Сечение провода по току и мощности пуэ: Расчет сечения кабеля по мощности

Как правильно рассчитать сечение кабеля

Требования, предъявляемые к устройству электроснабжения жилых и общественных зданий, изложены в «Правилах устройства электроустановок», Сводах правил в строительстве и в правилах пожарной безопасности.

Следует помнить, что никакие экономические соображения или желание «сделать попроще» не освобождают собственника от ответственности за безопасность личную и членов семьи, сохранность имущества и жилища в целом.

 

Провода одножильные и многожильные

Правильнее было бы разделять проводники на однопроволочные и многопроволочные, иначе непонятно, о чём идёт речь: о количестве токоведущих жил в кабеле или количестве проволок в одном проводнике (жиле).

Провод однопроволочный представляет собой металлический стержень круглого сечения. Многопроволочный — несколько тонких проволок, спирально перевитых вокруг одной центральной.

Каждый тип имеет свои достоинства и недостатки:

• Однопроволочные кабели более жёсткие, лучше сохраняют конфигурацию при обходе углов, технологичнее при устройстве скрытой проводки.
• Временная проводка, удлинители и «переноски» из многожильных (многопроволочных) кабелей, более удобны и надёжны по сравнению с одножильными, проволоки которых могут переломиться из-за многократных перегибов.

В соответствии с ПУЭ, проводники должны соединяться между собой пайкой, опрессовкой, сжимами (клеммниками) или сваркой. С этой точки зрения, одножильные провода предпочтительнее в двух случаях:

• Не требуется скручивание проволок жилы для достижения хорошего контакта в винтовых клеммниках или колпачках типа СИЗ.
• При соединении сваркой отсутствует риск сжечь отдельные проволочки.

В остальных случаях — пайка, опрессовка, использование клеммников WAGO — особых преимуществ соединения одного типа проводов перед другим нет.

Ещё один плюс монолитных проводов — удобство подключения электроарматуры.

В выключателях, розетках и патронах проводник крепится так же, как в винтовом клеммнике, или болтом через шайбу к пластине. Из-за недостатка пространства для монтажа, конец многожильного провода может распушиться, и несколько проволочек не будут зажаты, уменьшая тем самым сечение проводника и повышая вероятность нагрева контакта и короткого замыкания. Лучший вариант избежать этого — опаять зачищенную жилу или обжать специальной гильзой.

 

Главный недостаток однопроволочных проводов — стоимость, они на 20…25% дороже многожильных, что при больших объёмах разводки может сыграть решающую роль.

Диаметр и площадь поперечного сечения провода

Площадь поперечного сечения одного проводника, независимо от числа проволок в нём, измеряется в квадратных миллиметрах, нормирована международными стандартами и соответствует ряду 0,5 – 1,0 — 1,5 — 2,5 — 4,0 — 6,0 — 10,0 — 16,0 и так далее, вплоть до 120 мм².

Число и площадь поперечного сечения жил в кабеле обозначается на наружной поверхности его изоляции, например 2х1,5 или 3х4. При наличии заземляющей жилы, она указывается после знака «плюс», например 3х2,5+1х1,5.

Если уж так получилось, что у вас в руках кабель «безымянный», придётся определять площадь его сечения методом измерения.

Для монолитных жил достаточно замерить штангенциркулем наружный диаметр очищенной от изоляции проволоки и произвести расчёт по известной формуле площади окружности: «Эс равно Пи, умноженное на Дэ в квадрате и делённое на четыре», которая в упрощённом виде выглядит, как S = 0,785 D², где D — диаметр проволоки в мм.

Немного сложнее, если провод многожильный. Для этого придётся распушить жилу и замерить диаметр одной проволоки микрометром. Определить сечение одной проволоки, умножить на их число в жиле и получить общую площадь поперечного сечения. Результат рекомендуется перепроверить и округлить до ближайшего значения по типовому ряду.

