Плотность тока для медного провода в трансформатора

Допустимый ток для медных проводов — плотность тока в медном проводнике

Правильная подготовка проекта электроснабжения обеспечивает высокий уровень безопасности, предотвращает аварийные ситуации. Чтобы определить допустимый ток для медных проводов, кроме базовых формул, необходим учет реальных условий эксплуатации. Пригодятся теоретические знания о физических процессах и сведения о выборе подходящей кабельной продукции.

Определение допустимого тока

Все проводники при прохождении тока нагреваются. Чрезмерное повышение температуры провоцирует механическое разрушение конструкции, включая защитные и декоративные оболочки. Чтобы сохранить работоспособность трассы пользуются понятием «длительно допустимый ток». Справочные значения для проводов с медными и алюминиевыми жилами приведены в правилах ПУЭ и отраслевых ГОСТах.

Таблица разрешенных токовых нагрузок

Материал проводника	Оболочка	Площадь поперечного сечения жилы, мм кв.	Допустимые токовые нагрузки, А	Тип трассы, количество кабелей в канале
медь	поливинилхлорид	1,5	23	монтаж в открытом лотке
медь	резина + свинец	1,5	33	в земле, двухжильный кабель
алюминий	поливинилхлорид	2,5	24	открытый лоток
алюминий	полимер	2,5	29	в земле, трехжильный кабель
медь	пластик, резина	2,5	40	перемещаемая конструкция, одножильный кабель

Для точного расчета специалисты пользуются формулой теплового баланса, которая содержит:

• электрическое сопротивление метра проводника при определенной температуре;
• поправочные коэффициенты для учета передачи тепла в окружающее пространство с помощью конвекции, инфракрасного излучения;
• нагрев от внешних источников.

Отвод тепловой энергии улучшается при прокладке трассы в земле (под водой). Хуже условия, когда несколько кабелей находится в одном канале.

К сведению. Иногда применяют аналог расчета по мощности с учетом неразрушающего уровня нагрева.

Допустимая плотность тока для медного провода

При создании сетей в современных объектах недвижимости предпочитают использовать именно такие проводники. При одинаковом сечении они меньше перегреваются, по сравнению с алюминиевыми аналогами. В многожильном исполнении медные кабели хорошо подходят для создания сетевых соединительных шнуров, удлинителей. Их можно использовать для создания поворотов с малым радиусом.

Тепловой нагрев

Для расчета количества тепла (Q), выделяемого проводником, пользуются формулой I*2*R*t, где:

• I – сила тока, в амперах;
• R – сопротивление одного метра медного проводника;
• t – время испытания в определенных условиях.

Рассеивание тепла при работе кабеля

Тонкие проводники эффективно отдают тепловую энергию окружающей среде. На процесс оказывают существенное влияние конкретные условия. Как отмечено выше, контакт оболочки с водой существенно улучшает охлаждение.

По мере увеличения сечения часть энергии расходуется для нагрева прилегающих слоев. Этим объясняется постепенное снижение допустимой плотности тока в расчете на единицу площади.

На рисунке хорошо видно, как при уменьшении изоляционного слоя улучшается теплоотдача.

Падение напряжения

Этот параметр несложно рассчитать по закону Ома (U=R*I) с учетом электрического сопротивления соответствующего материала. Удельное значение для меди берут 0,0175 Ом *мм кв./ метр. С помощью формул вычисляют на участке определенной длины падение напряжения. При сечении 1,5 мм кв. на каждый метр потери составят 0,01117 Вольт.

Допустимая плотность тока

Этот относительный параметр показывает разрешенный нормативами ток на один мм кв. площади сечения. Отмеченные выше тенденции по изменению теплоотдачи при увеличении размеров проводника подтверждаются расчетами и данными лабораторных испытаний.

Таблица допустимых значений плотности тока для разных условий в медном проводнике

Поперечное сечение, мм кв.	Ток (А)/ Плотность тока (А/ мм кв.)
Для трассы в здании	Монтаж на открытом воздухе
6	73/ 12,2	76/ 12,6
10	103/ 10,3	108/ 10,8
25	165/ 6,6	205/ 8,2
50	265/ 5,3	335/ 6,7

Пути повышения допустимого тока

Существенное значение имеют действительные условия эксплуатации трассы электроснабжения, трансформаторов, установок. Снизить рассматриваемые нагрузки можно с помощью хорошей вентиляции, естественной или принудительной. Хороший отвод тепла получится с применением перфорированных металлических коробов, которые не затрудняют прохождение конвекционных потоков и одновременно выполняют функции радиатора.

