Выбор сечения проводов при 12 в.
Как показано в статье, посвящённой анализу потерь мощности в сетях освещения 12 В, сечение проводов следует выбирать с учетом суммарной мощности ламп, подключаемых к трансформатору, и длины этих проводов.
Подход к определению сечения проводов зависит от того, какой источник используется для питания цепи: электронный или индукционный. Допустимая длина проводов во вторичной цепи электронных блоков питания, как правило, не может превышать 2 метров (в очень редких случаях для трансформаторов большой мощности допускается длина до 3 метров). В этом случае следует использовать провод с сечением указанным в документации на трансформатор. Если такие данные отсутствуют можно ориентировочно воспользоваться данными из таблицы:
При использовании индукционных трансформаторов длина провода во вторичной цепи ограничена только падением напряжения на проводах и, следовательно, может быть значительно большей, чем у электронных (импульсных) блоков питания, при условии компенсации за счет увеличения сечения провода. Ниже приведена таблица для выбора сечения проводов в зависимости от суммарной мощности ламп, подключаемых ко вторичной обмотке индукционного трансформатора и длины этих проводов. Следует иметь в виду, что лампы могут быть разделены на группы, подключаемые каждая своим проводом, в этом случае сечение группового провода определяется по таблице для каждой группы отдельно. В пределе возможно подключение каждой лампы своим проводом.
При необходимости Вы можете задать вопрос по теме этой статьи здесь.
Зависимость максимальной силы тока от сечения и температуры окружающей среды, Ампер
Пересчет вышеприведенной таблицы для зависимости предельной мощности от сечения и температуры окружающей среды, Ватт (для 12 вольт)
Как выбрать сечение провода для сетей освещения 12 вольт
В разговорах с покупателями при обсуждении галогенного освещения на 12 вольт почему-то очень часто мелькает слово «слаботочка», что характеризует соответствующее отношение к выбору проводов — что есть под рукой, то и используем, напряжение ведь безопасное.
Напряжение 12 вольт, действительно безопасное, в том смысле, что прикосновение к оголенному проводу с таким напряжением просто не ощущается, но вот токи в таких цепях текут достаточно большие (см. основные моменты использования безопасного напряжения в быту).
Рассмотрим для примера питание обычной галогенной лампы мощностью 50 W, ток в первичной цепи трансформатора I=50W/220V=0.23A (или, точнее, чуть больше с учетом КПД трансформатора), при этом во вторичной цепи 12 V течет ток I=50W/12V= 4.2 A, что уже в 18 раз больше. Если не учесть этот факт, можно столкнуться с очень неприятными неожиданностями.
Однажды ко мне за консультацией зашёл человек и рассказал, что он сделал в своем доме галогенное освещение, использовал надежный индукционный трансформатор 1000W при нагрузке 900W, провел от монтажной коробки отдельный провод к каждой лампе, но в момент включения провода просто загорелись, причем те провода, которые вели от выхода трансформатора к монтажной коробке.
На вопрос о сечении проложенных проводов — ответ: «Обыкновенное сечение, как везде — 1,5 мм 2 «. В стационарном режиме по этому проводу должен был течь ток I=900W/12V=75A, а при включении и того больше. Сечение медного провода в таких условиях должно быть не менее 16 мм 2 . Отсюда вывод: важно не забывать о повышенных токах в цепях 12 вольт и соответственно выбирать провода. Этого, впрочем, иногда бывает совершенно недостаточно.
Очень часто приходится сталкиваться с жалобами на то, что при использовании трансформаторов большой мощности (в данном случае уже 200W является большой мощностью), питающих несколько ламп, яркость свечения ламп заметно убывает с увеличением расстояния от трансформатора. Попытки справиться с этой проблемой путём увеличения мощности трансформатора, естественно, не приводят к улучшению ситуации, тем более не помогает увеличение мощности используемых ламп. Дело в том, что причиной данного явления является банальное падение напряжения на проводах в соответствии с законом Ома.
Проиллюстрируем сказанное на конкретном примере:
Допустим, надо запитать группу из трех ламп по 50W каждая, расположенную на расстоянии L от трансформатора, как показано на рисунке:
Эквивалентная схема имеет вид:
Сопротивление каждой лампы Rl= U 2 /P = 2.88 Ом, а сопротивление провода длиной L и сечением S
где ρ — удельное сопротивление, в данном случае меди (0,0173 Ом мм 2 /М).
Если на выходе трансформатора поддерживается напряжение U0 = 12 V, то ток через каждую лампу
а мощность, выделяемая в лампе
Пользуясь этими формулами, легко рассчитать зависимость мощности от длины провода. Результаты расчетов приведены в таблице (если нажать на картинку, то загрузится таблица в большем формате):
Как видно из таблицы, мощность довольно быстро падает с увеличением длины проводов, еще более наглядно это видно на графиках:
Рис.3. Потеря мощности ламп в зависимости от длины питающих проводов
Избежать заметной неравномерности светового потока ламп можно не только за счет применения провода большого сечения, но и разделяя лампы на группы, питаемые отдельными проводами, в пределе запитывая каждую лампу своим проводом. В любом случае, приобретая осветительное оборудование полезно попросить продавца дать точные рекомендации по выбору сечения проводов и схеме монтажа.
Конкретные рекомендации по выбору сечения провода в цепи освещения 12 В при использовании электронных и индукционных трансформаторов можно найти в соответствующих таблицах.
Таблицы для выбора сечения проводов в низковольтных цепях освещения
Как показано ранее, из анализа потерь мощности в сетях освещения 12 В, сечение проводов для галогенного освещения 12 вольт следует выбирать с учетом суммарной мощности ламп, подключаемых к трансформатору, и длины этих проводов.
Подход к определению сечения проводов зависит от того, какой источник используется для питания цепи: электронный или индукционный. Допустимая длина проводов во вторичной цепи электронных блоков питания, как правило, не может превышать 2 метров (в очень редких случаях для трансформаторов большой мощности допускается длина до 3 метров). В этом случае следует использовать провод с сечением указанным в документации на трансформатор. Если такие данные отсутствуют можно ориентировочно воспользоваться данными из таблицы:
Таблица сечений медных проводов в цепи освещения 12 В длиной до 2 метров (для электронных блоков питания). Если нажать на картинку, то загрузится таблица в большем формате.
При использовании индукционных трансформаторов длина провода во вторичной цепи ограничена только падением напряжения на проводах и, следовательно, может быть значительно большей, чем у электронных (импульсных) блоков питания, при условии компенсации за счет увеличения сечения провода.
Ниже приведена таблица для выбора сечения проводов в зависимости от суммарной мощности ламп, подключаемых ко вторичной обмотке индукционного трансформатора и длины этих проводов. Следует иметь в виду, что лампы могут быть разделены на группы, подключаемые каждая своим проводом, в этом случае сечение группового провода определяется по таблице для каждой группы отдельно. В пределе возможно подключение каждой лампы своим проводом.
Таблица сечений медных проводов в цепи освещения 12 В (для индукционных трансформаторов).
Расчет сечения кабеля по току: популярно об электрическом токе
Выбирая провод, нужно учитывать его длину и способ его прокладки (в жгуте, гофре или отдельно). Ниже представлена более подробная таблица 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 — это длина провода определённого сечения и проходящий через него ток, при котором будет падение напряжения 2%.
Сечение кабеля, мм 2
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 мм 2 . (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 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 выбора провода в зависимости от тока нагрузки и температуры окружающей среды.