Площадь поперечного сечения проводов — один из факторов, определяющих трудоёмкость, продолжительность и стоимость работ по устройству или ремонту электроснабжения жилого дома.

Основные электрические параметры цепи

Расчет электрической сети жилого дома начинается с разделения всех потребителей на группы. Группой называют несколько потребителей, подключенных параллельно к одному питающему проводу.

Потребители электроэнергии формируются в группы несколькими способами:

• По отдельным объектам (дом, гараж, мастерская)
• По помещениям в доме — в каждое помещение проводят отдельную линию
• По видам потребителей: освещение, розетки, электроплита, стиральная машина и т. д
• По европейскому варианту: для каждого потребителя, будь то светильник или розетка, проводится отдельная линия электроснабжения.

На практике, электроразводка жилого дома является комбинацией перечисленных вариантов.

Расчёт магистральных и местных линий проводится в соответствии с главой 1.3 ПУЭ по следующим показателям:

• Система питания, однофазная или трёхфазная
• Ток нагрузки и требуемая мощность
• Материал проводников
• Конструкция проводки (открытая, закрытая)
• Условия эксплуатации проводки (наружная или внутренняя)

Материалы изготовления проводки

Токоведущие жилы проводов и кабелей изготавливаются из меди или алюминия.

Медь имеет значительные преимущества перед алюминием:

• Удельное электрическое сопротивление в 1,67 раза меньше
• Коэффициент теплопроводности больше в 1,86 раза
• В два раза прочнее на растяжение (разрыв)
• Температура плавления — около 1000°С — выше, чем алюминия (660°С)
• Расчётный срок службы медной проводки 30 лет, алюминиевой — 15 лет.

У обоих металлов практически равный температурный коэффициент сопротивления.

Объёмный вес (плотность) алюминия (2700 кг/м³) в 3,3 раза меньше, чем у меди (8900 кг/м³), стоимость в 3…4 раза ниже. Этим и объясняется незаменимость алюминия в воздушных линиях электропередач.

Рекомендуемые товары

Ошибка получения цены товара «Рукоятка для управления через дверь рубильниками TwinBlock 630-800А EKF PROxima»

Шестое издание ПУЭ (2001 год) запрещает использование алюминиевых проводов для внутренней проводки в жилых помещениях.

Алюминиевые провода рекомендуются для подключения электропроводки дома к питающей воздушной ЛЭП.

Как правильно определить сечение провода

Выбор сечения проводника производится по величине проходящего через него тока.

Порядок расчёта:

1. Определяем суммарную мощность подключаемой группы потребителей:

P_сум = (P₁ + P₂ + … + P_n) × K_с

где: P₁, P₂ .. – мощность каждого потребителя, кВт;

K_с – коэффициент спроса, учитывающий вероятность одновременного включения всех приборов, принимается равным 1.

 

2. Вычисляем номинальную величину тока в цепи:

I = P_сум / (U × cos ϕ),

где: P_сум – суммарная мощность электроприборов, кВт;

U – напряжение в сети, В;

cos ϕ – коэффициент, учитывающий потери мощности, принимается 0. 92.

 

3. Пользуясь таблицей, приведённой в ПУЭ, выбираем необходимое сечение провода.

 

(Таблица приводится в сокращённом виде и только для медных проводников)

 

Сечение токопроводящей жилы, мм²	Напряжение 220 В
	Ток, А	Мощность, кВт
1,5	19	4,1
2,5	27	5,9
4	38	8,3
6	46	10,1
10	70	15,4
16	85	18,7
25	115	25,3
35	135	29,7

 

Взамен ПУЭ, можно руководствоваться простыми правилами:

• для подключения розеток использовать провода сечением 3,5 мм²;
• сети освещения выполнять проводами 1,5 мм²;
• мощные потребители (стиральные машины, отопительные установки) подключать кабелями с сечением 4…6 мм².

