розташували світлодіодні прожектори потужністю 3 Вт кожен з'єднавши їх за паралельною схемою через якийсь проміжок, при цьому джерело живлення поставили на одному кінці дроту, то при перерізі кабелю 2.5 мм.кв. останній прожектор у ланцюзі світитиме "підлогу розжарення". Пов'язано це буде з тим, що втрати напруги на кінці дроту становитимуть близько 5В.
Для розрахунку втрат напруги у дроті є проста і зрозуміла програма "Аврал дельта" . Завантажити
Отже, якщо взяти одну потужність, то при зниженні напруги струм повинен зростати згідно з формулою:
P = I U. (1)
При цьому втрати на дроті під час передачі розраховуються із закону Ома:
U = R I. (2)
З цих двох формул видно, що при зниженні напруги живлення втрати на дроті зростають. Тому чим нижче напруга живлення, тим більше перетин дроту потрібно використовувати, щоб передати ту ж потужність.
Для постійного струму, де використовується низька напруга, доводиться ретельно підходити до питання перетину та довжини, оскільки саме від цих двох параметрів залежить, скільки вольт пропаде дарма.
Опір мідного дроту постійному струму
Опір дроту залежить від питомого опору ρ, який вимірюється в Ом·мм²/м. Розмір питомого опору визначає опір відрізка дроту довжиною 1 м і перетином 1 мм².
Опір того ж шматка довжиною 1 м розраховується за такою формулою:
R = (ρ l) / S , де (3)
R - опір дроту, Ом,
ρ - питомий опір дроту, Ом·мм²/м,
l - Довжина дроту, м,
S – площа поперечного перерізу, мм².
Опір міді дорівнює 0,0175 Ом·мм²/м, це значення далі використовуватимемо при розрахунках.
Не факт, що виробники мідного кабелю використовують чисту мідь, тому на практиці завжди перетин береться із запасом, а від навантаження дроту використовують захисні автомати.
З формули (3) випливає, що для шматка дроту перерізом 1 мм² і довжиною 1 м опір буде 0,0175 Ом.
Тепер за формулою (2) розрахуємо напругу на дроті:
U = ((ρ l) / S) I , (4)
Ось такі табличні дані будуть для довжини 1 м і струму 1А:
Таблиця 1.
Падіння напруги на дроті 1 м різного перерізу
| S, мм² | 0,5 | 0,75 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 8 | 10 | 16 |
| У, Б | 0,0350 | 0,0233 | 0,0175 | 0,0117 | 0,0070 | 0,0044 | 0,0029 | 0,0022 | 0,0018 | 0,0011 |
Розрахунки на вибір перерізу проводу для постійного струму проводяться за формулою (4).
Таблиця 2.
Падіння напруги при різному перерізі дроту (верхній рядок) та струмі (лівий стовпець).
Довжина = 1 метр
| S, мм²
Я,А |
1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 |
| 1 | 0,0175 | 0,0117 | 0,0070 | 0,0044 | 0,0029 | 0,0018 | 0,0011 | 0,0007 |
| 2 | 0,0350 | 0,0233 | 0,0140 | 0,0088 | 0,0058 | 0,0035 | 0,0022 | 0,0014 |
| 3 | 0,0525 | 0,0350 | 0,0210 | 0,0131 | 0,0088 | 0,0053 | 0,0033 | 0,0021 |
| 4 | 0,0700 | 0,0467 | 0,0280 | 0,0175 | 0,0117 | 0,0070 | 0,0044 | 0,0028 |
| 5 | 0,0875 | 0,0583 | 0,0350 | 0,0219 | 0,0146 | 0,0088 | 0,0055 | 0,0035 |
| 6 | 0,1050 | 0,0700 | 0,0420 | 0,0263 | 0,0175 | 0,0105 | 0,0066 | 0,0042 |
| 7 | 0,1225 | 0,0817 | 0,0490 | 0,0306 | 0,0204 | 0,0123 | 0,0077 | 0,0049 |
| 8 | 0,1400 | 0,0933 | 0,0560 | 0,0350 | 0,0233 | 0,0140 | 0,0088 | 0,0056 |
| 9 | 0,1575 | 0,1050 | 0,0630 | 0,0394 | 0,0263 | 0,0158 | 0,0098 | 0,0063 |
| 10 | 0,1750 | 0,1167 | 0,0700 | 0,0438 | 0,0292 | 0,0175 | 0,0109 | 0,0070 |
| 15 | 0,2625 | 0,1750 | 0,1050 | 0,0656 | 0,0438 | 0,0263 | 0,0164 | 0,0105 |
| 20 | 0,3500 | 0,2333 | 0,1400 | 0,0875 | 0,0583 | 0,0350 | 0,0219 | 0,0140 |
| 25 | 0,4375 | 0,2917 | 0,1750 | 0,1094 | 0,0729 | 0,0438 | 0,0273 | 0,0175 |
| 30 | 0,5250 | 0,3500 | 0,2100 | 0,1313 | 0,0875 | 0,0525 | 0,0328 | 0,0210 |
| 35 | 0,6125 | 0,4083 | 0,2450 | 0,1531 | 0,1021 | 0,0613 | 0,0383 | 0,0245 |
| 50 | 0,8750 | 0,5833 | 0,3500 | 0,2188 | 0,1458 | 0,0875 | 0,0547 | 0,0350 |
| 100 | 17500 | 1,1667 | 0,7000 | 0,4375 | 0,2917 | 0,1750 | 0,1094 | 0,0700 |
- Червоним кольором відмічені ті випадки, коли провід буде перегріватися, тобто струм буде вищим за максимально допустимий для цього перерізу.