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 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 — это длина провода определённого сечения и проходящий через него ток, при котором будет падение напряжения 2%.
| Ток, А | Сечение кабеля, мм2 | |||||||||||
| 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 | 35 | 50 | 75 | 100 | |
| 1 | 7 | 10.91 | 17.65 | 28.57 | 42.86 | 70.6 | 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 | 1.76 | 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 | 0.88 | 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 | — | 0.73 | 1.18 | 1.9 | 2.9 | 4.7 | 7.3 | 11.8 | 16.3 | 22.9 | 34.8 | 47.1 |
| 20 | — | — | 0.88 | 1.43 | 2.1 | 3.5 | 5.5 | 8.8 | 12.2 | 17.1 | 26.1 | 35.3 |
| 25 | — | — | — | 1.14 | 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 | — | — | — | — | — | 1.8 | 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 | — | — | — | — | — | — | — | 1.7 | 2.4 | 3.4 | 5.2 | 7.1 |
| 150 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 2.3 | 3.5 | 4.7 |
| 200 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 2.6 | 3.5 |
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 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).
Рекомендации по выбору сечения кабеля для 12В напряжения питания.
Кабель — это одна или несколько изолированных и скрученных между собой жил из токопроводящего материала (металлы), заключенных в герметичную оболочку, поверх которой могут быть наложены различные защитные покровы.
Кабель между блоком питания (БП) 12 В и его нагрузкой (светодиодные прожекторы, светильники, RGB-светильники).
Чтобы точно определить сечения жил проводов от БП до его нагрузки, нужно знать протекающие по ним токи и расстояние от БП до потребителя. Как правило, большинство электроприборов (светильников, прожекторов) в своей маркировке имеют значение потребляемой мощности (Вт). Это значение поможет правильно рассчитать ток. Итак, на примере одного расчета будет показано как считать длину кабеля и его сечение. Тут нужно учесть очень важный момент: при подключении длинного кабеля, напряжение на его конце будет отличаться от напряжения непосредственно на блоке питания. Оно уменьшится на некоторое значение ∆U. Для светодиодного светильника допустимым уменьшением питающего напряжения является 0,8 В. Если напряжение питания будет меньше 11,2 В, то яркость свечения светильника будет значительно меньше и это будет заметно не вооруженным глазом. Именно с этим напряжением (0,8 В) и будут проводиться дальнейшие расчеты. Пример: БП с напряжением 12В и светодиодный светильник мощностью 100 Вт. Ток, протекающий по кабелю для данной системы будет определяться по формуле
Допустимое напряжение питания светодиодной ленты
Большинство светодиодных лент рассчитаны на питание от источника постоянного тока 12 вольт. Есть образцы, рассчитанные на 24 или 48 В. Кроме этого, существуют LED ленты, которые напрямую подключаются к сети переменного тока 220 В. Все необходимые параметры указываются на упаковке или на подложке светильника. Необходимо понимать, что требования для низковольтных лент гораздо выше, чем к светильникам на 220 В.
Для подключения используется специальный блок питания ленты, соответствующий требованиям светильника. Режим подачи энергии для светодиодов не допускает превышения номинальных значений. Это вызовет сильный перегрев и усиленную деградацию LED элементов. Если напряжение ниже, яркость свечения уменьшается. Поэтому важно организовать подачу на контакты светодиодной ленты номинального тока. Экспериментальным путем определено, что большинство светодиодных лент могут работать при 10 % недостатке напряжения, но снижение его еще больше чрезмерно снижает яркость свечения.
Расчет сечения кабеля по току: используем калькуляторы и таблицы для расчета
Без электричества жизнь современного человека представить сейчас просто невозможно. Но при небрежном отношении к себе оно способно становиться не другом, а смертельно опасным врагом. Даже на бытовом уровне эксплуатация электрических сетей, систем и приборов требует строгого соблюдения целого ряда непреложных правил.
Расчет сечения кабеля по току
И, кстати, одним из наиболее уязвимых мест именно в сфере конечного потребления электроэнергии, то есть в жилых домах и квартирах, является электропроводка. А именно – неправильно выполненный расчет сечения кабеля по току нагрузки, из-за чего чаще всего случаются аварии с очень тяжелыми, а иногда – и трагичными последствиями.
Проблема часто в том, что владельцы жилья попросту не видят связи между сечением проводника и мощностью подключаемой нагрузки: «идет ток – и ладно». Встречаются и такие ситуации, когда при строительстве подрядчики явно «халтурили», и, пытаясь максимально сэкономить на материалах, скрытно уложили некачественные или не соответствующие проекту провода. Сплошь и рядом случаи, когда продолжает эксплуатироваться старая проводка, смонтированная может быть и правильно, но когда-то очень давно, то есть явно не рассчитанная на современную насыщенность жизни людей электрическими бытовыми приборами.
В настоящей публикации будет рассмотрено несколько путей оценки соответствия сечения проводника реальным условиям эксплуатации электроприборов.
Формула расчета сечения кабеля по мощности
Позволяет подобрать сечение по потребляемой мощности и напряжению.
Для однофазных электрических сетей (220 В):
I = (P × K и ) / (U × cos(φ) )
- cos(φ) — для бытовых приборов, равняется 1
- U — фазовое напряжение, может колебаться в пределах от 210 V до 240 V
- I — сила тока
- P — суммарная мощность всех электрических приборов
- K и — коэффициент одновременности, для расчетов принимается значение 0,75
Для 380 в трехфазных сетях:
I = P / (√3 × U × cos(φ))
- Cos φ — угол сдвига фаз
- P — сумма мощности всех электроприборов
- I — сила тока, по которой выбирается площадь сечения провода
- U — фазное напряжение, 220V
Падение напряжения на проводе
Статья будет конкретная, с теоретическими выкладками и формулами. Кому не интересно, что откуда и почему, советую перейти сразу к Таблице 2 – Выбор сечения провода в зависимости от тока и падения напряжения.
И ещё – расчет потерь напряжения на длинной мощной трехфазной кабельной линии. Пример расчета реальной линии.
Итак, если взять неизменной мощность, то при понижении напряжения ток должен возрастать, согласно формуле:
P = I U. (1)
При этом падение напряжения на проводе (потери в проводах) за счет сопротивления рассчитывается, исходя из закона Ома:
U = R I. (2)
Из этих двух формул видно, что при понижении питающего напряжения потери на проводе возрастают. Поэтому чем ниже питающее напряжение, тем большее сечение провода нужно использовать, чтобы передать ту же мощность.
Примеры, чтобы понять ситуацию
Для примера возьмем обычную галогенную лампу 50 Вт, которая питается от напряжения 220 В через первичную цепь трансформатора, и ее же, запитанную на 12 В через вторичную цепь. Сравним ток, который течет по проводке, подсоединенной к этим двум лампам.
- 50/220=0,23 А.
- 50/12=4,2 А.
Представляете, какая разница. А ведь сила тока больше 4 А – это большая величина. Конечно, многое будет зависеть и от самого трансформатора, а, точнее сказать, от его мощности. Можно привести один пример, который покажет некомпетентность домашних мастеров.
К примеру, для галогенного освещения берется трансформатор мощностью 1 кВт. Оговариваемся – это для примера. Так вот вставляя эту величину в формулу закона Ома, получаем:
1000/12=83 А. Такой ток может выдержать провод в 16 мм², а уж никак не 1,5 или 2,5. Кстати, это величина медного кабеля. То есть, получается так, что правильный выбор сечения провода влияет на качество работы всей электрической разводки. Но и это не все.
Калькулятор расчета сечения кабеля
Советуем к прочтению другие наши статьи
- Преимущества покупки очищенной воды
- Панорамное остекление балконов – французские балконы
- Особенности использования строительных лесов
- Привлекательность и доступность современных пылесосов Thomas
Онлайн калькулятор предназначен для расчета сечения кабеля по мощности.
Вы можете выбрать требуемые электроприборы, отметив их галочкой, для автоматического определения их мощности, либо ввести мощность в ватах (не в киловатах!) в поле ниже, затем выбрать остальные данные: напряжение сети, металл проводника, тип кабеля, где прокладывается и калькулятор произведет расчет сечения провода по мощности и подскажет какой автоматический выключатель поставить.