Возможная поправка сечения жилы на сопротивление линии

Все проводники имеют собственное электрическое сопротивление, и чем длиннее линия, тем больше в ней потери тока.

В квартире или доме разумных размеров при использовании медной проводки потерями можно пренебречь.

Для подключения удалённых объектов (баня, гараж, мастерская) рекомендуется, после расчёта, принять провод на одну ступень выше типового ряда сечений, например 6 мм² вместо 4 мм².

Примеры товаров

Кабель ВВГнг 2х1,5

Лучший кабель для прокладки сетей освещения.

Две однопроволочные медные жилы сечением по 1,5 мм², каждая в ПВХ изоляции. Отличаются цветом, что позволяет легко определить «фазу» и «ноль».

Двойная изоляция, наружный слой из ПВХ-пластиката.

Могут использоваться в помещениях с высокой (до 98%) влажностью.

Кабели ВВГнг не распространяют горение, безопасны в пожарном отношении, необходимы при прокладке по деревянным конструкциям.

 

Ссылка на страницу: https://www.smsm.ru/product/kabel-vvg-ng-2kh2-5/

Кабель ВВГ нг 5х6

Пять многопроволочных медных жил по 6 мм², каждая в цветной ПВХ изоляции. Наличие заземляющей и нулевой жилы облегчает соединение обмоток трёхфазных электродвигателей «звездой» или «треугольником».

Незаменим для подключения насосов водоснабжения, систем отопления.

Средний слой изоляции придаёт кабелю дополнительную гибкость.

Влагоустойчив.

Наружная оболочка из пластиката, не поддерживающего горение.

Ссылка на страницу: https://www.smsm.ru/product/kabel-vvg-ng-5kh6/

Кабель ВВГ нг 2х4

Две многопроволочные медные жилы сечением 4 мм² в двойной пластикатовой ПВХ изоляции.

Гибкий кабель для запитывания розеток или отдельных групп потребителей.

Расцветка изоляции жил совпадает с другими кабелями типа ВВГ, что удобно при монтаже проводки.

Наружная оболочка не поддерживает горение.

Может использоваться в широком диапазоне температур и при высокой влажности.

 

Ссылка на страницу: https://www.smsm.ru/product/kabel-vvg-ng-2kh5/

Заключение

Монтируя электропроводку жилого дома или квартиры, руководствуйтесь не научно-популярными справочниками, а официальными документами. Применяйте провода и кабели подтверждённого качества.

И смело заявляйте: Мой дом — моя надёжная и безопасная крепость.

Пример выбора сечения проводов для разветвленной сети 35 кВ

В данном примере требуется выбрать сечение проводов (по нагреву, по току и по потере напряжения) для разветвленной сети напряжением 35 кВ, изображенной на схеме рис.1.

Исходные данные:

• Сеть выполняется сталеалюминевыми проводами.
• Время использования максимальной нагрузки для всех потребителей находиться в пределах от 3000 до 5000 ч.
• Расстояние между проводами – 3,5 м, расположенные треугольником.
• На схеме, нагрузки выражены в МВА, а длины участков в км. Полная мощность записана в виде комплексной полной мощности: Ṡ = P+jQ.

Например, для первого участка комплексна полная мощность равна: Ṡ = p1 + q1 = 5 +j3.

При этом полная мощность определяется как модуль комплексной полной мощности:

Решение

1. Определяем мощности по участкам и результаты наносим на схему рис.1:

2. Определяем рабочие токи в каждом участке по формуле [Л1, с.129]:

где:

• P – активная мощность участка, МВт;
• Q – реактивная мощность участка, МВАр;
• Uн = 35 кВ – номинальное напряжение сети.

3. Определяем экономическое сечение проводов по участкам, согласно ПУЭ п. 1.3.25:

где:

• I – расчетный ток участков, А;
• Jэк = 1,1 — нормированное значение экономической плотности тока (А/мм2) выбираем по ПУЭ таблица 1.3.36, с учетом что время использования максимальной нагрузки Тmax= 3000 — 5000 ч.