В некоторых ситуациях пригодится квалифицированно составленный временной график. Стиральная машина при нагреве воды и в режиме сушки потребляет много электроэнергии. Ее можно настроить на автоматическое выполнение рабочих операций в ночные часы. Если снабжающие организации предлагают соответствующую тарификацию, получится дополнительная экономия денежных средств.

Допустимый ток и сечение проводов

Лучшие показатели теплообмена при остальных равных условиях характерны для проводников с относительно меньшей площадью поперечного сечения.

Таблица токовых параметров для кабелей с медными жилами

Сечение, мм кв.	Плотность тока, А/ мм кв.	Ток, А
1	15	15
1,5	13,3	20
2,5	10,8	27
16	5,7	92
25	4,9	123

Расчет сечения кабелей и проводов

Для бытовой сети 220 V можно вычислить допустимый ток по формуле I=(P*K)/U*cos φ), где:

• Р – суммарная мощность всех потребителей, подключенных к соответствующей части цепи электропитания;
• К – поправочный коэффициент (0,7-0,8), учитывающий одновременно работающие устройства;
• cos φ – для стандартного жилого объекта принимают равным 1.

Далее пользуются табличными данными для выбора подходящей кабельной продукции с учетом сечения, оболочки, технологии монтажа.

Маркировка проводов

В стандартных обозначениях приведены важные характеристики продукции этой категории. Если указана буква «А», значит, жила сделана из алюминия. Медь никак не отмечают. Следующие позиции:

• вид провода: «П» – плоский, «У» – установочный;
• материал оболочки (проводника, общей): «В» – поливинилхлорид;
• дополнительная защита: «Б» – бронирование стальной лентой;
• (количество жил) * (площадь поперечного сечения проводника, мм кв.) – (номинальное напряжение, V): 2*1,5-220.

Медные жилы проводов и кабелей

Продукцию этого вида выпускают с площадью сечения от 0,5 до 1000 и более мм кв. Для решения бытовых задач подойдут приведенные ниже модификации.

Таблица для выбора кабельной продукции

Сечение проводника, мм кв.	Ток (А)/ Суммарная мощность потребителей (кВт) для сетей
220 V	380 V
1.5	19/4,1	16/10,5
2.5	27/5,9	25/16,5
4	38/8,3	30/19,8
6	46/10,1	40/26,4
10	70/15,4	50/33
16	85/18,7	75/49,5

Подбор диаметра проволоки предохранителя

В этом случае нужно решить обратную задачу. Тепловое разрушение проволоки прекратит подачу питания, выполняя защитные функции.

Таблица для выбора предохраняющего элемента

Максимальный ток, А		0,5	1	2	5
Диаметр проводника в мм для материалов	Медь	0,03	0,05	0,09	0,16
	Алюминий	—	0,07	0,1	0,19

Кратковременные режимы работы

Допустимые токовые нагрузки на провода и кабели корректируют умножением на поправочный коэффициент. В профессиональных расчетах учитывают дополнительные факторы:

• действительные температурные условия;
• количество и взаимное расположение кабелей в канале;
• средние значения по нагрузкам;
• существенное изменение параметров;
• особенности конструкции трассы.

Коэффициент для кратковременного (повторного) режима равен 0,875/√П. Здесь «П» – относительная величина (время включения/длительность цикла). Эту поправку применяют при следующих условиях:

• сечение медного проводника 10 мм кв. и более;
• рабочий цикл составляет до 4 минут включительно;
• длительность пауз – от 6 мин.

Как выбрать вводной провод в квартиру

На первом этапе составляют список всех потребителей со стационарным и временным подключением. Итоговый результат умножают на коэффициент одновременной работы (стандарт – 0,75). Подразумевается малая вероятность одновременного включения кондиционера для охлаждения в зале и обогревателя в спальне. Далее пользуются табличными данными для определения критериев подходящей кабельной продукции.

Выбор проводки для отдельных групп потребителей

Экономные светодиодные светильники можно подключить медной жилой с площадью сечения не более 0,5 кв. мм. Для розеток их выбирают в диапазоне 1,5-2,5. Отдельные линии с защитными автоматами создают для подключения духового шкафа, варочных панелей, других мощных потребителей.