Надеюсь, мой калькулятор поможет многим мастерам.
Таблицы выбора сечения проводов
Итак, из всего вышеописанного можно сделать один важный вывод – расчет сечения провода для галогенного освещения напряжением 12 В зависит от двух величин: мощности используемых ламп и длины подключаемых их проводов от трансформатора.
Что касается самого трансформатора, то необходимо учитывать, какого он типа: индукционного или электронного. Это первое. Второе, что касается длины провода во вторичной цепи. Так вот эта длина не должна превышать 2 м. В случае использования мощных трансформаторов длина может доводиться до 3 м. Кстати, оба показателя (длина и сечение) обычно указываются в сопроводительных технических документах, приложенных в комплекте к трансформатору.
Такая таблица, где определяется соотношение сечения и потребляемой мощности, есть в интернете.
Обратите внимание, что у индукционных аппаратов падение напряжения, связанное с длиной проводки, больше, чем у электронных (импульсных). Компенсация падения может произойти только за счет увеличения сечения.
Сечение провода для сетей освещения 12 вольт
Сопротивление медного провода постоянному току
Сопротивление провода зависит от удельного сопротивления ρ, которое измеряется в Ом·мм²/м. Величина удельного сопротивления определяет сопротивление отрезка провода длиной 1 м и сечением 1 мм².
Сопротивление того же куска медного провода длиной 1 м рассчитывается по формуле:
R = (ρ l) / S, где (3)
R – сопротивление провода, Ом,
ρ – удельное сопротивление провода, Ом·мм²/м,
l – длина провода, м,
S – площадь поперечного сечения, мм².
Сопротивление медного провода равно 0,0175 Ом·мм²/м, это значение будем дальше использовать при расчетах.
Не факт, что производители медного кабеля используют чистую медь “0,0175 пробы”, поэтому на практике всегда сечение берется с запасом, а от перегрузки провода используют защитные автоматы, тоже с запасом.
Из формулы (3) следует, что для отрезка медного провода сечением 1 мм² и длиной 1 м сопротивление будет 0,0175 Ом. Для длины 1 км – 17,5 Ом. Но это только теория, на практике всё хуже.
Ниже приведу табличку, рассчитанную по формуле (3), в которой приводится сопротивление медного провода для разных площадей сечения.
Таблица 0. Сопротивление медного провода в зависимости от площади сечения
| S, мм² | 0,5 | 0,75 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 |
| R для 1м | 0,035 | 0,023333 | 0,0175 | 0,011667 | 0,007 | 0,004375 | 0,002917 | 0,00175 |
| R для 100м | 3,5 | 2,333333 | 1,75 | 1,166667 | 0,7 | 0,4375 | 0,291667 | 0,175 |
Еще один вариант вычислений
Зачем делать расчет сечения кабеля по току и длине? Чтобы сеть функционировала без перенапряжения и сбоев, этот этап нельзя пропускать.
Сечение медных и алюминиевых жил
Дело в том, что каждый конкретный проводник будет терять в мощности при увеличении своей длины. То есть, чем продолжительнее провода, тем больше будут подобные потери, которым способствует сопротивление.
Исходя из описанной уже формулы S=рL/R. Тут все известно, кроме сопротивления R. Его можно вычислить исходя из закона Ома для участка цепи (U=I*R) – отсюда R=U/I. В рассматриваемом примере R=220/17,3= 12,7 Ом (приблизительное округленное значение – 12).
Чтобы посчитать потери напряжения, нужно разделить полученное значение U на напряжение в сети (например, в обычной бытовой сети чаще всего 220 В). В итоге получится коэффициент, который при умножении на сто даст величину потерь в процентном выражении: если он более пяти процентов – толщину кабеля надо увеличивать.
Для точной, долгой и безопасной работы вновь прокладываемой проводки, особенно большой протяженности, обязательно производить расчеты сечения кабеля по длине. При этом нужно учесть, из какого материала он изготовлен.
Например, длина медного кабеля 5 метров, тогда S=рL/R=(0,0175*1000)*5/12=7,3 мм (приблизительное округленное значение).
Силовые кабели с резиновой изоляцией
— тип, который используется там, где необходима повышенная стойкость кабеля к многократным изгибам. Резиновая изоляция представляет натуральный или синтетический каучука в сочетании с наполнителями, размягчителями и другими добавками. Резина практически не впитывает воду, однако она выдерживает меньшую рабочую температуру (до + 65 С), в следствии чего допустимая токовая нагрузка на кабель невысока. Резиновая изоляция достаточно быстро стареет под воздействием озона и солнечных лучей. Срок службы многих резиновых кабелей не превышает 4-10 лет. Наиболее популярные марки силовых кабелей с резиновой изоляцией: , КПГ, РПШ, ВРГ
Расчет сечения кабеля по мощности и току – Калькулятор
Расчет сечения кабеля по мощности нагрузки и длине с помощью калькулятора – расчет сечения кабеля по току онлайн, с помощью формул, таблиц.
С помощью нашего калькулятора вы можете выполнить расчет сечения кабеля по мощности (нагрузке) или току с учетом длины линии с минимальной погрешностью. В качестве основных показателей выступает материал проводника (медь, алюминий), напряжение (220 В / 380 В) и нагрузка/сила тока в цепи. Способ укладки кабеля влияет на сечение проводника – для закрытых кабелей требуется большее сечение, поскольку из-за ограниченного теплообмена металл нагревается сильнее. После проведения классического расчета по мощности/току, дополнительно проводится расчет по длине проводника – из получившейся пары значений выбирается наибольшее. Теоретическое обоснование расчета представлено ниже в виде формул и таблиц. Возможно вас заинтересует только калькулятор потерь напряжения.
Смежные нормативные документы:
- ПУЭ-7 «Правила устройства электроустановок»
- СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
- ГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009 «Электроустановки низковольтные. Выбор и монтаж электрооборудования»
- ГОСТ 31946-2012 «Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи»
ГОСТ 31947-2012 «Провода и кабели для электрических установок на номинальное напряжение до 450/750 В»
- ГОСТ 6323-79 «Провода с поливинилхлоридной изоляцией для электрических установок»
- ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ»
- ГОСТ 433-73 «Кабели силовые с резиновой изоляцией»
Расчет падения напряжения на проводе для постоянного тока
Теперь по формуле (2) рассчитаем падение напряжения на проводе:
U = ((ρ l) / S) I , (4)
То есть, это то напряжение, которое упадёт на проводе заданного сечения и длины при определённом токе.
Вот такие табличные данные будут для длины 1 м и тока 1А:
Таблица 1. Падение напряжения на медном проводе 1 м разного сечения и токе 1А:
| S, мм² | 0,5 | 0,75 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| U, B | 0,0350 | 0,0233 | 0,0175 | 0,0117 | 0,0070 | 0,0044 | 0,0029 | 0,0022 | 0,0018 |
Эта таблица не очень информативна, удобнее знать падение напряжения для разных токов и сечений. Напоминаю, что расчеты по выбору сечения провода для постоянного тока проводятся по формуле (4).