4. Проверка выбранных сечений по допустимым токам, согласно ПУЭ таблица 1.3.29, показывает, что все провода имеют большой запас:

• АС-35: Iдоп. = 175 А > Iрасч. = 37 А;
• АС-50: Iдоп. = 210 А > Iрасч. = 55 А;
• АС-70: Iдоп. = 265 А > Iрасч. = 74 А;
• АС-185: Iдоп. = 510 А > Iрасч. = 185 А;
• АС-240: Iдоп. = 610 А > Iрасч. = 280 А.

5. Определяем активные и индуктивные сопротивления для выбранных проводов по ГОСТ 839 таблица А.4 и РД 153-34.0-20.527-98 «Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования» таблица П12 при среднегеометрическом расстоянии между проводами 3,5 м:

• АС-35: r0 = 0,777 Ом/км, x0 = 0,458 Ом/км;
• АС-50: r0 = 0,595 Ом/км, x0 = 0,427 Ом/км;
• АС-70: r0 = 0,421 Ом/км, x0 = 0,417 Ом/км;
• АС-185: r0 = 0,154 Ом/км, x0 = 0,386 Ом/км;
• АС-240: r0 = 0,122 Ом/км, x0 = 0,378 Ом/км.

6. Вычисляем потери напряжения по участкам по формуле 6-18 [Л1, с.126]:

7. Определяем потерю напряжения до нагрузки 4, суммируя потери напряжения последовательно для каждого участка:

8. Определяем потерю напряжения до нагрузки 6:

Для обеих точек потеря напряжения получается меньше 8%, что допустимо.

Допустимые величины потерь напряжения [Л1, с.119]:

Литература:

1. Электрические сети энергетических систем. В.А. Боровиков. 1977 г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

20.3 Сопротивление и удельное сопротивление – College Physics

Глава 20 Электрический ток, сопротивление и закон Ома

Резюме

• Объясните понятие удельного сопротивления.
• Используйте удельное сопротивление для расчета сопротивления определенных конфигураций материала.
• Используйте термический коэффициент удельного сопротивления для расчета изменения сопротивления в зависимости от температуры.

Сопротивление объекта зависит от его формы и материала, из которого он состоит. Цилиндрический резистор на рис. 1 легко анализировать, и таким образом мы можем получить представление о сопротивлении более сложных форм. Как и следовало ожидать, электрическое сопротивление цилиндра [латекс]{R}[/латекс] прямо пропорционально его длине [латекс]{L}[/латекс], аналогично сопротивлению трубы потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше столкновений зарядов с его атомами произойдет. Чем больше диаметр цилиндра, тем больший ток он может пропускать (опять же аналогично потоку жидкости по трубе). На самом деле, [латекс]{R}[/латекс] обратно пропорционален площади поперечного сечения цилиндра [латекс]{А}[/латекс].

Рисунок 1. Однородный цилиндр длиной [латекс]{L}[/латекс] и площадью поперечного сечения [латекс]{А}[/латекс]. Его сопротивление потоку тока аналогично сопротивлению трубы потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше его сопротивление. Чем больше его площадь поперечного сечения [латекс]{А}[/латекс], тем меньше его сопротивление.

Для данной формы сопротивление зависит от материала, из которого состоит объект. Различные материалы оказывают различное сопротивление потоку заряда. Мы определяем удельное сопротивление  [латекс]{\rho}[/латекс] вещества, так что сопротивление  [латекс]{R}[/латекс] объекта прямо пропорционально [латекс]{\ро}[/латекс ].

Удельное сопротивление [латекс]{\rho}[/латекс] — это внутреннее свойство материала, не зависящее от его формы или размера. Сопротивление [латекс]{R}[/латекс] однородного цилиндра длиной [латекс]{L}[/латекс], площадью поперечного сечения [латекс]{А}[/латекс], изготовленного из материала с удельным сопротивлением [латекс]{\rho}[/латекс], составляет

[латекс] {R =} [/ латекс] [латекс] {\ гидроразрыва {\ rho L} {A}} [/ латекс].