Как рассчитать трехфазную проводку

В этом варианте применяют формулу для тока I=P/(1,73*U*cos φ). Данные из таблиц допустимых значений берут для трехфазных сетей с учетом обязательных дополнительных параметров (оболочек, эффективности теплоотвода).

Ошибки при выборе и расчете сечения кабеля

Инженерные сети проектируют с учетом нынешних и перспективных нагрузок. Это значит, что надо учесть возможное подключение дополнительной техники, совместное использование групп розеток. Особое внимание следует проявлять при расчете длинных участков с потерями более 5%. По специальной методике вычисляют параметры линий питания для подключения нагрузок с реактивными характеристиками (насосное оборудование, станки). Мощность распределяют равномерно при работе с трехфазными сетями.

Последствия превышения тока

Чрезмерное увеличение температуры разрушает проводник и цепь прохождения электрического тока. Нарушение изоляции в результате теплового воздействия создает благоприятные условия для коррозии, повышает вероятность короткого замыкания. Кроме повреждений оборудования, ухудшается безопасность. Необходимо подчеркнуть дополнительные затраты, которые вызваны сложными операциями по восстановлению работоспособности скрытой проводки.

Приведенные выше рекомендации надо соблюдать в комплексе. Не следует превышать длительно допустимый правилами ток. Необходимо поддерживать благоприятные условия эксплуатации. Нужно не забывать о соответствующих коррекциях при разовом или постоянном подключении мощных нагрузок.

Видео

Источник

Плотность тока для меди в трансформаторе таблица

Плотность тока для меди в трансформаторе таблица

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Архив статей и поиск
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(500000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Викторина онлайн
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Голосования
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua

сделано в Украине

Выбор провода для трансформатора по току в нагрузке

В домашних условиях для питания собранной конструкции нередко требуется сетевой понижающий напряжение трансформатор. Когда не удается найти подходящий по параметрам среди унифицированных стандартных, его приходится изготавливать самостоятельно. В зависимости от типа используемого магнитопровода и его мощности обычно принимают одно из значений плотности тока J в проводах 2; 2,5 или 3 А/мм кв.

Сечение (Sпp) и диаметр (d) провода определяются из соотношений:

Для намотки трансформатора часто приходится использовать медные обмоточные провода марки ПЭВ-1, ПЭВ-2 и ПЭТВ с эмалевой изоляцией. Промышленность по ГОСТ 7262-78 выпускает большой перечень диаметров проводов. Из них наиболее часто применяются размеры, указанные в табл. 6.6 Воспользовавшись этой таблицей, можно сразу выбрать нужный провод по известному току через обмотку. Таблица рассчитана для трех фиксированных значений токовой нагрузки (плотности тока): 2, 2,5 и 3 А/мм кв.

Таблица 6.6. Допустимый ток для обмоточных проводов

Смотрите другие статьи раздела Справочник электрика.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Силовые трансформаторы, простой расчет

В статье на конкретном примере приводится простой метод расчета силового трансформатора для блока питания или зарядного устройства.

1. Перед тем, как использовать силовой трансформатор необходимо определиться с его мощностью.

Например, нужно рассчитать силовой трансформатор для зарядного устройства, которым будем заряжать автомобильные аккумуляторы емкостью до 60 А/час.

Как известно, ток заряда равен 0,1 от емкости аккумулятора, в нашем случае это 6 Ампер.

Напряжение для заряда аккумулятора должно быть не менее 15 В, плюс падение напряжения на диодах и токоограничивающем резисторе, примем его около 5 В.

Итого, напряжение вторичной обмотки должно быть около 20 В, при токе до 6 А. Мощность при этом, будет равна Р = 6 А х 20 В = 120 Вт.

К.п.д. силового трансформатора при мощности до 60 Вт составляет 0,75. При мощности до 150 Вт 0,8 и при больших мощностях 0,85.

В нашем случае принимаем к.п.д. равным 0,8.

При мощности вторичной обмотки 120 Вт, с учетом к.п.д. мощность первичной обмотки равна:

1. По этой мощности определяем площадь поперечного сечения сердечника, на котором будут расположены обмотки.

Коэффициент перед корнем квадратным из мощности зависит от качества электротехнической стали сердечника.

Принимаем его равным среднему значению 1,1 и получаем площадь сердечника равной 13,5 см 2 .