Таблица 2. Падение напряжения при разном сечении провода (верхняя строка) и токе (левый столбец). Длина = 1 метр
| S,мм² I,A | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 |
| 1 | 0,0175 | 0,0117 | 0,0070 | 0,0044 | 0,0029 | 0,0018 | 0,0011 | 0,0007 |
| 2 | 0,0350 | 0,0233 | 0,0140 | 0,0088 | 0,0058 | 0,0035 | 0,0022 | 0,0014 |
| 3 | 0,0525 | 0,0350 | 0,0210 | 0,0131 | 0,0088 | 0,0053 | 0,0033 | 0,0021 |
| 4 | 0,0700 | 0,0467 | 0,0280 | 0,0175 | 0,0117 | 0,0070 | 0,0044 | 0,0028 |
| 5 | 0,0875 | 0,0583 | 0,0350 | 0,0219 | 0,0146 | 0,0088 | 0,0055 | 0,0035 |
| 6 | 0,1050 | 0,0700 | 0,0420 | 0,0263 | 0,0175 | 0,0105 | 0,0066 | 0,0042 |
| 7 | 0,1225 | 0,0817 | 0,0490 | 0,0306 | 0,0204 | 0,0123 | 0,0077 | 0,0049 |
| 8 | 0,1400 | 0,0933 | 0,0560 | 0,0350 | 0,0233 | 0,0140 | 0,0088 | 0,0056 |
| 9 | 0,1575 | 0,1050 | 0,0630 | 0,0394 | 0,0263 | 0,0158 | 0,0098 | 0,0063 |
| 10 | 0,1750 | 0,1167 | 0,0700 | 0,0438 | 0,0292 | 0,0175 | 0,0109 | 0,0070 |
| 15 | 0,2625 | 0,1750 | 0,1050 | 0,0656 | 0,0438 | 0,0263 | 0,0164 | 0,0105 |
| 20 | 0,3500 | 0,2333 | 0,1400 | 0,0875 | 0,0583 | 0,0350 | 0,0219 | 0,0140 |
| 25 | 0,4375 | 0,2917 | 0,1750 | 0,1094 | 0,0729 | 0,0438 | 0,0273 | 0,0175 |
| 30 | 0,5250 | 0,3500 | 0,2100 | 0,1313 | 0,0875 | 0,0525 | 0,0328 | 0,0210 |
| 35 | 0,6125 | 0,4083 | 0,2450 | 0,1531 | 0,1021 | 0,0613 | 0,0383 | 0,0245 |
| 50 | 0,8750 | 0,5833 | 0,3500 | 0,2188 | 0,1458 | 0,0875 | 0,0547 | 0,0350 |
| 100 | 1,7500 | 1,1667 | 0,7000 | 0,4375 | 0,2917 | 0,1750 | 0,1094 | 0,0700 |
Какие пояснения можно сделать для этой таблицы?
1. Красным цветом я отметил те случаи, когда провод будет перегреваться, то есть ток будет выше максимально допустимого для данного сечения. Пользовался таблицей, приведенной у меня на СамЭлектрике: Выбор площади сечения провода.
Как выбрать сечение провода для подключения ленты 12В
Светодиодная лента пользуется огромной популярностью при создании декоративного освещения в интерьере, также широко используется профессионалами в рекламном и дизайнерском бизнесе.
Важно! Сечение кабеля зависит от проходящего по нему тока.
Воспользуемся таблицей 1 и получим результат, что для данного примера необходимо сечение провода S = 0,5 мм². Проверим это значение с учетом потери напряжения в кабеле.
- Главная
- Арендодателям
- Доставка
- Корзина
- Каталог
- Вход в бэк-офис
- Связь с администрацией
Заполните форму, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время.
Кабели управления
Данные виды электрических кабелей служат для управления стационарными и нестационарными маломощными механизмами и электрооборудованием, используемым в строительной, промышленно-производственной, сельскохозяйственной и других сферах (чаще всего используются для управления электродвигателями).
Распространенные марки и применение электрических кабелей данного вида:
• КУПЭВ. Используются в сетях до 250 В и частотой до 1000 Гц. Применяются для управления различным строительным и производственным оборудованием. • КУГВВ. Кабели управления с гибкими жилами. Используются для питания неподвижных и подвижных электроустановок. Также возможно применение в бытовых целях (например, для управления автоматическими воротами).
Как пользоваться таблицей выбора сечения?
Пользоваться таблицей 2 очень просто. Например, нужно запитать некое устройство током 10А и постоянным напряжением 12В. Длина линии – 5 м. На выходе блока питания можем установить напряжение 12,5 В, следовательно, максимальное падение – 0,5В.
В наличии – провод сечением 1,5 квадрата. Что видим из таблицы? На 5 метрах при токе 10 А потеряем 0,1167 В х 5м = 0,58 В. Вроде бы подходит, учитывая, что большинство потребителей терпит отклонение +-10%.
Но. ПрОвода ведь у нас фактически два, плюс и минус, эти два провода образуют кабель, на котором и падает напряжение питания нагрузки. И так как общая длина – 10 метров, то падение будет на самом деле 0,58+0,58=1,16 В.
Иначе говоря, при таком раскладе на выходе БП 12,5 Вольт, а на входе устройства – 11,34. Этот пример актуален для питания светодиодной ленты.
И это – не учитывая переходное сопротивление контактов и неидеальность провода (“проба” меди не та, примеси, и т.п.)
Поэтому такой кусок кабеля скорее всего не подойдет, нужен провод сечением 2,5 квадрата. Он даст падение 0,7 В на линии 10 м, что приемлемо.
А если другого провода нет? Есть два пути, чтобы снизить потерю напряжения в проводах.
1. Надо размещать источник питания 12,5 В как можно ближе к нагрузке. Если брать пример выше, 5 метров нас устроит. Так всегда и делают, чтобы сэкономить на проводе.
2. Повышать выходное напряжение источника питания. Это черевато тем, что с уменьшением тока нагрузки напряжение на нагрузке может подняться до недопустимых пределов.
Например, в частном секторе на выходе трансформатора (подстанции) устанавливают 250-260 Вольт, в домах около подстанции лампочки горят как свечи. В смысле, недолго. А жители на окраине района жалуются, что напряжение нестабильное, и опускается до 150-160 Вольт. Потеря 100 Вольт! Умножив на ток, можно вычислить мощность, которая отапливает улицу, и кто за это платит? Мы, графа в квитанции “потери”.
Как выбрать сечение провода для сетей освещения 12 вольт
В разговорах с покупателями при обсуждении галогенного освещения на 12 вольт почему-то очень часто мелькает слово «слаботочка», что характеризует соответствующее отношение к выбору проводов — что есть под рукой, то и используем, напряжение ведь безопасное.
Напряжение 12 вольт, действительно безопасное, в том смысле, что прикосновение к оголенному проводу с таким напряжением просто не ощущается, но вот токи в таких цепях текут достаточно большие (см. основные моменты использования безопасного напряжения в быту).
Рассмотрим для примера питание обычной галогенной лампы мощностью 50 W, ток в первичной цепи трансформатора I=50W/220V=0.23A (или, точнее, чуть больше с учетом КПД трансформатора), при этом во вторичной цепи 12 V течет ток I=50W/12V= 4.2 A, что уже в 18 раз больше. Если не учесть этот факт, можно столкнуться с очень неприятными неожиданностями.
Однажды ко мне за консультацией зашёл человек и рассказал, что он сделал в своем доме галогенное освещение, использовал надежный индукционный трансформатор 1000W при нагрузке 900W, провел от монтажной коробки отдельный провод к каждой лампе, но в момент включения провода просто загорелись, причем те провода, которые вели от выхода трансформатора к монтажной коробке.
На вопрос о сечении проложенных проводов — ответ: «Обыкновенное сечение, как везде — 1,5 мм 2 «. В стационарном режиме по этому проводу должен был течь ток I=900W/12V=75A, а при включении и того больше. Сечение медного провода в таких условиях должно быть не менее 16 мм 2 . Отсюда вывод: важно не забывать о повышенных токах в цепях 12 вольт и соответственно выбирать провода. Этого, впрочем, иногда бывает совершенно недостаточно.
