При подключении электроприборов к питающей сети одним их главных условий является подбор кабеля или провода подходящего сечения. Но иногда случается так, что у вас уже есть какой-то проводник, и вы не уверены подойдёт ли он для конкретной задачи.
Если подключить слишком большую нагрузку на кабель, то он будет греться, а может и вовсе перегреться. Из-за этого оплавится изоляция, что опасно коротким замыканием, поражением электрическим током и возгоранием. Отсюда возникает вопрос: "как узнать какую мощность выдерживает кабель или провод?". Давайте разбираться!
Что влияет на допустимую мощность?
Сразу стоит отметить что сечение и мощность кабеля в принципе не связаны между собой. Для проводника решающую роль играетдопустимый длитеьный ток. Эти величины описаны в ПУЭ раздел 1, глава 1.3. Дело в том, что если он выдерживает ток 16А, то в сети 220В это 3.5 кВт, для 380В - это 10 кВт, а в сети 12В это всего 192Вт. Поэтому говорить о допустимой мощности для кабеля разумно говорить лишь в контексте заведомо известного напряжения.
Чтобы перевести киловатт в ватты нужно просто разделить кВт на 1000.
Чтобы перевести Ватты в Амперы нужно Ватты разделить на напряжение в вольтах.
P=U*I
P - мощность
U - Напряжения
I - Сила тока
А для трёхфазной сети то разделить ещё и на 1.73 (корень из 3) и на CosФ.
I=P/V3*U*cosФ
CosФ – коэффициент мощности, указывается на табличке расположенной на корпусе большинства электроприборов.
|
Есть специальные таблицы, в которых описано соответствие сечения кабеля, тока, напряжения и мощности. Но информация в них не всегда справедлива для подбора кабелей.
|
Но представим ситуацию, когда вы собрались ставить забор на участке частного дома, и придется использовать электроинструмент при его монтаже и сварочный аппарат, еще и бетономешалку, да к тому же на улице жара на солнце далеко за 30 градусов Цельсия. Тогда вам нужен хороший удлинитель, чтобы подключить его в гараже или в доме, а работать будете по всему периметру участка.
Я думаю, что это знакомая для вас ситуация.
Все вышесказанное включало в себя ряд факторов влияющих на то, какую мощность выдержат кабеля, а именно:
1. Длина линии.
2. Температура окружающей среды и самого проводника.
Оба фактора влияют на сопротивление кабеля, а оно, в свою очередь, на потери мощности и нагрев проводника. Если выбрать проводник со слишком малым сечением для этой мощности, то под нагрузкой напряжение на его конце просядет. Нежелательно допускать потери более 3-5%. В цепях освещения допустимо 10% падения напряжения.
Сопротивление, длина, материал, температура как связаны?
Сопротивление проводника определяется по формуле
R=ро*L/S
Где Ро - удельное сопротивление металла Ом*кв.мм/м, L - длина в метрах, S - площадь поперечного сечения в кв. мм.
Например, удельное сопротивление Ро у меди 0.018, а у алюминия 0.029. Поэтому, вы могли видеть в таблице выше, что при одинаковом сечении медный проводник выдержит больший ток, чем алюминиевый. Это связано с потерями, о них поговорим ниже.
Также в формуле фигурируют ещё две величины - длина и площадь поперечного сечения. Чем больше длина и чем меньше площадь поперечного сечения, тем больше сопротивление. Соответственно с увеличением сечения при постоянной длине сопротивление падает, также и с уменьшением длины.
Есть интересная аналогия с автомобильной дорогой: чем больше полос для движения в одном направлении, тем быстрее едут автомобили, а если автомобилей много (большой ток) и есть всего по одной полосе в каждую сторону, то они будут толкаться в пробке.
У металлов с ростом температуры повышается и сопротивление, соответственно снижается проводимость, если объяснить простыми словами, то это связано с тем, что при нагреве частицы в металле и носители зарядов начинают хаотичное движение, из-за чего чаще сталкиваются.