1. Теперь нужно определить дополнительную величину – количество витков на вольт. Обозначим ее N.

Коэффициент от 50 до 70 зависит от качества стали. Возьмем среднее значение 60. Получаем количество витков на вольт равным:

Округлим это значение до 4,5 витка на вольт.

Первичная обмотка будет работать от 220 В. Ее количество витков равно 220 х 4,5 = 990 витков.

Вторичная обмотка должна выдавать 20 В. Ее количество витков равно 20 х 4,5 = 90 витков.

1. Осталось определить диаметр провода обмоток.

Для этого нужно знать ток каждой обмотки. Для вторичной обмотки ток нам известен, его величина 6 А.

Ток первичной обмотки определим, как мощность, деленную на напряжение. (Сдвиг фаз для упрощения расчета учитывать не будем).

Диаметр провода определяем по формуле:

Коэффициент перед корнем квадратным влияет на плотность тока в проводе. Чем больше его значение, тем меньше будет греться провод при работе. Примем среднее значение.

Для меди плотность тока до 3,2 А/мм кв, для алюминиевых проводов до 2А/мм кв.

Диаметр провода первичной обмотки:

Диаметр провода вторичной обмотки:

Для намотки выбираем ближайший больший диаметр. Если нет толстого провода для вторичной обмотки, можно намотать ее в два провода. При этом суммарная площадь сечения проводов должна быть не меньше площади сечения для рассчитанного диаметра провода. Как известно, площадь сечения равна πr² , где π это 3,14, а r — радиус провода.

Если вторичных обмоток несколько, сумма их мощностей не должна превышать величину, равную мощности первичной обмотки, умноженной на к.п.д. Количество витков на вольт одинаково для всех обмоток конкретного трансформатора. Если известно количество витков на вольт, можно намотать обмотку на любое напряжение, главное, чтобы она влезла в окно магнитопровода. Диаметр провода каждой обмотки определяется исходя из величины тока этой обмотки.

Овладев этой простой методикой, вы сможете не только изготовить нужный вам силовой трансформатор, но и подобрать уже готовый.

Материал статьи продублирован на видео:

Медные обмоточные провода

Предназначены для изготовления обмоток трансформаторов, дросселей, электромагнитных реле, катушек колебательных контуров и т. п. Эти провода могут иметь покрытие (изоляцию) из эмали, волокнистых материалов или комбинированное покрытие из эмали и волокнистых материалов. Эмаль обладает лучшими электроизоляционными свойствами, чем волокнистые материалы, по этому эмалированные провода имеют меньшие диаметры, чем провода с изоляцией из волокнистых материалов.
Типы наиболее часто применяемых проводов приведены в таблице 1.
Основные параметры наиболее часто применяемых медных обмоточных проводов приведены в таблице 3.

Таблица 1. Типы наиболее часто применяемых проводов.