Очень часто приходится сталкиваться с жалобами на то, что при использовании трансформаторов большой мощности (в данном случае уже 200W является большой мощностью), питающих несколько ламп, яркость свечения ламп заметно убывает с увеличением расстояния от трансформатора. Попытки справиться с этой проблемой путём увеличения мощности трансформатора, естественно, не приводят к улучшению ситуации, тем более не помогает увеличение мощности используемых ламп. Дело в том, что причиной данного явления является банальное падение напряжения на проводах в соответствии с законом Ома.
Проиллюстрируем сказанное на конкретном примере:
Допустим, надо запитать группу из трех ламп по 50W каждая, расположенную на расстоянии L от трансформатора, как показано на рисунке:
Эквивалентная схема имеет вид:
Сопротивление каждой лампы Rl= U 2 /P = 2.88 Ом, а сопротивление провода длиной L и сечением S
где ρ — удельное сопротивление, в данном случае меди (0,0173 Ом мм 2 /М).
Если на выходе трансформатора поддерживается напряжение U = 12 V, то ток через каждую лампу
а мощность, выделяемая в лампе
Пользуясь этими формулами, легко рассчитать зависимость мощности от длины провода. Результаты расчетов приведены в таблице (если нажать на картинку, то загрузится таблица в большем формате):
Силовые кабели с бумажной изоляцией
— популярный дешевый тип кабеля со своими недостатками и достоинствами.Бумажная изоляция представляет собой неоднородный диэлектрик, выполненный из нескольких слоев кабельной бумаги, пропитанной масляным составом различной вязкости — стекающим либо нестекающим. Преимуществом данного типа кабеля является его относительная дешевизна и возможность изготовления кабелей на высокие напряжения. Однако у кабелей с бумажной изоляцией есть существенные недостатки — гигроскопичность бумажной изоляции и ограничение монтажа на разноуровневых трассах. Для защиты от попадания влаги на изоляцию кабель заключают в металлическую оболочку, а при разности уровней участков более 25 метров используют кабели с нестекающими пропиточными составами на основе церезина. Наиболее популярные марки силовых кабелей с бумажной изоляцией: ,,СБл,СКл,ЦСП
Кабели сигнализации и блокировки
Данная разновидность кабелей используется для управления электрическими механизмами, расположенными на открытом воздухе. Наиболее часто применяются для прокладки вдоль городских и федеральных железнодорожных трасс для регулировки работы стрелок, сигнализирующих устройств, светофоров. Также задействуются, например, для управления шлагбаумами на автомобильных парковках.
Кабели блокировки, как и предыдущие виды, могут использоваться в системах охранной и пожарной сигнализации. Основное отличие данной кабельной продукции заключается в их конструкции, позволяющей осуществлять прокладку кабелей в грунте, на открытом воздухе, в агрессивных средах. Примеры: СБВБбШвнг, СБВГЭнг(A), СБЗПАШп, СБМВБАуБпШп и т. д.
является одним из лидеров по продаже кабельной продукции и располагает складами, расположенными практически во всех регионах Российской Федерации. Проконсультировавшись со специалистами компании, вы можете приобрести нужную вам марку кабеля электрического по выгодным ценам.
Монтажные кабели и провода
Данные виды электрических кабелей и проводов служат для объединения в единую электрическую цепь электрораспределительные устройства, подключения электротехнической аппаратуры и промышленных электроустановок, соединения электроприборов внутри авиа- и спецтехники, построения автономных систем электроснабжения и в других целях.
Примеры таких кабелей: БПВЛ (бортовой монтажный провод), МККШв; МКПсЭБШвнг(A), НИКИ-КУВШЭ.
Расчет сечения кабеля по мощности таблица 12 вольт постоянного тока
Применение низковольтных систем освещения, когда питание светильников осуществляется пониженным через трансформатор напряжением в настоящее время получило довольно широкое применение.
Эта растущая популярность обусловлена прежде всего высокой степенью электробезопасности таких систем освещения; напряжение 12 в принято считать условно безопасным, что позволяет применять низковольтные системы освещения в помещениях с высокой или повышенной степенью опасности.
Однако, пониженное напряжение цепей не дает оснований считать их слаботочными: ведь ток, протекающий в них будет значительно выше, чем в цепях с нагрузкой той же потребляемой мощности и напряжением 220 В.
Воспользовавшись формулой I=P/U, найдем ток потребления лампочки на 50 Вт в цепи 12 и 220 В.
Путем несложных вычислений найдем токи для лампы на 220 В и 12 В. В первом случае это 50Вт/220В=0.23A, во втором 50Вт/12В=4.2A.
Как видим, разница токов в сравниваемых цепях потребления 50-ваттной лампочки получается более чем на порядок.
Расчет сечения проводов для цепей напряжением 12 вольт
Для определения минимального сечения проводника прежде всего с помощью той же формулы необходимо рассчитать величину протекающего по нему тока, используя данные суммарной мощности потребления и питающего напряжения.
Далее предлагаем воспользоваться таблицей ниже:
В данной таблице минимальные сечения кабелей соответствуют токам потребления и максимальным длинам линий вторичных цепей (с учетом допустимых потерь напряжения в линии).
Рассчитав ток, найдите в этом-же столбце таблицы ближайшее значение длины линии и соответствующее им значение минимального сечения проводника.
- Главная
- Расчеты по электротехнике
- Расчет сечения проводов при напряжении 12 вольт
Рекомендации по выбору сечения кабеля для 12В напряжения питания.
Кабель — это одна или несколько изолированных и скрученных между собой жил из токопроводящего материала (металлы), заключенных в герметичную оболочку, поверх которой могут быть наложены различные защитные покровы.
Кабель между блоком питания (БП) 12 В и его нагрузкой (светодиодные прожекторы, светильники, RGB-светильники).
Чтобы точно определить сечения жил проводов от БП до его нагрузки, нужно знать протекающие по ним токи и расстояние от БП до потребителя. Как правило, большинство электроприборов (светильников, прожекторов) в своей маркировке имеют значение потребляемой мощности (Вт). Это значение поможет правильно рассчитать ток. Итак, на примере одного расчета будет показано как считать длину кабеля и его сечение. Тут нужно учесть очень важный момент: при подключении длинного кабеля, напряжение на его конце будет отличаться от напряжения непосредственно на блоке питания. Оно уменьшится на некоторое значение ∆U. Для светодиодного светильника допустимым уменьшением питающего напряжения является 0,8 В. Если напряжение питания будет меньше 11,2 В, то яркость свечения светильника будет значительно меньше и это будет заметно не вооруженным глазом. Именно с этим напряжением (0,8 В) и будут проводиться дальнейшие расчеты. Пример: БП с напряжением 12В и светодиодный светильник мощностью 100 Вт. Ток, протекающий по кабелю для данной системы будет определяться по формуле
Перейти на форум
Данный сайт создан исключительно в ознакомительных целях. Материалы ресурса носят справочный характер.
При цитировании материалов сайта активная гиперссылка на l220.ru обязательна.
Документ, определяющий правила устройства, регламентирующий принципы построения и требования как к отдельным системам, так и к их элементам, узлам и коммуникациям ЭУ, условиям размещения и монтажа.
ПТЭЭП
Требования и обязанности потребителей, ответственность за выполнение, требования к персоналу, осуществляющему эксплуатацию ЭУ, управление, ремонт, модернизацию, ввод в эксплуатацию ЭУ, подготовке персонала.
ПОТЭУ
Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок — документ, созданный на основе недействующих в настоящее время Межотраслевых правил по охране труда (ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150).
Как определить сечение провода по мощности – таблицы и расчеты
Провода и кабели
Популярное сегодня галогенное освещение требует наличия напряжения в 12В. Поэтому в разводку обязательно устанавливается трансформатор. Но странное получается дело, когда домашние мастера в качестве электрического провода берут любые куски этого материала, так сказать, те, которые попали под руку. Чаще всего почему-то сечением 1,5 мм², при этом жалуются на то, что проводка начинает греться, а лампы горят не так ярко. Их ошибка состоит в том, что было неправильно выбрано сечение провода по мощности (таблицу можно такого сравнения найти в свободном доступе в интернете).
