alexxlab Выбор сечения провода
Выбор сечения провода и предохранителя
Таблица 1 — выбор провода в зависимости от тока нагрузки и температуры окружающей среды.
Таблица 1
Сечение провода, мм2 | Сила допустимого тока (А) в зависимости от температуры окружающей среды, С | |||
20 | 30 | 50 | 80 | |
0,5 | 17,5 | 16,5 | 14 | 9,5 |
0,75 | 22,5 | 21,5 | 17,5 | 12,5 |
1 | 26,5 | 25 | 21,5 | 15 |
1,5 | 33,5 | 32 | 27 | 19 |
2,5 | 45,5 | 43,5 | 37,5 | 26 |
4 | 61,5 | 58,5 | 50 | 35,5 |
6 | 80,5 | 77 | 66 | 47 |
Выбирая провод, нужно учитывать его длину и способ его прокладки (в жгуте, гофре или отдельно).
Ниже представлена более подробная таблица 2 с учётом длины провода.
Максимальная длина кабеля (в метрах) от источника энергии до потребителя при падении напряжения меньше 2% для 12В систем. То есть значения внутри таблицы 2 — это длина провода (синим цветом) определённого сечения (пурпурный) и проходящий через него ток (красный), при котором будет падение напряжения 2%.
Таблица 2
Ток, А |
Сечение кабеля, мм2 | |||||||||||
| 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 | 35 | 50 | 75 | 100 | |
1 | 7 | 10. | 17.65 | 28.57 | 42.86 | 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. | 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. | 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. | 1.18 | 1.9 | 2.9 | 4.7 | 7.3 | 11.8 | 16.3 | 22.9 | 34.8 | 47.1 |
20 | — | — | 1.43 | 2.1 | 3.5 | 5.5 | 8.8 | 12.2 | 17.1 | 26.1 | 35.3 | |
25 | — | — | — | 1. | 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. | 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. | 2.4 | 3.4 | 5.2 | 7.1 |
150 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 2.3 | 3.5 | 4.7 |
200 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 2. | 3.5 | |
91
76
88
73
14
8
7
6
Например, при подключении автомагнитолы нам нужен 1 метр провода, ток потребления примерно 10 ампер. Наблюдая по таблице, видим (выделил зелёным цветом), что нам нужен провод сечением 1,5 мм2. (10 — Ток, 1 — длина, 1,5 — сечение провода).
При выборе провода нужно не забывать про предохранители, в случае замыкания должен перегорать предохранитель, а не провод. Предохранитель должен находиться как можно ближе к источнику питания или к распределительному предохранителю большего номинала. С помощью следующей таблицы 3 можно ориентировочно подобрать предохранитель только для защиты провода, где нагрузка будет постоянная. При нагрузках с большими пусковыми токами, например стартёр, лебёдка, нужно рассчитывать номинал предохранителя с учётом пускового тока потребителя.
Предохранитель может выдерживать кратковременные перегрузки, при превышении 35% от номинального тока, предохранитель перегорает за считанные секунды или мгновенно (зависит от производителя).
Таблица 3
| Площадь сечения провода, мм2 | Макс. номинал предохранителя, А |
| 0.5 | 5 |
| 0.75 | 7.5 |
| 1 | 10 |
| 1.5 | 15 |
| 2.5 | 25 |
| 4 | 30 |
| 6 | 40 |
| 8 | 50 |
| 10 | 60 |
| 16 | 80 |
| 20 | 100 |
| 25 | 125 |
| 30 | 150 |
| 50 | 200 |
| 70 | 250 |
| 95 | 300 |
Проведём эксперимент.
Возьмём два тонких провода суммарной длинной 3 метра, сечением 0,5 мм*2 и подключим через них лампочку на 12 вольт 3 ватта, замерим напряжение на источнике питания и на самой лампе. (см. фото ниже):
Лампа на 12 вольт 3 ватта, ток лампы 0,3 ампера
Как видим, падение напряжения отсутствует. Теперь подключим к этим же проводам более мощную лампу на 55 ватт (фото ниже):
Лампа на 12 вольт 55 ватт
Замерим напряжение при включенной лампе:
Ток лампы 4,1 ампера
В результате видим, что напряжение на лампе отличается от источника на 0,7 вольта. В результате лампа будет светить слабее, чем хотелось бы. Значит нужно увеличить сечение провода, что мы и сделаем (см. фото ниже):
Выросло напряжение, следовательно и ток стал немного больше (4,2 ампера)
Как видим, падение напряжения составило всего 0,2 вольта.