В таблице 1 приведены репрезентативные значения [латекс]{\ро}[/латекс]. Материалы, перечисленные в таблице, разделены на категории проводников, полупроводников и изоляторов на основе широких групп удельного сопротивления. Проводники имеют наименьшее удельное сопротивление, а изоляторы — наибольшее; полупроводники имеют промежуточное сопротивление. Проводники имеют разную, но большую плотность свободного заряда, в то время как большинство зарядов в изоляторах связаны с атомами и не могут свободно перемещаться. Полупроводники занимают промежуточное положение, имея гораздо меньше свободных зарядов, чем проводники, но обладая свойствами, из-за которых количество свободных зарядов сильно зависит от типа и количества примесей в полупроводнике.

Эти уникальные свойства полупроводников используются в современной электронике, что будет рассмотрено в последующих главах. 9{11}}[/латекс] Таблица 1. Удельное сопротивление [латекс]{\rho}[/латекс] различных материалов при 20ºC

Пример 1: Расчет диаметра резистора: нить накала фары

Нить накала автомобильной фары изготовлена ​​из вольфрама и имеет морозостойкость [латекс]{0,350 \;\Омега}[/латекс]. Если нить представляет собой цилиндр длиной 4,00 см (можно свернуть в спираль для экономии места), то каков ее диаметр?

Стратегия

Мы можем преобразовать уравнение [латекс]{R = \frac{\rho L}{A}}[/латекс], чтобы найти площадь поперечного сечения [латекс]{А}[/латекс] нити из предоставленной информации. Тогда его диаметр можно найти, предполагая, что он имеет круглое поперечное сечение. 9{-5} \;\text{m}} \end{array}.[/latex]

Обсуждение

Диаметр чуть меньше одной десятой миллиметра. Он заключен в кавычки только с двумя цифрами, потому что [латекс]{\rho}[/латекс] известен только с двумя цифрами.

Удельное сопротивление всех материалов зависит от температуры. Некоторые даже становятся сверхпроводниками (нулевое сопротивление) при очень низких температурах. (См. рис. 2.) И наоборот, удельное сопротивление проводников увеличивается с повышением температуры. Поскольку атомы вибрируют быстрее и преодолевают большие расстояния при более высоких температурах, электроны, движущиеся через металл, совершают больше столкновений, что фактически увеличивает удельное сопротивление. При относительно небольших изменениях температуры (около 100ºC или менее) удельное сопротивление [латекс] {\ rho} [/латекс] зависит от изменения температуры [латекс] {\ Delta T} [/латекс], как выражается в следующем уравнении 9.0005

[латекс]{ \rho = \rho_{0} (1 + \alpha \Delta T)},[/latex]

, где [latex]{\rho_0}[/latex] — исходное удельное сопротивление, а [latex]{\ alpha}[/latex] — температурный коэффициент удельного сопротивления . (См. значения [латекс] {\ альфа} [/латекс] в таблице 2 ниже.) Для больших изменений температуры [латекс] {\ альфа} [/латекс] может варьироваться, или может потребоваться нелинейное уравнение, чтобы найти [ латекс] {\ rho} [/латекс]. Обратите внимание, что [латекс] {\ альфа} [/ латекс] положителен для металлов, что означает, что их удельное сопротивление увеличивается с температурой. Некоторые сплавы были разработаны специально, чтобы иметь небольшую температурную зависимость. Манганин (состоящий из меди, марганца и никеля), например, имеет [латекс] {\ альфа} [/латекс] близок к нулю (до трех цифр по шкале в таблице 2), поэтому его удельное сопротивление незначительно меняется в зависимости от температуры. Это полезно, например, для создания эталона сопротивления, не зависящего от температуры.