Итак, начнем с того, что напряжение 12 В на самом деле безопасное, и человек его не ощущает. Но давайте смотреть на электрические сети не как на провод, по которому подается определенное напряжение, а как на проводку, по которой течет ток с определенной силой. Так вот в контуре к галогенному освещению могут поступать токи большой величины. А, как всем известно, по закону Ома сила тока зависит от мощности потребления и напряжения в цепи. К тому же зависимость по току от напряжения обратнопропорциональная. То есть, чем оно больше, тем безопаснее.
Сечение проводов по мощности для авто
Выбор сечения провода и предохранителя
Таблица выбора провода в зависимости от тока нагрузки и температуры окружающей среды.
Сечение провода, мм 2
Сила допустимого тока (А) в зависимости от температуры окружающей среды, С
Выбирая провод, нужно учитывать его длину и способ его прокладки (в жгуте, гофре или отдельно). Ниже представлена более подробная таблица 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 — это длина провода определённого сечения и проходящий через него ток, при котором будет падение напряжения 2%.
Сечение кабеля, мм 2
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 мм 2 . (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 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).
Примеры, чтобы понять ситуацию
Для примера возьмем обычную галогенную лампу 50 Вт, которая питается от напряжения 220 В через первичную цепь трансформатора, и ее же, запитанную на 12 В через вторичную цепь. Сравним ток, который течет по проводке, подсоединенной к этим двум лампам.
- 50/220=0,23 А.
- 50/12=4,2 А.
Представляете, какая разница. А ведь сила тока больше 4 А – это большая величина. Конечно, многое будет зависеть и от самого трансформатора, а, точнее сказать, от его мощности. Можно привести один пример, который покажет некомпетентность домашних мастеров.
К примеру, для галогенного освещения берется трансформатор мощностью 1 кВт. Оговариваемся – это для примера. Так вот вставляя эту величину в формулу закона Ома, получаем:
1000/12=83 А. Такой ток может выдержать провод в 16 мм², а уж никак не 1,5 или 2,5. Кстати, это величина медного кабеля. То есть, получается так, что правильный выбор сечения провода влияет на качество работы всей электрической разводки. Но и это не все.
Что касается мощных трансформаторов для слаботочки в 12 В. Кстати, мощность в 200 Вт – это уже большой показатель. Так вот необходимо заметить, что яркость освещения никак не связана с подаваемой на лампы мощностью. То есть, связь есть, но она крутится вокруг сопротивления ламп и проводов. И чем выше сопротивление, тем яркость освещения снижается. А само сопротивление зависит от длины уложенной проводки и от ее сечения. И если длина к сопротивлению находится в прямой зависимости. То есть, чем дальше от трансформатора установлена лампа, тем ниже яркость свечения. То с сечением оно находится в обратной зависимости. Чем больше данный показатель, тем меньше сопротивления, тем ярче горит лампа.
О чем это говорит?
- Во-первых, брать для слаботочки провода, так сказать, какие попадутся, это неверное и губительное решение.
- Во-вторых, соизмеряя все характеристики электрических приборов (в данном случае ламп), можно собрать схему, которая будет работать эффективно и долго, не создавая лишних проблем.
- В-третьих, необходимо правильно подбирать группы светильников, при этом учитывая сечения кабелей, подходящих как к группе, так и к каждому отдельному осветительному прибору.
Таблицы выбора сечения проводов
Итак, из всего вышеописанного можно сделать один важный вывод – расчет сечения провода для галогенного освещения напряжением 12 В зависит от двух величин: мощности используемых ламп и длины подключаемых их проводов от трансформатора.
Что касается самого трансформатора, то необходимо учитывать, какого он типа: индукционного или электронного. Это первое. Второе, что касается длины провода во вторичной цепи. Так вот эта длина не должна превышать 2 м. В случае использования мощных трансформаторов длина может доводиться до 3 м. Кстати, оба показателя (длина и сечение) обычно указываются в сопроводительных технических документах, приложенных в комплекте к трансформатору.
Такая таблица, где определяется соотношение сечения и потребляемой мощности, есть в интернете.
Обратите внимание, что у индукционных аппаратов падение напряжения, связанное с длиной проводки, больше, чем у электронных (импульсных). Компенсация падения может произойти только за счет увеличения сечения.
Сечение провода для сетей освещения 12 вольт
Выбор сечения провода (кабеля) по мощности – таблица
Возьмем однокомнатную квартиру. Какими электроприборами мы пользуемся? Ниже вы увидите таблицу, в которой указаны электроприборы и инструменты, используемые в быту:
| Бытовой электроприбор | Мощность, Вт | Бытовой электроприбор | Мощность, Вт |
| Лампочка | 15 – 250 | Духовка | 1000 – 3000 |
| Принтер струйный | 30 – 50 | СВЧ печь | 1500 – 3000 |
| Весы | 40 – 300 | Пылесос | 400 – 2000 |
| Аудиосистема | 50 – 250 | Мясорубка | 1500 – 2200 |
| Компьютер | 300 – 800 | Тостер | 500 – 1500 |
| Принтер лазерный | 200 – 500 | Гриль | 1200 – 2000 |
| Копировальный аппарат | 300 – 1000 | Кофемолка | 500 – 1500 |
| Телевизор | 100 – 400 | Кофеварка | 500 – 1500 |
| Холодильник | 150 – 2000 | Посудомоечная машина | 1000 – 2000 |
| Стиральная машина | 1000 – 3000 | Утюг | 1000 – 2000 |
| Электрочайник | 1000 –2000 | Обогреватель | 500 – 3000 |
| Электроплита | 1000 – 6000 | Кондиционер | 1000 – 3000 |
Подсчитаем общую потребляемую мощность электроприборов, используемых в однокомнатной квартире. Возьмем по минимуму:
14 × 15 = 210 Вт (лампы энергосберегающие);
210 + 200 + 150 + 500 + 300 + 500 + 2000 + 1000 + 2000 + 1200 + 1000 + 2000 = 11 060 Вт = 11,06 кВт
Мы подсчитали общую нагрузку, которую может потреблять квартира, но этого не будет никогда. Почему? Представьте себе, что вы включили одновременно все электроприборы. Может такое быть с вами? Конечно нет. Зачем вам включать, например, одновременно телевизор, аудиосистему, пылесос и кондиционер зимой или другое сочетание бытовых приборов. Конечно вы делать этого не будите.
К чему я это все пишу, а к тому, что существует так называемый коэффициент одновременности, который равен̴̴̴
Как выбрать сечение провода для сетей освещения 12 вольт
В разговорах с покупателями при обсуждении галогенного освещения на 12 вольт почему-то очень часто мелькает слово «слаботочка», что характеризует соответствующее отношение к выбору проводов — что есть под рукой, то и используем, напряжение ведь безопасное.
Напряжение 12 вольт, действительно безопасное, в том смысле, что прикосновение к оголенному проводу с таким напряжением просто не ощущается, но вот токи в таких цепях текут достаточно большие (см. основные моменты использования безопасного напряжения в быту).
Рассмотрим для примера питание обычной галогенной лампы мощностью 50 W, ток в первичной цепи трансформатора I=50W/220V=0.23A (или, точнее, чуть больше с учетом КПД трансформатора), при этом во вторичной цепи 12 V течет ток I=50W/12V= 4.2 A, что уже в 18 раз больше. Если не учесть этот факт, можно столкнуться с очень неприятными неожиданностями.
