Правильний розрахунок перетину кабелю по струму 12 вольт і довжині

Під час будівництва будинків, як приватних, так і багатоквартирних, офісних будівель і виробничих споруд для безпечної експлуатації електричної мережі та приладів потрібно обов’язково зробити розрахунок перетину кабелю по струму.

Як зробити розрахунок

Щоб зробити підрахунок безпечної і необхідної товщини електричного кабелю в залежності від струму, який буде проходити по ньому потрібно знати, якими електричними приладами будуть користуватися.

Отже, далі – всі вважають чином.

Буде потрібно потужність кожного з приладів; формула для розрахунку загального показника потужності виглядає так:

Pобщ. = (Р1 + Р2 … + Рn),

де Робщ. – потужність всіх електроприладів в будинку або квартирі (в Ватах),

Р1, Р2 і т. Д. – це потужність кожного конкретного приладу.

Припустимо, в однофазної мережі будуть працювати три лампи, холодильник, мікрохвильова піч, електрочайник. Pобщ. = 300 + 200 + 1100 + 2200 = 3800 Вт. Для подальших розрахунків потрібно знати силу струму, яка розраховується за формулою:

I = Pобщ. / U,

де I – це сила струму,

U – напруга мережі.

Тепер при підстановці всіх відомих даних вийде:

 I = 3800: 220 = 17,3 Ампер.

З урахуванням того, що проводка буде виконана з міді, питомий опір (р) якої 0,0175 Ом * мм2 / м. відразу зробимо розрахунок опору ділянки кола з наступної формули:

R = U / I = 220 / 17,3 = 12 Ом.

Тепер з розрахунку опору (візьмемо довжину провідника (L) за номінальний метр), який має наступний вигляд:

R = (РL) / S, виведемо площа перетину.

S = РL / R

Відповідно площа перетину кабелю, потрібного для нормальної роботи перерахованої вище техніки дорівнює (0,0175 * 1000) * 1/12 = 1,46 мм 2.

Ще один варіант обчислень

Навіщо робити розрахунок перетину кабелю по струму і довжині? Щоб мережа функціонувала без перенапруги і збоїв, цей етап не можна пропускати.

Справа в тому, що кожен конкретний провідник буде втрачати в потужності при збільшенні своєї довжини. Тобто, чим триваліше дроти, тим більше будуть подібні втрати, яким сприяє опір.

Виходячи з описаної вже формули S = ??РL / R. Тут все відомо, крім опору R. Його можна обчислити виходячи з закону Ома для ділянки ланцюга (U = I * R) – звідси R = U / I. У розглянутому прикладі R = 220 / 17,3 = 12,7 Ом (приблизне округлене значення – 12).

Щоб порахувати втрати напруги, потрібно розділити отримане значення U на напругу в мережі (наприклад, в звичайної побутової мережі найчастіше 220 В). У підсумку вийде коефіцієнт, який при множенні на сто дасть величину втрат в процентному вираженні: якщо він більше п’яти відсотків – товщину кабелю треба збільшувати.

Для точної, довгої і безпечної роботи знову прокладається проводки, особливо великої протяжності, обов’язково проводити розрахунки перетину кабелю по довжині. При цьому потрібно врахувати, з якого матеріалу він виготовлений.

Наприклад, довжина мідного кабелю 5 метрів, тоді S = РL / R = (0,0175 * 1000) * 5/12 = 7,3 мм (приблизне округлене значення).

Приклад з обчислення

Проведемо розрахунок перетину кабелю по струму 12 вольт. Припустимо, що використовуються (або імовірно можуть використовуватися) різноманітні електричні прилади, а саме 12, 12, 30 Ватт, тобто Р1 = 12, Р2 = 12, Р3 = 30.

Тепер, підставивши значення в першу формулу, отримаємо Pобщ. = Р1 + Р2 + Р3 = 12 + 12 + 30 = 54 Вт. Тобто величина загальної потужності становить п’ятдесят і чотири Ватта. Виходячи з другої формули (I = Pобщ. / U) сила струму I дорівнює 54/12 = 4,5 Ампер.

Тепер залишилося вибрати один з доступних матеріалів, з яких виготовляються кабелі, припустимо, для проводки застосовується мідь, а довжина – становить один метр. За вже згаданої формулою площа перетину можна знайти за формулою S = РL / R = (0,0175 * 1000) * 1 / R = 17,5 / R, де R = U / I.

Значить, для напруги 12 В справедливо наступне: R = U / I = 12 / 4,5 = 2,6 Ом. Тоді площа дорівнює: S = 17,5 / R = 17,5 / 2,6 = 6 мм.

А можна вдатися до такої простої “електричної арифметиці”. Один квадратний міліметр перетину мідного дроту (якщо він відкритий) здатний пропускати не більш сімнадцяти Ампер, якщо проводка закрита – тринадцять.

Якщо мова йде про алюмінієвому кабелі, то кращі величини на кожен міліметр – 10 або 8 А для відкритого і закритого розміщення відповідно.

Розрахунок для алюмінієвого проводу наступний.

Питомий опір його становить двадцять вісім тисячних Ома на квадратний міліметр, тобто р = 0,028 Ом * мм 2 / м.

Тепер знову беремо за загальну потужність розраховану раніше величину – п’ятдесят і чотири Ватта.

Сила струму в цьому випадку буде дорівнює I = Pобщ. / U = 54/12 = 4,5 Ампер. S = РL / R = (0,028 * 1000) * 1 / R = 28 / R, при тому, що R = U / I.

У другому випадку опір R = U / I = 12 / 4,5 = 2,6 Ом. А площа перерізу дорівнює: S = 28 / R = 28 / 2,6 = 10 мм.

Для того, щоб правильно встановити електропроводку, обов’язково знати якомога докладніше про довжину кабелів, потужності приладів, матеріалі виготовлення проводів. Тоді з урахуванням нескладних формул можна легко вивести потрібні значення.

Детальніше про те, як розрахувати перетин дроту – на відео: