Виктор Егель

Страница 4 из 6« Первая...23456

Напряжение пробоя эмалевых проводов

Напряжение пробоя эмалевых проводов

Медный обмоточный провод с эмалевой изоляцией.

Напряжение пробоя эмалевой изоляции для разных диаметров провода. 


Удельное сопротивление проводников

 Удельное сопротивление проводников

Для расчета длинны провода, его диаметра и необходимого электрического сопротивления, необходимо знать удельное сопротивление проводников ρ .
 В международной системе единиц удельное сопротивление ρ выражается формулой:

         ρ = Ом ·  мм² /м.

  Оно означает:  электрическое сопротивление 1 метра провода (в Омах), сечением 1 мм²,  при температуре 20 градусов  по Цельсию.

 Таблица удельных сопротивлений проводников

Провод медный, различного сечения

Провод медный, различного сечения.

В таблице приведены значения электрических параметров медного провода в зависимости от его диаметра.

 

Оловянистые припои

Оловянистые припои.

Химический состав и температуры плавления припоев для пайки меди, цинка, железа , свинца и других металлов приведены в таблице.

Самодельный плавкий предохранитель

Самодельный плавкий предохранитель

Если нет под рукой нужного вам предохранителя на определенный ток плавления,  то можно подобрать проволочку подходящего диаметра из меди, стали или свинца.

Значения токов плавления проводников из различных материалов приведены в таблице.

Что такое трансформатор?

 Что такое трансформатор?



Трансформатор – это электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при той же частоте.
Действие трансформатора основано на использовании явления электромагнитной индукции.

Переменный электрический ток (ток, который изменяется по величине и по направлению) наводит в первичной катушке переменное магнитное поле. Это переменное магнитное поле, наводит переменное напряжение во вторичной обмотке. Величина напряжения ЭДС зависит от числа витков  в катушке и от скорости изменения магнитного поля.

 Отношение числа витков первичной и вторичной обмоток определяет коэффициент трансформации:
   k = w1 / w2;   где:
w1 — число витков в первичной обмотке;
w2 — число витков во вторичной обмотке.
Если число витков в первичной обмотке больше чем во вторичной — это понижающий трансформатор.
Если число витков в первичной обмотке меньше, чем во вторичной — это повышающий трансформатор.

Один и тот же трансформатор может быть как понижающим, так и повышающим, в зависимости от того на какую обмотку подается переменное напряжение.

Трансформаторы без сердечника или с сердечником из высокочастотного феррита или альсифера — это высокочастотные трансформаторы ( частота выше 100 килогерц).
Трансформаторы с ферромагнитным сердечником (сталь, пермаллой, феррит) – это низкочастотные трансформаторы (частота ниже 100 килогерц).

Высокочастотные трансформаторы используются в устройствах техники электросвязи, радиосвязи и др. Низкочастотные трансформаторы используются в усилительной технике звуковых частот, в телефонной связи.
Особое место трансформаторы со стальным (набор из стальных листов) сердечником занимают в электротехнике.

Развитие электроэнергетики напрямую зависит от мощных, силовых трансформаторов.
Мощности силовых трансформаторов имеют величины от нескольких ватт до сотен тысяч киловатт и выше.

Силовой трансформатор – что же это?

На замкнутый сердечник (магнитопровод), набранный из стальных листов, надевают две или больше, обмоток, одна из которых соединяется с источником переменного тока. Другая (или другие) обмотка соединяется с потребителем электрического тока – нагрузкой.

Переменный ток, проходящий по первичной обмотке, создает в стальном сердечнике магнитный поток, который наводит в каждом витке обмотки – катушки переменное напряжение. Напряжения всех витков складываются в выходное напряжение трансформатора.

 Форма сердечника – магнитопровода, может быть Ш – образной, О – образной и тороидальной, в виде тора. Таким образом в силовом трансформаторе электрическая мощность из первичной обмотки передается во вторичную обмотку через магнитный поток в магнитопроводе.

Потребителей электрической энергии очень много: электрическое освещение, электронагреватели, радио и теле аппаратура, электродвигатели и многое другое. И все эти приборы требуют различные напряжения (переменные и постоянные) и разные мощности.

Проблема эта легко решается с помощью трансформатора. Из бытовой сети с переменным напряжением 220 вольт можно получить переменное напряжение любой величины и , если необходимо, преобразовать его в постоянное напряжение.

Коэффициент полезного действия трансформатора довольно велик, от 0,9 до 0,98 и зависит от потерь в магнитопроводе и от магнитных полей рассеяния.
От величины электрической мощности Р зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S.
По значению площади S определяется, при расчетах трансформатора, количество витков w на 1 вольт:

w = 50 / S.

Мощность трансформатора Рс выбирается из требуемой величины нагрузки Рн плюс величина потерь в сердечнике.