Марка	Характеристики изоляции	Максимально допустимая температура С*	Диаметр медной жилы в мм
ПКР-1	Провод со сплошной Капроновй изоляцией	105	0,72 — 2,44
ПКР-2	Провод со сплошной Капроновй изоляцией утолщенной	105	0,72 — 2,44
ПЛБД	Провод с обмоткой из шелка Лавсан и хлопчато-Бумажной пряжи в Два слоя	105	0,38 — 4,10
ПЛД	Провод с обмоткой из шелка Лавсан в Два слоя	120	0,38 — 1,30
ПСД	Провод с обмоткой из Стекловолокна в Два слоя с подклейкой и пропиткой нагревостойким лаком	155	0,31 — 4,80
ПСДК	Провод с обмоткой из Стекловолокна в Два слоя с подклейкой и пропиткой Кремнийорганическим лаком	180	0,31 — 4,80
ПСДКТ	Провод с обмоткой из Стекловолокна в Два слоя с подклейкой и пропиткой Кремнийорганическим лаком, Теплостойкий	300	0,31 — 1,56
ПЭВ	Провод, изолированный Эмалевым Высокопрочным покрытием	105	0,02 — 0,05
ПЭВ-1	Провод, изолированный Эмалевым Высокопрочным покрытием один слой	105	0,06 — 0,47
ПЭВ-2	Провод, изолированный Эмалевым Высокопрочным покрытием два слоя	105	0,06 — 0,47
ПЭВД	Провод, изолированный одним слоем высокопрочной эмали с дополнительным термопластичным покрытием	105	0,2 — 0,5
ПЭВКЛ	Провод, изолированный Эмалевым Высокопрочным покрытием на основе Капронового Лака	105	0,1 — 0,15
ПЭВЛО	Провод, изолированный Эмалевым Высокопрочным покрытием и Однослойной обмоткой из шелка Лавсан	105	0,06 — 1,3
ПЭТВЛ-1	Провод, изолированный Эмалевым Высокопрочным Теплоснойким покрытием в один слой на основе полиуретанового Лака (провод облуживается без предварительной зачистки эмали и без применения травильных составов)	120	0,06 — 1,56
ПЭТВЛ-2	Провод, изолированный Эмалевым Высокопрочным Теплоснойким покрытием в два слоя на основе полиуретанового Лака (провод облуживается без предварительной зачистки эмали и без применения травильных составов)	120	0,06 — 1,56
ПЭЛ	Провод с Эмалевым Лакостойким покрытием	90	0,03 — 2,44
ПЭЛКО	Провод с Эмалевым Лакостойким покрытием и Однослойной обмоткой из капронового волокна	105	0,2 — 2,10
ПЭЛО	Провод с Эмалевым Лакостойким покрытием и Однослойной обмоткой из шелка Лавсан	105	0,05 — 2,10
ПЭЛР-1	Провод с покрытием в один слой высокопрочной полиамидной эмали	120	0,1 — 2,44
ПЭЛР-2	То же в два слоя	120	0,1 — 2,44
ПЭЛУ	Провод с лакостойкой эмалью, утолщенный слой	105	0,05 — 2,44
ПЭЛШКО	Провод с лакостойкой эмалью и обмоткой из капронового волокна	105	0,1 — 1,56
ПЭЛШО	Провод с Эмалевым Лакостойким покрытием и Однослойной Шелковой обмоткой	90	0,05 — 1,56
ПЭМ-1	Провод с Эмалевым высокопрочным покрытием лаком Металвин один слой	105	0,06 — 2,44
ПЭМ-2	Провод с Эмалевым высокопрочным покрытием два слоя лаком Металвин	105	0,06 — 2,44
ПЭМ-3	Провод с Эмалевым высокопрочным покрытием три слоя лаком Металвин	105	0,06 — 2,44
ПЭПЛО	Провод с Эмалевым высокопрочным и нагревостойким покрытием и Однослойной обмоткой из шелка Лавсан (провод облуживается без предварительной зачистки эмали и без применения травильных составов)	120	0,06 — 1,30
ПЭТВ	Провод с Эмалевым Теплостойким Высокопрочным покрытием	130	0,06 — 2,44
ПЭТВ-Р	Провод с Эмалевым Теплостойким Высокопрочным покрытием для обмоток Реле	200	0,02 — 0,20
ПЭТК	Теплостойкая эмаль	—	0,05 — 0,51
ПЭТЛО	Провод с Эмалевым Теплостойким покрытием и Однослойной обмоткой из шелка Лавсан	105	0,06 — 1,30
ПЭТ-155	Провод Эмалированный Теплостойкий полиэфиримидным лаком	155	0,06 — 2,44

Высокочастотные обмоточные провода

Высокочастотные обмоточные провода (литцендраты), предназначены для изготовления высокочастотных катушек индуктивности с высокой добротностью. Эти провода представляют собой пучок эмалированных проводов, диаметром 0,05. 0,2 мм, перевитых особым способом, благодаря чему в пучке ослабляется поверхностный эффект и, следовательно, уменьшается сопротивление провода токам высокой частоты.
Существуют высокочастотные обмоточные провода следующих марок: ЛЭЛ и ЛЭП — без дополнительной изоляции пучка; ЛЭЛО — с обмоткой из шелка с лавсаном в один слой; ЛЭПКО — с обмоткой из капронового волокна в один слой; ЛЭШО — с обмоткой из натурального шелка в один слой; ЛЭЛД — с обмоткой из шелка с лавсаном в два слоя; ЛЭШД — с обмоткой из натурального шелка в два слоя.
Провода марок ЛЭП и ЛЭПКО, перед лужением не требуют зачистки и применения каких-либо травильных составов.
Основные параметры некоторых высокочастотных обмоточных проводов приведены в таблице 2.

Таблица 2. Типы наиболее часто применяемых высокочастотных проводов.

Источник