Однажды ко мне за консультацией зашёл человек и рассказал, что он сделал в своем доме галогенное освещение, использовал надежный индукционный трансформатор 1000W при нагрузке 900W, провел от монтажной коробки отдельный провод к каждой лампе, но в момент включения провода просто загорелись, причем те провода, которые вели от выхода трансформатора к монтажной коробке.
На вопрос о сечении проложенных проводов — ответ: «Обыкновенное сечение, как везде — 1,5 мм 2 «. В стационарном режиме по этому проводу должен был течь ток I=900W/12V=75A, а при включении и того больше. Сечение медного провода в таких условиях должно быть не менее 16 мм 2 . Отсюда вывод: важно не забывать о повышенных токах в цепях 12 вольт и соответственно выбирать провода. Этого, впрочем, иногда бывает совершенно недостаточно.
Очень часто приходится сталкиваться с жалобами на то, что при использовании трансформаторов большой мощности (в данном случае уже 200W является большой мощностью), питающих несколько ламп, яркость свечения ламп заметно убывает с увеличением расстояния от трансформатора. Попытки справиться с этой проблемой путём увеличения мощности трансформатора, естественно, не приводят к улучшению ситуации, тем более не помогает увеличение мощности используемых ламп. Дело в том, что причиной данного явления является банальное падение напряжения на проводах в соответствии с законом Ома.
Проиллюстрируем сказанное на конкретном примере:
Допустим, надо запитать группу из трех ламп по 50W каждая, расположенную на расстоянии L от трансформатора, как показано на рисунке:
Эквивалентная схема имеет вид:
Сопротивление каждой лампы Rl= U 2 /P = 2.88 Ом, а сопротивление провода длиной L и сечением S
где ρ — удельное сопротивление, в данном случае меди (0,0173 Ом мм 2 /М).
Если на выходе трансформатора поддерживается напряжение U = 12 V, то ток через каждую лампу
а мощность, выделяемая в лампе
Пользуясь этими формулами, легко рассчитать зависимость мощности от длины провода. Результаты расчетов приведены в таблице (если нажать на картинку, то загрузится таблица в большем формате):
Как видно из таблицы, мощность довольно быстро падает с увеличением длины проводов, еще более наглядно это видно на графиках:
Рис.3. Потеря мощности ламп в зависимости от длины питающих проводов
Избежать заметной неравномерности светового потока ламп можно не только за счет применения провода большого сечения, но и разделяя лампы на группы, питаемые отдельными проводами, в пределе запитывая каждую лампу своим проводом. В любом случае, приобретая осветительное оборудование полезно попросить продавца дать точные рекомендации по выбору сечения проводов и схеме монтажа.
Выбор сечения кабеля
По кабелям, соединяющим инвертор и аккумуляторные батареи, протекает очень большой ток. Поэтому необходимо правильно выбрать сечение кабеля исходя из максимальных токов, которые может потреблять инвертор. Очень важно, чтобы соединения были надежными и имели малое сопротивление.
Для того, чтобы минимизировать падение напряжения в проводах между аккумуляторной батареей и, тем самым, увеличить эффективность использования инвертора, кабель должен быть достаточно толстым и максимально коротким.
Рекомендуемое сечение кабеля для длины 2 м:
| Сечение кабеля от АБ до инвертора (длина 2 м) | |||
| Мощность инвертора, Вт | Напряжение АБ, В | ||
| 12 | 24 | 48 | |
| 150 | 10 мм 2 | 6 мм 2 | — |
| 250 | 16 мм 2 | 6 мм 2 | — |
| 500 | 35 мм 2 | 10 мм 2 | — |
| 1000 | 50 мм 2 | 25 мм 2 | — |
| 1500 | 50 мм 2 | 35 мм 2 | — |
| 2000 | 70 мм 2 | 50 мм 2 | — |
| 2500 | 95 мм 2 | 70 мм 2 | 50 мм 2 |
| 3000 | — | 95 мм 2 | 50 мм 2 |
| 3500 | — | 95 мм 2 | 70 мм 2 |
| 4500 | — | — | 70 мм 2 |
Во многих инструкция к оборудованию, произведенному в Америке или для американского рынка, упоминаются размеры проводов в калибре AWG (American Wire Gauge). Ниже приведена таблица для перевода AWG в метрическую систему измерений.
| Преобразование American Wire Gauge в мм 2 | ||
| AWG | Максимальный ток на 1 проводник, А | Сечение, мм 2 |
| 20 | 7 | 0.52 |
| 18 | 10 | 0.82 |
| 16 | 15 | 1.31 |
| 14 | 20 | 2 |
| 12 | 25 | 3.31 |
| 10 | 40 | 6.68 |
| 8 | 65 | 8.37 |
| 6 | 95 | 13.3 |
| 4 | 125 | 21.15 |
| 2 | 170 | 33.62 |
| 1 | 195 | 42.41 |
| 1/0 | 230 | 53.5 |
| 2/0 | 265 | 67.43 |
| 3/0 | 310 | 85 |
| 4/0 | 360 | 107.2 |
| 250 | 405 | 126.7 |
| 300 | 445 | 152 |
| 500 | 620 | 253.4 |
| 750 | 785 | 300.66 |
| 1000 | 935 | 506.7 |
Для того, чтобы рассчитать необходимое сечение провода для конкретной установки, нужно знать мощность инвертора или зарядного устройства, или максимальный протекающий ток через эти провода. Также нужно знать расстояние от АБ до инвертора и напряжение постоянного тока в системе.
Обычно, большинство систем с напряжением 12В работает при напряжении в диапазоне от 11 до 12 В. Но, если это возможно, нужно выбирать кабель таким образом, чтобы падение напряжения в проводах было не более 2%, т.е. не более 0,25В. (См. Таблицу 2.)
Можно воспользоваться следующей формулой для выбора сечения провода: R = E / I x L
R = удельное сопротивление провода в Ом/м
E = максимально допустимое падение напряжение в проводе, В
I = пропускаемый ток, А
L = общая длина кабеля в системе в метрах (умножить на 2 для положительного и отрицательного провода).
Нагрузка мощностью 60 Вт (ток будет равен 60/12 = 5A) находится на расстоянии 10 м от АБ напряжением 12В. Максимально допустимое падение напряжения составляет 2% (0.25 В):
R = 0.25 В / = 0.0025 Ом/м.
Удельное сопротивление провода должно быть меньше 0.0025 Ом/м. Из Таблицы 1 получаем минимальное сечение провода 6 мм 2 . Чем толще провод, тем меньше будет потерь при передаче энергии от АБ к нагрузке.
В более высоковольтных системах падение напряжения не так сильно сказывается на работе — так, для системы с напряжением 48 В те же допустимые 2% составляют уже 1 В, и для передачи одинаковой мощности требуется провод меньшим сечением.
Расчет падения напряжения на проводах
Выбор сечения провода для постоянного тока. Падение напряжения (пояснения в статье)
Говорят, что в своё время между Эдисоном и Тесла проходило соперничество – какой ток выбрать для передачи на большие расстояния – переменный или постоянный? Эдисон был за то, чтобы для передачи электричества использовать постоянный ток. Тесла утверждал, что переменный ток легче передавать и преобразовывать.
Впоследствии, как известно, победил Тесла. Сейчас повсеместно используется переменный ток, в России с частотой 50 Гц. Такой ток дешевле передавать на большие расстояния. Хотя, есть и линии электропередач постоянного тока специального применения.
А если использовать высокие напряжения (например, 110 или 10 кВ), то выходит значительная экономия на проводах, по сравнению с низким напряжением. Об этом я рассказываю в статье про то, чем отличается напряжение 380В от 220В.
Тесла потом пошёл ещё дальше – нашёл способ, как передавать электрический ток совсем без проводов. Чем вызвал большое недовольство производителей меди. Но это уже тема совсем другой статьи.