При расчете трансформатора с определенной степенью точности можно считать, что мощность нагрузки во вторичной обмотке Pн = Uн * Iн и мощность потребляемая из сети в первичной обмотке Pc = Uc * Ic приблизительно равны. Если  потерями в сердечнике  пренебречь, то получается равенство:

k = Uс / Uн = Iн / Iс.

То есть, выводится правило: токи в обмотках трансформатора обратно пропорциональны их напряжениям, а соответственно и числу их витков.


Как рассчитать кабель для удлинителя

Как рассчитать кабель для удлинителя


   В домашних условиях мы часто применяем переносные удлинители – розетки для временного (как правило остающееся на постоянно) включения бытовых приборов: электронагревателя, кондиционера, утюга  с большими токами потребления.
Кабель для этого удлинителя обычно выбирается по принципу – что попало под  руку, а это  не всегда соответствует необходимым электрическим параметрам.  

В зависимости от диаметра  (или от поперечного сечения провода в мм.кв.)  провод обладает определенным электрическим сопротивлением для прохождения электрического тока.

Чем  больше поперечное сечение проводника , тем меньше его электрическое сопротивление, тем меньше падение напряжения на нем. Соответственно меньше потеря мощности в проводе на его нагрев.

Проведем сравнительный анализ  потери мощности  на нагрев  в проводе в  зависимости от его поперечного  сечения. Возьмем наиболее распространенные в быту кабели с паперечным сечением: 0,75;  1,5;  2,5 мм.кв. для двух удлинителей с длиной  кабеля:  L = 5 м. и L = 10м. 

Возьмем для примера нагрузку в виде стандартного электронагревателя с электрическими параметрами: 
— напряжение питания
 U = 220 Вольт;
— мощность электронагревателя
   Р = 2,2 КВт = 2200 Вт;
— ток потребления  I = P/ U = 2200 Вт / 220 В = 10 А.

Из справочной литературы, возьмем данные сопротивлений 1 метра провода разных поперечных сечений.  

Приведена таблица сопротивлений 1 метра провода изготовленного из  меди  и алюминия.

Посчитаем потерю мощности, уходящей на нагрев для поперечного сечения провода  S = 0,75 мм.кв.    Провод изготовлен из меди.

Сопротивление 1 метра провода (из таблицы)   R1 = 0,023 Ом.
Длина кабеля L = 5 метров.
Длина провода в кабеле (туда и обратно)  2 · L =2
 · 5 =  10 метров.
Электрическое  сопротивление провода  в  кабеле   R = 2 · L · R1 = 2 · 5 · 0,023 = 0,23 Ом.

Падение напряжения в кабеле при прохождении тока  I = 10 будет: U = I · R = 10 А · 0,23 Ом = 2,3 B. 
Потеря мощности на нагрев в самом кабеле составит:  P = U · I = 2,3 В · 10 А = 23 Вт. 

 Если  длина кабеля  L = 10 м.  (того же сечения  S = 0,75 мм.кв.),  потеря мощности в кабеле составит 46 Вт. Это составляет примерно 2 %   мощности потребляемой электронагревателем от сети.

Для а кабеля  с алюминиевыми жилами того же сечения  S = 0,75 мм.кв. показания увеличиваются  и составляют  для L = 5 м  -34,5 Вт.  Для L = 10 м  — 69 Вт.

Все данные расчетов  для кабелей сечением  0,75; 1,5; 2,5 мм.кв. для длины кабелей   L = 5  и   L = 10 метров,  приведены в таблице.
Где : S – сечение провода в мм.кв.;
R
1
– сопротивление 1 метра провода в Ом;
R
-  сопротивление кабеля в Омах;
U
– падение напряжения в кабеле в Вольтах;  

Р
– потеря мощности в кабеле в ватах или в процентах.

Какие  же выводы нужно сделать из этих расчетов?

  •   — При одном и том же поперечном сечении, медный кабель имеет больший запас надежности и меньше потерь электрической мощности на нагрев провода Р.
  • — С увеличением длины кабеля увеличиваются потери Р.  Чтобы скомпенсировать потери   необходимо увеличить   поперечное сечение  проводов кабеля S.  
  • — Кабель желательно выбирать в резиновой оболочке, а жилы кабеля многожильными

Соблюдение этих рекомендаций повысит надежность и механическую прочность устройства в целом.

  Для удлинителя желательно использовать евро-розетку и евро-вилку. Штырьки  евро-вилки имеют диаметр 5 мм. У простой электрической вилки диаметр штырьков 4 мм.   Евро-вилки  рассчитаны на больший ток, чем простые розетка и вилка .  Чем больше диаметр штырьков  вилки, тем  больше площадь контакта в месте соединения вилки и розетки,  следовательно меньшее переходное сопротивление. Это способствует  меньшему  нагреву  в месте соединения вилки и розетки. 


