Cum se determină secțiunea firului după diametru și invers: tabele gata făcute și formule de calcul

Firele sunt utilizate pe scară largă în domeniul rețelelor electrice cu diverse scopuri. Transportul energiei prin intermediul produselor cabluri și conductoare pare, la prima vedere, simplu și clar.

Cu toate acestea, pentru a asigura o exploatare sigură a instalației electrice, trebuie să se țină cont de o serie de nuanțe importante la proiectarea și amenajarea rețelelor electrice. Unul dintre aceste detalii este capacitatea de a calcula corect secțiunea firului după diametru, deoarece de precizia determinării depinde limita curentului admisibil care trece prin conductor.

Cum se determină secțiunea sau diametrul, există o diferență între acești parametri? Vom încerca să înțelegem în articol. În plus, am pregătit tabele sinteză care vă vor ajuta să alegeți conductorul în funcție de condițiile de montaj ale rețelei electrice, materialul din care este fabricat miezul cablului și caracteristicile de putere ale agregatelor conectate.

Necesitatea și ordinea efectuării calculului

Diverse echipamente cu puteri diferite sunt alimentate de curentul electric. Iar intervalul de puteri este foarte larg.

Fiecare aparat electric în parte reprezintă o sarcină, în funcție de mărimea căreia este necesară alimentarea cu un curent de o anumită intensitate.

Implicit sau din simpla necunoaștere a elementelor de bază ale electricității, conductorii pot fi conectați cu ușurință, ignorând toate cerințele existente privind diametrele și secțiunile. Altă întrebare – ce poate rezulta dintr-o astfel de practică în procesul de exploatare.

Cantitatea necesară de curent pentru sarcina dorită poate fi transmisă prin fire de diferite diametre (secțiuni).

Dar în condițiile unei secțiuni insuficiente a conductorului pentru trecerea volumului de curent specificat, apare efectul de rezistență mărită. Ca urmare – se observă încălzirea firului (cablului).

Dacă se ignoră acest fenomen și se continuă transmiterea curentului, se creează un pericol real de încălzire până la momentul aprinderii. O astfel de situație amenință cu o situație gravă de avarie. De aceea, calculelor și selectării circuitelor de transmisie a curentului la sarcină trebuie să li se acorde o atenție sporită.

Consecințele calculelor inexacte ale conductoarelor electrice în funcție de secțiune (diametru) pot fi însoțite de fenomene care variază de la o ușoară deformare a materialului izolant până la incendii reale și incendii de proporții

Calculul corect, selecția corectă a cablurilor și firelor are un efect pozitiv și asupra funcționării echipamentelor care acționează ca sarcină.

Prin urmare, pe lângă factorul de siguranță, calculul secțiunilor cablului electric în funcție de diametru sau invers, este o acțiune obligatorie din punctul de vedere al asigurării unei exploatări eficiente a mașinilor electrice.

Determinarea diametrului miezului conductorului

De fapt, această operațiune poate fi efectuată printr-o măsurare liniară simplă. Pentru o măsurare precisă, se recomandă utilizarea unui instrument de precizie, de exemplu, un șubler, și mai bine – un micrometru.

Un rezultat relativ scăzut în precizie, dar perfect acceptabil pentru multe variante de utilizare a firelor, oferă măsurarea diametrului cu o riglă obișnuită.

Măsurarea și determinarea diametrului miezului cu un instrument de precizie, care este șublerul. Această metodă de măsurare liniară oferă un rezultat suficient de precis pentru calculul ulterior al secțiunii conductorului.

Desigur, măsurarea trebuie efectuată pe conductorul dezgolit, adică în prealabil se îndepărtează învelișul izolator.

Apropo, învelișul izolator, de exemplu, al unui fir de cupru, include și un strat subțire de lac pulverizat, care trebuie, de asemenea, îndepărtat atunci când se dorește un calcul foarte precis.

Există o metodă „casnică” de măsurare a diametrului, potrivită în cazurile în care nu aveți la îndemână instrumente de măsurare de precizie. Pentru aplicarea acestei metode, veți avea nevoie de o șurubelniță de electrician și o riglă școlară.

Conductorul pentru măsurare este curățat în prealabil de izolație, după care este înfășurat strâns, spiră lângă spiră, pe tija șurubelniței. De obicei, se înfășoară zece spire – un număr convenabil pentru calcule matematice.