-
Синій колір — коли застосування надто товстого дроту економічно та технічно недоцільне та дороге. За поріг узяв падіння менше 1 на довжині 100 м.
Користуватись таблицею дуже просто. Наприклад, необхідно запитати якийсь пристрій струмом 10А і постійною напругою 12В. Довжина лінії – 5 м. На виході блоку живлення можемо встановити напругу 12,5 В, отже, максимальне падіння – 0,5В.
В наявності - провід перетином 1,5 квадрата. Що бачимо із таблиці? На 5 метрах при струмі 10 А втратимо 0,1167 В х 5м = 0,58 В. Начебто підходить з огляду на те, що більшість споживачів терпить відхилення +-10%.
Але. Адже дроти у нас фактично два, плюс і мінус. і загальна довжина - 10 метрів, і падіння буде насправді 1,16 ст.
Інакше кажучи, за такого розкладу на виході БП 12,5 Вольт, а на вході пристрою — 11,34.
І це — не враховуючи перехідний опір контактів і неідеальність дроту («проба» міді та, домішки, тощо)
Тому такий шматок кабелю швидше за все не підійде, потрібен провід перетином 2,5 квадрата. Він дасть падіння 0,7 на лінії 10 м, що прийнятно.
А якщо іншого дроту немає? Є два шляхи.
1. Потрібно розміщувати джерело живлення 12,5 В якомога ближче до навантаження. Якщо брати приклад вище, то 5 метрів нас влаштує. Так завжди і роблять, щоб заощадити на дроті.
2. Підвищувати вихідну напругу джерела живлення. Це непогано тим, що зі зменшенням струму навантаження напруга на навантаженні може піднятися до неприпустимих меж.
Наприклад, у приватному секторі на виході трансформатора (підстанції) встановлюють 250-260 Вольт, у будинках біля підстанції лампочки горять як свічки. У сенсі недовго. А мешканці на околиці району скаржаться, що напруга нестабільна і опускається до 150-160 Вольт. Втрата 100 Вольт! Помноживши на струм, можна вирахувати потужність, що опалює вулицю, і хто за це платить? Ми, графа у квитанції «втрати».
Висновок щодо вибору перерізу дроту для постійної напруги:
Чим коротший і товщий провід, яким тече постійний струм, краще. Якщо дивитися на таблицю 2, потрібно вибирати значення зверху-справа, не переходячи в синю зону.
Для змінного струму ситуація та сама, але питання не стоїть настільки гостро — там потужність передається за рахунок підвищення напруги та зниження струму. Див. формулу (1).
На закінчення - таблиця, в якій падіння постійної напруги задано межею 2%, а напруга живлення дорівнює 12 В. Потрібний параметр - максимальна довжина дроту.
Таблиця 3. Максимальна довжина дроту падіння постійного напруги 2%.
S, мм² Я,А
1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 75 100 1 7 10,91 17,65 28,57 42,86 70,6 109,1 176,5 244,9 - - - 2 3,53 5,45 8,82 14,29 21,4 35,3 54,5 88,2 122,4 171,4 - - 4 1,76 2,73 4,41 7,14 10,7 17,6 27,3 44,1 61,2 85,7 130,4 - 6 1,18 1,82 2,94 4,76 7,1 11,7 18,2 29,4 40,8 57,1 87 117,6 8 0,88 1,36 2,2 3,57 5,4 8,8 13,6 22 30,6 42,9 65,25 88,2 10 0,71 1 1,76 2,86 4,3 7,1 10,9 17,7 24,5 34,3 52,2 70,6 15 - 0,73 1,18 1,9 2,9 4,7 7,3 11,8 16,3 22,9 34,8 47,1 20 - - 0,88 1,43 2,1 3,5 5,5 8,8 12,2 17,1 26,1 35,3 25 - - - 1,14 1,7 2,8 4,4 7,1 9,8 13,7 20,9 28,2 30 - - - - 1,4 2,4 3,6 5,9 8,2 11,4 17,4 23,5 40 - - - - - 1,8 2,7 4,4 6,1 8,5 13 17,6 50 - - - - - - 2,2 3,5 4,9 6,9 10,4 14,1 100 - - - - - - - 1,7 2,4 3,4 5,2 7,1 150 - - - - - - - - - 2,3 3,5 4,7 200 - - - - - - - - - - 2,6 3,5 Наша півторашка по цій таблиці може мати довжину лише 1 метр. Падати у ньому буде 2%, чи 0,24В. Перевіряємо за формулою (4) – все сходиться.
Якщо напруга вища (наприклад, 24 В постійного струму), то і довжина може бути відповідно більшою (у 2 рази).