При этом суммарная длина проводов имеет такую же длину, но сечение уже 1,5 мм*2. Так что при подключении учитывайте мощность нагрузки, длину и сечение проводов. Не забываем ставить предохранители со стороны источника подключения на плюсовой провод, подбирая предохранитель так, чтобы в случае замыкания перегорал предохранитель а не провод. Для подбора есть таблица (см. таблицу 3), в которой указан максимально допустимый номинал предохранителя, в зависимости от сечения провода. Но если вы знаете что ваша нагрузка не будет превышать ток например 5 ампер, тогда можно поставить предохранитель на 7,5 ампер. На основе этих данных, можно увеличить напряжение например на лампах ближнего света.
Имеет ли провод данного размера максимальную мощность или максимальный ток, который он может передать?
Как правило, сила тока определяет толщину провода, а напряжение определяет толщину (и/или материал) изоляции.
Энергосистема делает почти то, что вы предлагаете — использовать гораздо более высокое напряжение, чтобы уменьшить размер кабеля.
Уменьшенный ток также означает снижение потерь в линии, что очень важно на больших расстояниях.
Например, если у вас есть 1 кВт мощности, которую вы хотите переместить из точки А в точку Б, вы можете использовать, скажем, 100 А при 10 В или, может быть, 10 А при 100 В.
Для передачи электроэнергии на 100 А вам понадобится провод 1 AWG. Он имеет диаметр 7,34822 мм и сопротивление 0,406392 Ом на км. Таким образом, на расстоянии 1 км вы потеряете 0,406392 * 100 = 40,64 В. Ой. Это бы просто не сработало! Таким образом, хотя кабель физически может справиться с этим током, на этом расстоянии вы потеряете все свое напряжение. Так что это было бы беспроигрышным вариантом.
Попробуйте на 100В, 10А.
10A может проходить через кабель 11AWG. Толщина 2,30378 мм, сопротивление 4,1328 Ом/км. Гораздо более высокое сопротивление, но гораздо более легкий кабель. Сколько напряжения мы потеряем на 1 км? 41,328В. Фактор обратного пути, поэтому вы удваиваете расстояние, вы в конечном итоге теряете 82,656 В, оставляя 17,344 В для нагрузки.
Попасть туда. Еще не работоспособно, но добирается. Это соответствует 173,44 Вт.
Как насчет того, чтобы накачать его до 1000 В всего при 1 А? При токе 1 А мы можем использовать провод 21AWG толщиной 0,7239 мм. 41,984 Ом/км, что составляет 41,984 В, потерянных там, и 41,984 В, потерянных обратно. Таким образом, из ваших 1000 ушло 83,968 В, осталось 916,032 В. Выходит 916,832 Вт.
Теперь предположим, что вы хотите передать 100 А на расстояние 1 км и ограничить падение напряжения, скажем, не более 1 В. Какой толщины кабель для этого нужен? Что ж, для падения на 1 В при 100 А у вас будет сопротивление 1/100 = 0,01 Ом. Таким образом, ваш кабель должен иметь сопротивление не более 0,01 Ом/км. Таблица, которую я использую, не идет так низко, поэтому нам нужно сделать некоторые расчеты. 92 $$ И, конечно же, это соответствует диаметру провода 4,6 см.
Подходит ли для этого кабель толщиной 5 см? Нет, если вы можете увеличить напряжение, чтобы уменьшить ток, нет.
Таким образом, для передачи электроэнергии можно уменьшить размер кабеля на очень большие расстояния и уменьшить потери в линии.
На более коротких расстояниях потери значительно меньше, но все же могут быть проблемы при более высоких токах. Но стоит ли, или лучше просто использовать более толстый кабель?
Вы также должны учитывать:
- Эффективность преобразования энергии — шаг вверх/вниз.
- Стоимость лучшей изоляции при очень высоком напряжении.
- Снижение стоимости за счет использования более тонкого кабеля.
- Вопросы безопасности — более высокое напряжение опасно.
Так это «бесплатная» поездка? Нет. Всегда будут потери и предостережения, на которые вы должны обратить внимание. Однако это может обойти проблемы передачи энергии на большие расстояния.