Рис. 2. Сопротивление образца ртути равно нулю при очень низких температурах — это сверхпроводник примерно до 4,2 К. Выше этой критической температуры его сопротивление делает резкий скачок, а затем увеличивается почти линейно с температурой. 9{-3}}[/латекс]

Таблица 2: Температурные коэффициенты удельного сопротивления [латекс]{\альфа}[/латекс]

Обратите внимание, что [латекс]{\альфа}[/латекс] имеет отрицательное значение для полупроводников, перечисленных в таблице 2, а это означает, что их удельное сопротивление уменьшается с повышением температуры. Они становятся лучшими проводниками при более высокой температуре, потому что повышенное тепловое возбуждение увеличивает количество свободных зарядов, доступных для переноса тока. Это свойство уменьшать [латекс] {\ rho} [/латекс] с температурой также связано с типом и количеством примесей, присутствующих в полупроводниках.

Сопротивление объекта также зависит от температуры, так как [латекс]{R_0}[/латекс] прямо пропорционален [латекс]{\ро}[/латекс]. Для цилиндра мы знаем [латекс]{R = \rho L/A}[/латекс], и поэтому, если [латекс]{L}[/латекс] и [латекс]{А}[/латекс] не меняются сильно зависит от температуры, [латекс] {R} [/латекс] будет иметь ту же температурную зависимость, что и [латекс] {\ rho} [/латекс]. (Изучение коэффициентов линейного расширения показывает, что они примерно на два порядка меньше типичных температурных коэффициентов удельного сопротивления, и поэтому влияние температуры на [латекс]{L}[/латекс] и [латекс]{А}[ /latex] примерно на два порядка меньше, чем на [latex]{\rho}[/latex].) Таким образом,

[латекс]{R = R_0(1 + \alpha \Delta T)}[/латекс]

— температурная зависимость сопротивления объекта, где [латекс]{R_0}[/латекс] — исходное сопротивление, а [латекс]{R}[/латекс] — сопротивление после изменения температуры [латекс]{\ Дельта Т}[/латекс]. Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление. (См. рис. 3.) Одним из наиболее распространенных является термистор, полупроводниковый кристалл с сильной температурной зависимостью, сопротивление которого измеряется для получения его температуры. Устройство маленькое, поэтому быстро приходит в тепловое равновесие с той частью человека, к которой прикасается.

Рисунок 3. Эти известные термометры основаны на автоматизированном измерении сопротивления термистора в зависимости от температуры. (кредит: Biol, Wikimedia Commons)

Пример 2: Расчет сопротивления: сопротивление горячей нити

Хотя следует соблюдать осторожность при нанесении [латекса]{ \rho = \rho_0(1 + \alpha \Delta T)}[/latex ] и [латекс]{R = R_0(1 + \alpha \Delta T)}[/латекс] для изменений температуры более 100ºC, для вольфрама уравнения работают достаточно хорошо при очень больших изменениях температуры. Каково же тогда сопротивление вольфрамовой нити в предыдущем примере, если ее температуру повысить с комнатной (20°С) до типичной рабочей температуры 2850°С? 9{\circ}C)]} \\[1em]= & {4.8 \;\Omega} \end{array}.[/latex]

Обсуждение

Это значение согласуется с примером сопротивления фары в примере 1 Глава 20.2 Закон Ома: сопротивление и простые цепи.

Исследования PhET: сопротивление в проводе

Узнайте о физике сопротивления в проводе. Измените его удельное сопротивление, длину и площадь, чтобы увидеть, как они влияют на сопротивление провода. Размеры символов в уравнении меняются вместе со схемой провода.