Как подобрать электрический кабель и провод?

Как подобрать электрический кабель и провод?


 

      Для подключения электрических устройств в сеть электрического тока необходимо учитывать ток проходящий по цепи , т.е. выбрать сечение провода.
    Дело в том, что от сечения (диаметра) провода и его длины зависит его сопротивление в Омах.
    По закону Ома падение напряжения U на проводе зависит от его сопротивления R и проходящего через него тока I.
  U= R*I.
    При передаче электрической энергии по проводам происходит потеря мощности: 
чем меньше сечение провода (в мм.кв.) и чем больше ток потребления, тем больше потеря мощности в проводе.

  P = U*I.
    Исходя из этих соображений, необходимо знать допустимую величину тока в проводе в каждом конкретном случае.            Например, если примем плотность тока в проводе 5 ампер на мм.кв., а его сечение 2,5 мм.кв. то максимальный ток в проводе не должен превышать: 5 * 2,5 = 12,5 ампер.
     Признавая потерю мощности в проводе, учитываем допустимый нагрев и способы его естественного охлаждения.         Если посмотреть рекомендуемую литературу (электротехнические справочники), разные авторы приводят разные данные по плотности тока в проводах. Вот одна из этих таблиц.

     Например, для сечения провода 2,5 мм.кв. допустимый ток в проводе будет 20,0 ампер.
Здесь рекомендуются очень большие плотности тока на 1мм.кв. провода.

    Я не считаю себя экспертом в электротехнике, но имея большой практический опыт в обслуживании электрических устройств, прошу очень ответственно отнестись к рекомендуемым предложениям.

    Даже если эта комнатная проводка проложена под штукатуркой и имеет хороший тепловой контакт со стеной.

     Настораживает хотя бы такой факт, что в случае пожара в доме, квартире, при выяснении причины возгорания обычно указывают (как правило) на короткое замыкание в электропроводке.

    Это ли было причиной пожара или нет, но как бы признается тот факт, что электрические сети в домах перегружены. А сегодняшнее «увлечение», в каждом домашнем хозяйстве, энергоемкими электрическими приборами, дополнительно усложнило  ситуацию.

    Я рекомендовал бы ориентироваться на плотность тока в медном проводе не более 5 А/мм.кв.
В алюминиевом проводе не более 3,5 А/мм.кв. Это с небольшим запасом на случай перегруза в сети.

    Если ток в проводе превышает эти величины, то провод начинает греться, изоляция в местах  соединения проводника начинает обгорать или плавиться вплоть до отгорания самого провода, деталей контактов, зажимов прибора. При перегрузке током могут загореться и сами провода.
На надежность проводов и кабелей влияют также и другие факторы: 

  • — изоляция от повышенной температуры высыхает и при механическом воздействии  может отшелушиться от провода, оголяя его;
  • — в сырых помещениях прокладываемые провода и кабели должны иметь двойную резиновую или виниловую изоляцию;
  • — под влиянием  различных масел и кислот резиновая изоляция разбухает, от кислоты разрушается;
  • — изоляция  из пластмасс ( полиэтилен и др.) под воздействием повышенной температуры начинает плавиться, а при отрицательной температуре твердеет и трескается на изгибах;
  • — изоляция из полиэтилена и резины также портится под воздействием прямых солнечных лучей.

    Все это нужно учитывать  при  выборе проводов и кабелей для подключения электроприборов при эксплуатации в различных условиях.


Где применяются катушки индуктивности?

Где применяется катушка с проводом (индуктивность)?



 Одним из самых распространенных элементов электрических схем является индуктивность. Это в общем случае катушка с проводом с вставленным в нее ферромагнитным сердечником или без него. Рассмотрим применения свойств катушки индуктивности в различных областях техники.

Индуктивность применяется в различных приборах в радиотехнике, электротехнике, технике связи, электронике, автоматике и многих других областях.

Это трансформаторы, различные электрические фильтры, электромагнитные реле, преобразователи электрической энергии и т.д.

Если конденсатор – это накопитель электрической энергии (заряда), то индуктивность – это накопитель электромагнитной энергии.

 Самое простое применение катушки с проводом – это электромагнит.


При прохождении электрического тока по проводу, вокруг него образуется постоянное магнитное поле. Чем больше витков в катушке и чем больше электрический ток, проходящий через нее, тем больше магнитный поток пронизывающий витки катушки.
Для увеличения силы притяжения электромагнита в катушку вводят ферромагнитный (стальной) сердечник.
Свойство катушки с проводом образовывать магнитное поле, используется в мощных электромагнитах, во всевозможных электромеханических реле, электрических двигателях и генераторах и т.д.

Катушка индуктивности — фильтр 

Катушка индуктивности имеет минимальное сопротивление для прохождения постоянного электрического тока, но для переменного тока имеет большое сопротивление.