Măsurarea liniară a diametrului – încă o metodă larg răspândită de determinare a parametrului conductorului pentru calculul puterii (capacității de transmisie). Se aplică folosind o riglă obișnuită și orice bază pe care se poate înfășura conductorul (+)

Apoi, bobina înfășurată pe tija șurubelniței se măsoară cu rigla de la prima până la ultima spiră. Valoarea obținută pe riglă trebuie împărțită la numărul de spire (în acest caz, la 6). Rezultatul acestui calcul simplu va fi diametrul miezului firului.

Calculul secțiunii firului electric

Pentru determinarea valorii secțiunii miezului conductorului, va trebui să utilizați o formulare matematică.

În esență, secțiunea conductorului este aria secțiunii transversale – adică, aria cercului. Diametrul acestuia se determină prin metoda descrisă mai sus.

Secțiunea conductorului este, de fapt, aria cercului. Așadar, calculul acestui element geometric se poate efectua prin formula tradițională, cu condiția cunoașterii diametrului sau razei.

Pe baza valorii diametrului, se poate obține cu ușurință valoarea razei, prin împărțirea diametrului la jumătate.

De fapt, va fi necesar să se adauge constanta «π» (3,14) la datele obținute, după care se poate calcula valoarea secțiunii prin una dintre formulele:

S = π*R² sau S = π/4*D²,

unde:

• D – diametrul;
• R – raza;
• S – secțiunea transversală;
• π – constanta corespunzătoare valorii 3,14.

Formulele clasice menționate sunt utilizate și pentru determinarea secțiunii conductoarelor cu mai multe fire. Strategia de calcul rămâne practic neschimbată, cu excepția unor detalii.

În particular, inițial se calculează secțiunea unui singur fir din mănunchi, după care rezultatul obținut se înmulțește cu numărul total de fire.

Calculul secțiunii unui conductor cu mai multe fire se poate realiza prin aceeași metodă matematică aplicată cablului simplu, dar în plus se ia în considerare numărul de fire existente ca factor de multiplicare.

De ce ar trebui considerată importantă determinarea secțiunii? Un aspect evident, legat direct de legea Joule-Lenz, – deoarece parametrul secțiunii conductorului determină limita curentului admisibil care trece prin acest conductor.

Determinarea diametrului după secțiune

Prin calcul matematic se poate determina diametrul conductorului, atunci când este cunoscut parametrul secțiunii.

Aceasta nu este, desigur, cea mai practică variantă, având în vedere existența unor metode mai simple de determinare a diametrului, dar utilizarea acestei variante nu este exclusă.

Măsurarea diametrului cu precizie ridicată cu ajutorul instrumentului mecanic – micrometrul, oferă un rezultat practic similar atunci când calculele se efectuează cu ajutorul formulei.

Pentru efectuarea calculului, vor fi necesare practic aceleași date numerice care au fost utilizate la calculul secțiunii cu ajutorul formulei matematice.

Adică, constanta «π» și valoarea ariei cercului (secțiunii).

Aplicând aceste valori în formula de mai jos, se obține valoarea diametrului:

D = √4S/π,

unde:

• D – diametrul;
• S – secțiunea transversală;
• π – constanta corespunzătoare valorii 3,14.

Aplicarea acestei formule poate fi relevantă atunci când se cunoaște parametrul secțiunii și nu există la îndemână niciun instrument adecvat pentru măsurarea diametrului.

Parametrul secțiunii poate fi obținut, de exemplu, din documentația conductorului sau dintr-un tabel de calcul, unde sunt prezentate cele mai frecvent utilizate variante clasice.

Tabele pentru alegerea conductorului potrivit

O variantă convenabilă și practică de alegere a firului (cablu) potrivit este utilizarea tabelelor speciale, unde sunt indicate diametrele și secțiunile în funcție de puteri și/sau curenți prinși.

Având un astfel de tabel la îndemână este o modalitate ușoară și simplă de a decide rapid asupra conductorului pentru instalația electrică necesară.

Determinarea valorilor necesare cu ajutorul unui tabel clasic este una dintre cele mai convenabile metode de alegere a conductorului necesar în timpul lucrărilor de montaj

Având în vedere că conductorii tradiționali ai instalațiilor electrotehnice sunt produsele cu fire de cupru sau aluminiu, există tabele pentru ambele tipuri de metale.