Рис. 4. Сопротивление в проводе

• Сопротивление [латекс]{R}[/латекс] цилиндра длиной [латекс]{L}[/латекс] и площадью поперечного сечения [латекс]{А}[/латекс] равно [латекс]{R = \frac{\rho L}{A}}[/latex], где [latex]{\rho}[/latex] — удельное сопротивление материала.
• Значения [латекс]{\rho}[/латекс] в таблице 1 показывают, что материалы делятся на три группы: проводники, полупроводники и изоляторы .
• Температура влияет на удельное сопротивление; для относительно небольших изменений температуры [латекс] {\ Delta T} [/ латекс] удельное сопротивление равно [латекс] {\ rho = \ rho_0 (1 + \ alpha \ Delta T)} [/ латекс], где [латекс] {\ rho_0}[/latex] — исходное удельное сопротивление, а αα — температурный коэффициент удельного сопротивления.
• В таблице 2 приведены значения [латекс]{\альфа}[/латекс], температурного коэффициента удельного сопротивления.
• Сопротивление [латекс]{R}[/латекс] объекта также зависит от температуры: [латекс]{R = R_0(1 + \alpha \Delta T)}[/латекс], где [латекс]{R_0} [/latex] — исходное сопротивление, а [latex]{R}[/latex] — сопротивление после изменения температуры.

Задачи и упражнения

1: Чему равно сопротивление отрезка медной проволоки 12-го калибра диаметром 2,053 мм длиной 20,0 м?

2: Диаметр медной проволоки 0-го калибра 8,252 мм. Найти сопротивление такого провода длиной 1,00 км, по которому осуществляется передача электроэнергии.

3: Если вольфрамовая нить накаливания диаметром 0,100 мм в лампочке должна иметь сопротивление [латекс]{0,200 \;\Омега}[/латекс] при 20,0ºC, какой длины она должна быть?

4: Найдите отношение диаметра алюминиевого провода к медному, если они имеют одинаковое сопротивление на единицу длины (как в бытовой электропроводке). 93 \;\text{V}}[/latex] применяется к нему? (Такой стержень можно использовать, например, для изготовления детекторов ядерных частиц). в габаритах? (б) Происходит ли это в бытовой электропроводке при обычных обстоятельствах?

7: Резистор из нихромовой проволоки используется в тех случаях, когда его сопротивление не может измениться более чем на 1,00% от его значения при 20,0ºC. В каком диапазоне температур его можно использовать?

8: Из какого материала изготовлен резистор, если его сопротивление при 100°С на 40,0% больше, чем при 20,0°С?

9: Электронное устройство, предназначенное для работы при любой температуре в диапазоне от –10,0ºC до 55,0ºC, содержит чисто углеродные резисторы. Во сколько раз увеличивается их сопротивление в этом диапазоне?

10: (a) Из какого материала изготовлен провод, если он имеет длину 25,0 м, диаметр 0,100 мм и сопротивление [латекс]{77,7 \;\Омега}[/латекс] при 20,0ºC ? б) Каково его сопротивление при 150°С?

11: При постоянном температурном коэффициенте удельного сопротивления, каково максимальное уменьшение сопротивления константановой проволоки в процентах, начиная с 20,0ºC?

12: Проволоку протягивают через матрицу, растягивая ее в четыре раза по сравнению с первоначальной длиной. Во сколько раз увеличивается его сопротивление?

13: Медная проволока имеет сопротивление [латекс]{0,500 \;\Омега}[/латекс] при 20,0ºC, а железная проволока имеет сопротивление [латекс]{0,525 \;\Омега}[ /латекс] при той же температуре. {\circ} \text{C}}[/латекс]. б) На сколько процентов ваш ответ отличается от ответа в примере?

16: Необоснованные результаты

(a) До какой температуры нужно нагреть резистор, сделанный из константана, чтобы удвоить его сопротивление при постоянном температурном коэффициенте удельного сопротивления? б) Разрезать пополам? в) Что неразумного в этих результатах? (d) Какие предположения неразумны, а какие предпосылки противоречивы?

Сноски

1. 1 Значения сильно зависят от количества и типов примесей
2. 2 Значения при 20°C.