Cambion Electronics
* Калибр провода был увеличен для пропускания тока для сбора данных
Номинальный ток и пропускная способность по току
Когда электрический ток проходит через интерфейс разъема, выделяется тепло сопротивления. Первое прохождение тока через только что соединенный разъем, где имеется определенное сопротивление интерфейса, вызывает незначительное локальное повышение температуры и очень маленькие «сварки» металла с металлом на интерфейсе; это явление ожидаемо и приводит к непрерывному металлическому пути через чередование.
По мере увеличения тока размер этих мельчайших сварных швов увеличивается до определенного предела, но в однополюсных розетках и других отдельных разъемах они все еще достаточно малы, чтобы разорваться при разделении без видимого повреждения покрытия. При дальнейшем увеличении тока происходит дальнейший нагрев не только плакированных пленок, но и самого металла штифта и пружины. Нагрев, если он значительный и продолжительный, может привести к металлургическому износу отделки. Обычно это проявляется в потемнении блеска отделки и объясняется миграцией атомов металла между гальванопокрытием и подложкой и химической активностью с кислородом и некоторыми загрязнителями воздуха через постоянно присутствующие мельчайшие поры во внешнем гальваническом покрытии.
Достаточно сказать, что надежность соединителя может быть поставлена под угрозу длительным чрезмерным током.
Охлаждение соединителя происходит двумя способами: путем отвода тепла через электрические проводники и путем отвода тепла к поверхности соединителя и проводника, где циркулирующий воздух уносит его за счет конвекции.
На скорость охлаждения влияет размер корпуса и проводников, а также количество воздуха, циркулирующего вокруг разъема. При проведении токовых номинальных испытаний использовался домкрат с вытянутой чашкой, так как он имеет малую массу и нагревается больше, чем любой домкрат с механически обработанным корпусом при заданном токе.
Номинальный ток определяется CAMBION путем сопоставления размера контакта с размером проводника следующим образом:
| До | 0,025 (0,64) | диам. | 24AWG |
| 0,030 (0,76) | 20 AWG | ||
| .040(1,02) | 20 AWG | ||
| .050(1,27) | 16AWG | ||
| .062(1,57) | 16 AWG | ||
| .080(2,03) | 12 AWO | ||
| .094(2,39) | 12 AWG |
Номинальный ток определяется как ток, вызывающий увеличение температуры на один градус Цельсия в данных условиях.
Контактное сопротивление измеряется при этом токе.
Максимальный допустимый ток определяется как такой ток, который приводит к повышению температуры на 30°C, когда испытание продолжается при превышении номинального тока.
Эти измерения выполнены с однополюсной розеткой, припаянной к изолированным проводам, а не установленной на печатных платах. Таким образом, устраняются переменные тепловыделения монтажной платы.
Миниатюрные штырьки и гнезда Cambion специально разработаны для быстрого, плотного и компактного применения на печатных платах. Все соединители проходят электрические и механические испытания, тщательно проверяются на точность размеров и, при необходимости, подвергаются жестким экологическим испытаниям Штыри и гнезда Cambion доступны со склада в широком диапазоне размеров, материалов и отделки, чтобы удовлетворить практически любые требования.
Розетки клеточного типа с закрытым входом. Раструбная муфта состоит из двух частей — гибкой пружины и корпуса.
Пружина, изготовленная из бериллиевой меди, закаливается, а затем покрывается гальваническим покрытием. Корпуса могут быть изготовлены из медных чашек или изготовлены из латуни в зависимости от применения. Пружина надежно закреплена в корпусе с помощью забивки. Большинство штекерных разъемов предлагаются с тремя покрытиями: золотая пружина и корпус, золотая пружина и корпус из гальванического олова или пружина и корпус из гальванического олова. Свободные гнезда доступны во многих стилях и размерах для размещения миниатюрных штифтов и проводов в диапазоне от 0,014 (0,36) до 0,09.3 (2,36) диаметр. Для многократного использования Cambion рекомендует, чтобы штифты для сопряжения со съемными гнездами были в пределах ± 0,002 (0,05) от номинального диаметра клетки.
Штыри точно спроектированы так, чтобы быть совместимыми со съемными разъемами и, таким образом, обеспечивать надежное и надежное электрическое соединение с низким контактным сопротивлением. Предлагаются только позолоченные, а диаметры штифтов выдерживаются с точностью ± 0,002 (0,05).