De asemenea, datele din tabel prezintă adesea valori pentru tensiunea de 220 volți și 380 volți. În plus, sunt luate în considerare valorile condițiilor de montaj – cablaj închis sau cablaj deschis.

Practic, se dovedește că pe o singură foaie de hârtie sau pe o imagine încărcată în smartphone, se conține o informație tehnică voluminoasă, care permite evitarea calculelor matematice (liniare) menționate mai sus.

Mai mult, mulți producători de produse de cablu, pentru a simplifica alegerea conductorului potrivit de către cumpărător, de exemplu, pentru instalarea prizelor, oferă un tabel în care sunt înscrise toate valorile necesare.

Nu va rămâne decât să se determine ce sarcină este planificată pentru punctul electric specific și cum se va efectua montajul, iar pe baza acestor informații să se aleagă firul corect cu fire de cupru sau aluminiu.

Exemple de astfel de variante de calcul al diametrului firului în funcție de secțiune sunt prezentate în tabel, unde sunt examinate variantele pentru fire de cupru și aluminiu, precum și modurile de pozare a cablajului – tip deschis sau ascuns. Din primul tabel se poate determina secțiunea în funcție de putere și curent.

Tabelul de corespondență dintre secțiune și diametrul firelor de cupru și aluminiu în funcție de condițiile de montaj

În plus, există un standard pentru secțiuni și diametre, aplicabil pentru firele conductoare de curent rotunde (profilate) necompactate și compactate ale cablurilor, firelor și cordoanelor. Acești parametri sunt reglementați de GOST 22483-2012.

Sub standard se încadrează cablurile din sârmă de cupru (cositorită), de aluminiu fără acoperire metalică sau cu acoperire metalică.

Conductoarele de cupru și aluminiu ale cablurilor și firelor pentru instalații fixe se împart în clasele 1 și 2. Firele, cordoanele, cablurile pentru instalații mobile și fixe, unde se solicită un grad mai ridicat de flexibilitate la montaj, se împart în clasele de la 3 la 6.

Tabelul de corespondență pe clase pentru conductoarele de cupru ale cablurilor (firelor)

Pentru conductoarele și cablurile de aluminiu, GOST 22483-2012 prevede, de asemenea, parametri ai secțiunii nominale a conductorului, care corespund diametrului corespunzător, în funcție de clasa conductorului.

Mai mult, conform aceluiași GOST, diametrele indicate pot fi utilizate pentru conductorul de cupru din clasa 1, dacă este necesar să se calculeze diametrul său minim.

Tabelul de corespondență pe clase pentru conductoarele de aluminiu ale cablurilor (firelor)

Recomandări suplimentare privind alegerea tipului de fire și cabluri pentru amenajarea rețelelor electrice în apartament și casă sunt prezentate în articolele:

1. Ce cablu să utilizați pentru instalația electrică din casă: recomandări privind alegerea
2. Ce cablu să folosești pentru instalația electrică într-o casă din lemn: tipuri de cablu neinflamabil și montajul său sigur
3. Ce cablu să utilizați pentru instalația electrică din apartament: prezentarea cablurilor și alegerea celei mai bune opțiuni

Concluzii și material video util pe această temă

Videoclipul de mai jos demonstrează un exemplu practic de determinare a secțiunii conductorului prin metode simple.

Vizionarea clipului este recomandată, deoarece informațiile prezentate vizual contribuie la creșterea volumului de cunoștințe:

Lucrul cu fire electrice necesită întotdeauna o atitudine responsabilă din punct de vedere al calculului.

Prin urmare, un electrician de orice nivel trebuie să cunoască metodologia de calcul și să știe să utilizeze tabelele tehnice existente. Astfel, se realizează nu doar o economie substanțială de costuri la montaj datorită calculului precis, ci, mai ales, se garantează siguranța exploatării liniei introduse.

Aveți ceva de adăugat sau aveți întrebări privind determinarea secțiunii firului? Puteți lăsa comentarii la publicație, participa la discuții și împărtăși propria experiență în alegerea firelor pentru amenajarea rețelei electrice în casă sau apartament. Formularul de contact se află în blocul inferior.