Глоссарий

Удельное сопротивление

внутреннее свойство материала, независимое от его формы или размера, прямо пропорциональное сопротивлению, обозначаемому ρ

температурный коэффициент удельного сопротивления

эмпирическая величина, обозначаемая α , которая описывает изменение сопротивления или удельного сопротивления материала при изменении температуры

 

Формула плотности тока

0001

Электромагнетизм неразрывно связан с плотностью тока или плотностью электрического тока. Количество электрического тока, протекающего через единицу площади поперечного сечения, определяется как это. Один и тот же ток проходит через все сечения проводника, когда по нему течет постоянный ток. Даже если сечения различны по площади, поток остается одним и тем же. Макроскопическая сущность представляет собой электрический ток. Мы говорим об электрическом токе, протекающем по проводнику, а не о токе, протекающем через одну точку. В электрическом поле плотность тока представляет собой аналогичный микроскопический термин. Формула плотности тока будет рассмотрена в этой статье.

Что такое плотность тока?

Скорость протекания заряда через любое поперечное сечение проводника называется плотностью тока.

Поток электронов — это то, чем обычно считается электрический ток. Электроны вытекают из одного конца батареи, через провод и в другой конец батареи, когда два конца батареи соединены металлической проволокой. Если величина и направление тока постоянны, его обычно считают устойчивым.

Плотность тока в проводнике определяется как плотность тока. Буква J используется для его обозначения. Плотность тока и ее измерение особенно важны при изучении электромагнетизма. Единицей плотности тока в СИ является Ампер на квадратный метр поперечного сечения или А/м ² . Поскольку величина определяет направление потока, это векторная величина. Заряд в единицу времени на единицу площади электрического тока, проходящего через нее. Он также измеряется перпендикулярно направлению потока.

Текущая размерная формула для плотности: [M ⁰ L ^-2 T ⁰ I ¹ ].

Формула плотности тока

Формула плотности тока выглядит следующим образом:

Дж = I/A

где

• Дж — плотность тока (А/м 7 0 0 9 9 1 3 6 1 9 0 9 1 3 ), = ток через проводник (А),
• А = площадь поперечного сечения (м ² ).

Вывод формулы плотности тока

Дж = dI/dA  

где,

dI/dA = изменение тока в зависимости от единицы площади.

Отсюда следует, что

dI = J × dA

или

dI = J × dAcosθ

, когда dA перпендикулярно J, отсюда следует, что θ = 90 ^o Следовательно, cos 90 ,

DI = J × DA

и

I = JA

, то есть

J = I/A

Вопросы выборки

Вопрос 1: Что вызывает постоянное ток?

Ответ:

Поскольку один электрон должен покинуть проводник, чтобы освободить место для другого, плотность тока в проводнике остается постоянной. Количество электронов, протекающих через заряженный проводник, остается постоянным при исследовании поперечного сечения. Плотность площади поперечного сечения, с другой стороны, может меняться, а ток — нет.

Вопрос 2: Определение плотности тока.

Ответ:

Скорость потока заряда через проводник любого поперечного сечения называется плотностью тока.

Вопрос 3: Какова плотность тока в проводе с площадью поперечного сечения 23 мм ² и протекающем по нему токе 8 мА?

Ответ:

Дано: A = 23 мм ² = 0,023 M ² , I = 8 мА = 0,008 A

С.

J = I / A

= 0,008 / 0.0233333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333н.

= 0,34 А/м ²

Вопрос 4: По медному проводу диаметром 3 мм ² протекает ток силой 9 мА. Узнайте, какова плотность тока.

Ответ:

Дано: A = 3 мм ² = 0,003 M ² , I = 9 мА = 0,009 A

С,

J = I / A

= 0,009 / 0,003.

= 3 А/м ²

Вопрос 5: Если через батарею протекает ток 42 А на участке 8 м ² регион, какая плотность тока?

Ответ:

Дано: A = 8 M ² , I = 42 A

С.