Это свойство индуктивности используется для разделения цепей переменного и постоянного токов.
 В технике электросвязи и радиосвязи используется множество различных фильтров нижних и верхних частот, схем дистанционного питания и т.д.
Катушка с ферромагнитным стальным сердечником используется в фильтрах блоков питания сетевых выпрямителей для сглаживания пульсаций переменного тока.

 

 Катушка с проводом источник Э.Д.С.

 При воздействии на катушку переменного магнитного поля в ней образуется переменный электрический ток.
Это свойство катушки индуктивности используется в электрических генераторах постоянного и переменного тока.
В них идет преобразование механической энергии в электрическую энергию.

Дизель-генераторные электростанции используют энергию сгорания дизельного топлива; 

Тепловые электростанции
– ТЭЦ используют энергию газа, угля, и др.;

Гидроэлектростанции – ГЭС используют энергию падающей воды;
Атомные электростанции — АЭС используют энергию деления атомного ядра.
Во всех циклах преобразования энергии конечным элементом является электрический генератор одно или трех — фазного переменного тока.

 

Катушка индуктивности — трансформатор.

 При протекании переменного тока через катушку вокруг нее образуется переменное магнитное поле, которое в свою очередь воздействует на соседнюю катушку (обмотку) и создает в ней переменный электрический ток.
Трансформаторы тока – напряжения используются для преобразования переменного электрического напряжения и тока одной величины в напряжение и ток другой величины.
Трансформаторы служат также для согласования сопротивления нагрузки с внутренним сопротивлением источника (генератора) электрической энергии.
Трансформаторы используются во всех областях электротехники, радиотехники, электросвязи, автоматики и т.д.

 Катушка индуктивности — элемент колебательного контура.

 Если объединить свойства конденсатора и индуктивности, то можно создать электромагнитный контур для получения синусоидальных колебаний переменного тока. В этом контуре заряд, накопленный в конденсаторе, передается в катушку и преобразуется в магнитное поле. Магнитное поле в свою очередь, наводит ЭДС самоиндукции в катушке, которая и заряжает конденсатор. Процесс этот повторяется многократно, постепенно затухая из-за потерь в контуре.
Колебательные контуры бывают двух видов — параллельный и последовательный.
Колебательные контуры используются для получения незатухающих колебаний синусоидальной формы низкой – НЧ, высокой ВЧ и сверхвысокой СВЧ частот.
Электросвязь, радиотехника, автоматика, космическая связь – перечень применения колебательного контура в технике безграничен.

Вот далеко не полный перечень свойств катушки с проводом в различных устройствах и приборах.

Как определить сечение кабеля и провода?

Как определить сечение кабеля и провода?



     В домашних условиях мы часто  применяем переносные удлинители для временного (а то и постоянного) подключения бытовых приборов: электронагревателя, кондиционера, утюга и т.д. с различными, порой значительными, токами потребления.
     Кабель и провода для этого удлинителя обычно выбирают по принципу — что попало под руку (из хозяйственных старых запасов), что не всегда соответствует необходимым электрическим параметрам.
Необходимо узнать хотя бы сечение этого провода или кабеля, подойдет ли он под эту нагрузку?

    Как определить сечение неизвестного провода — кабеля?
     Для этого необходимо вскрыть оболочку жилы провода — кабеля.
     Если провод одножильный, то нужно замерить его диаметр и по формуле
S = π • d²/4  или  S = 0,8 • d²  где:
S — площадь сечения провода в мм.кв.;
π — 3,14;
d — диаметр провода в мм.
определяем его сечение.

Например: диаметр провода d = 1,5 мм., тогда его сечение S = 0,8• d² = 0,8 • 1,5 • 1,5 = 1,8 мм.кв.

     Если провод многожильный, то необходимо распушить его, посчитать количество жилок в пучке. Определить диаметр одной жилки, высчитать ее площадь сечения s, затем определить площадь сечения всего провода, сложив площади всех жилок.

    Например: количество жилок в пучке 37 штук; диаметр каждой жилки d = 0,3 мм.
     Определим площадь сечения одной жилки.
s = 0,8• d² = 0,8 • 0,3 • 0,3 = 0,072 мм.кв.
     Площадь сечения всего многожильного провода
S = 37• s = 37 • 0,072 = 2,66 мм.кв.

    Диаметр жилки провода замеряется штангенциркулем или микрометром. Если таких измерительных инструментов нет в наличии, то диаметр жилки провода можно определить с помощью обыкновенной линейки.
     Намотаем измеряемую жилку на карандаш или стержень 10 — 15 витков (чем больше, тем точнее измерение), плотно виток к витку. Линейкой замеряем общее расстояние намотки в миллиметрах. Затем этот размер делим на количество витков. Получится диаметр жилки в мм.

Страница 4 из 6« Первая...23456