Кстати, если Вам интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!
Забегая вперед, скажу, что расчет сечения провода для постоянного тока строится на двух критериях:
- Падение напряжения (потери)
- Нагрев провода
Первый пункт для постоянного тока наиболее важен, а второй лишь вытекает из первого.
Теперь обстоятельно, по порядку, для тех, кто хочет ПОНИМАТЬ.
Падение напряжения на проводе
Статья будет конкретная, с теоретическими выкладками и формулами. Кому не интересно, что откуда и почему, советую перейти сразу к Таблице 2 – Выбор сечения провода в зависимости от тока и падения напряжения.
И ещё – расчет потерь напряжения на длинной мощной трехфазной кабельной линии. Пример расчета реальной линии.
Итак, если взять неизменной мощность, то при понижении напряжения ток должен возрастать, согласно формуле:
P = I U. (1)
U = R I. (2)
Из этих двух формул видно, что при понижении питающего напряжения потери на проводе возрастают. Поэтому чем ниже питающее напряжение, тем большее сечение провода нужно использовать, чтобы передать ту же мощность.
Для постоянного тока, где используется низкое напряжение, приходится тщательно подходить к вопросу сечения и длины, поскольку именно от этих двух параметров зависит, сколько вольт пропадёт зря.
Сопротивление медного провода постоянному току
Сопротивление провода зависит от удельного сопротивления ρ, которое измеряется в Ом·мм²/м. Величина удельного сопротивления определяет сопротивление отрезка провода длиной 1 м и сечением 1 мм².
Сопротивление того же куска медного провода длиной 1 м рассчитывается по формуле:
R = (ρ l) / S, где (3)
R – сопротивление провода, Ом,
ρ – удельное сопротивление провода, Ом·мм²/м,
l – длина провода, м,
S – площадь поперечного сечения, мм².
Сопротивление медного провода равно 0,0175 Ом·мм²/м, это значение будем дальше использовать при расчетах.
Не факт, что производители медного кабеля используют чистую медь “0,0175 пробы”, поэтому на практике всегда сечение берется с запасом, а от перегрузки провода используют защитные автоматы, тоже с запасом.
Из формулы (3) следует, что для отрезка медного провода сечением 1 мм² и длиной 1 м сопротивление будет 0,0175 Ом. Для длины 1 км – 17,5 Ом. Но это только теория, на практике всё хуже.
Ниже приведу табличку, рассчитанную по формуле (3), в которой приводится сопротивление медного провода для разных площадей сечения.
СамЭлектрик.ру в социальных сетях
Расчет падения напряжения на проводе для постоянного тока
Теперь по формуле (2) рассчитаем падение напряжения на проводе:
U = ((ρ l) / S) I , (4)
То есть, это то напряжение, которое упадёт на проводе заданного сечения и длины при определённом токе.
Вот такие табличные данные будут для длины 1 м и тока 1А:
Таблица 1. Падение напряжения на медном проводе 1 м разного сечения и токе 1А:
| S, мм² | 0,5 | 0,75 | 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| U, B | 0,0350 | 0,0233 | 0,0175 | 0,0117 | 0,0070 | 0,0044 | 0,0029 | 0,0022 | 0,0018 |
Эта таблица не очень информативна, удобнее знать падение напряжения для разных токов и сечений. Напоминаю, что расчеты по выбору сечения провода для постоянного тока проводятся по формуле (4).
Таблица 2. Падение напряжения при разном сечении провода (верхняя строка) и токе (левый столбец). Длина = 1 метр
Какие пояснения можно сделать для этой таблицы?
1. Красным цветом я отметил те случаи, когда провод будет перегреваться, то есть ток будет выше максимально допустимого для данного сечения. Пользовался таблицей, приведенной у меня на СамЭлектрике: Выбор площади сечения провода.
2. Синий цвет – когда применение слишком толстого провода экономически и технически нецелесообразно и дорого. За порог взял падение менее 1 В на длине 100 м.
Таблица выбора провода в зависимости от тока нагрузки и температуры окружающей среды.
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 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 — это длина провода определённого сечения и проходящий через него ток, при котором будет падение напряжения 2%.
| Ток, А | Сечение кабеля, мм2 | |||||||||||
| 1 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 | 35 | 50 | 75 | 100 | |
| 1 | 7 | 10.91 | 17.65 | 28.57 | 42.86 | 70.6 | 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 | 1.76 | 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 | 0.88 | 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 | — | 0.73 | 1.18 | 1.9 | 2.9 | 4.7 | 7.3 | 11.8 | 16.3 | 22.9 | 34.8 | 47.1 |
| 20 | — | — | 0.88 | 1.43 | 2.1 | 3.5 | 5.5 | 8.8 | 12.2 | 17.1 | 26.1 | 35.3 |
| 25 | — | — | — | 1.14 | 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 | — | — | — | — | — | 1.8 | 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 | — | — | — | — | — | — | — | 1.7 | 2.4 | 3.4 | 5.2 | 7.1 |
| 150 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 2.3 | 3.5 | 4.7 |
| 200 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 2.6 | 3.5 |
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 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).
Как пользоваться таблицей выбора сечения?
Пользоваться таблицей 2 очень просто. Например, нужно запитать некое устройство током 10А и постоянным напряжением 12В. Длина линии – 5 м. На выходе блока питания можем установить напряжение 12,5 В, следовательно, максимальное падение – 0,5В.
В наличии – провод сечением 1,5 квадрата. Что видим из таблицы? На 5 метрах при токе 10 А потеряем 0,1167 В х 5м = 0,58 В. Вроде бы подходит, учитывая, что большинство потребителей терпит отклонение +-10%.
Но. ПрОвода ведь у нас фактически два, плюс и минус, эти два провода образуют кабель, на котором и падает напряжение питания нагрузки. И так как общая длина – 10 метров, то падение будет на самом деле 0,58+0,58=1,16 В.
Иначе говоря, при таком раскладе на выходе БП 12,5 Вольт, а на входе устройства – 11,34. Этот пример актуален для питания светодиодной ленты.
И это – не учитывая переходное сопротивление контактов и неидеальность провода (“проба” меди не та, примеси, и т.п.)
Поэтому такой кусок кабеля скорее всего не подойдет, нужен провод сечением 2,5 квадрата. Он даст падение 0,7 В на линии 10 м, что приемлемо.
А если другого провода нет? Есть два пути, чтобы снизить потерю напряжения в проводах.
1. Надо размещать источник питания 12,5 В как можно ближе к нагрузке. Если брать пример выше, 5 метров нас устроит. Так всегда и делают, чтобы сэкономить на проводе.
2. Повышать выходное напряжение источника питания. Это черевато тем, что с уменьшением тока нагрузки напряжение на нагрузке может подняться до недопустимых пределов.
Например, в частном секторе на выходе трансформатора (подстанции) устанавливают 250-260 Вольт, в домах около подстанции лампочки горят как свечи. В смысле, недолго. А жители на окраине района жалуются, что напряжение нестабильное, и опускается до 150-160 Вольт. Потеря 100 Вольт! Умножив на ток, можно вычислить мощность, которая отапливает улицу, и кто за это платит? Мы, графа в квитанции “потери”.
Выбор сечения автомобильного провода
Для определения сечения проводника нам понадобятся:
максимальное потребление тока всего оборудования в автомобиле;
дистанция от монтируемого электрооборудования до аккумулятора
номинальное напряжение источника питания
Определив максимальную силу тока в цепи, вы можете выбрать соответствующее сечение из таблицы, но это возможно только в случаях с короткими электрическими цепями.
| Сечение провода, мм 2 | 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 | ||||
Табличные данные подобраны для аккумулятора 12в (допустимые потери напряжения не более 2%).