Расчёт сечения в питание в авто

Расчёт сечения в питание в авто

Важный момент при постройке схемы звука выбрать правильное питание усилителя, наиболее популярным сейчас является кабель КГ — цена/качество на уровне, найти его в любом уголке нашей необъятной достаточно просто. А вот с выбором сечения появляются проблемы…

Немного загляну вперед и напишу формулу макс мощности, грубовато Pmax=U*I*КПД, где Pmax — макс.мощность усилителя, U- напряжение на клеммах усилителя, I — макс.ток, потребляемым усилителем — один из наиболее верных вариантов узнать макс.ток посмотреть на номинал предохранителя. Для примера макс мощность для усилителя с предохранителем 30А при напряжении 14В и КПД (большинство усилителей класс AB, 50-60% КПД) будет приблизительно 210 Вт. Стоит осознать что макс мощность на коробках усилителей в большинстве случаев это маркетинговый ход.

Для чего аудиофилы тянут так много «силы»

С точки зрения электрика для работы усилителя в 30А при 14В хватит провода ПВ2 1*2,5 или чуть более. На деле усилитель заработает, точка зрения аудиофила другая

Безопасность

Приведу пример: тонкие нити из металла при высоком токе, например в тех.фене или очень старых нагревателях. Тонкие нити из металла обладают очень высоким сопротивлением и при протекание высоких токов будут нагреваться, в фенах красивое красное свечение. Если в нагревателях или фене выделение теплоты это их основная задача, то задача в АЗ прямо противоположная. При выделении тепла оплавляется изоляция, появляется запах, чуть позже происходит замыкания на массу. До КЗ по проводу шёл ток, потребляемым усилителем, после гораздо выше. Результатом будет возгорание со всеми вытекающими…Чтобы защитить провод от нагрева используются предохранители, которые связаны с макс.силой тока для этого провода, об этом будет отдельная запись.

Теряем ватты

Задача проводов питания в АЗ — передача напряжения с минимальными потерями. Что это значит?

Провод – это, по сути, простой кусок металла, который обладает определенным электрическим сопротивлением. И чем он тоньше, тем его сопротивление выше. Когда через провод течет ток, то на нем возникает некоторое падение напряжения, а значит, ровно на такую же величину просаживается питающее напряжение на клеммах усилителя. Особенно это заметно в моменты, когда он потребляет большой ток (например, когда воспроизводится мощный бас). Отсюда вывод — сечение увеличивается с увеличением мощности аудиосистемы.

Теперь перейдём к расчёту необходимого нам сечения кабеля:

Предположим, нам нужно подключить усилитель, который максимально может потреблять ток I = 30 А. Размещать мы его будем в багажнике и для его подключения к аккумулятору нам понадобится кабель длиной 8 метров («+» и «-» от АКБ).

Вариант №1. Использование готовых таблиц

4Ga (21,15мм2)

4Ga (21,15мм2)

Вывод: Берем кабель 4Ga или 25мм2

Вариант №2. Вспомним физику

Требование: Потеря напряжения не более 0,5 Вольта при максимальном токе, потребляемым усилителем.

Закон Ома R =U/I ; R — общее сопротивление кабеля, U — напряжение «просадки» в 0,5 В, I — ток в 30А

Отсюда находим общее общее сопротивление кабеля R = 0.5/30 = 0.017 Ом
Поделим общее сопротивление кабеля R на длину L = 8 метров и найдем погонное сопротивление кабеля т.е. сопротивление 1 метра нужного нам кабеля, назовем его R1m =R/8=0.0021 Ом

Вариант №2. Способ №1 «Немного» идеальный

R1m = r/S, где r- удельное сопротивление меди = 0,0175 , S — сечение кабеля
Отсюда S= r/R1m = 0.0175/0.0021 = 8,33 мм2, ближайшее сечение 10 мм2

Значит сечения 10 мм2 хватит чтобы «просадки» были меньше 0,5В

Вариант №2. Способ №2 Более реалистичный

Подбираем нужное сечение согласно ГОСТ 22483-2012 (класс 5)
1,21 Ом/км для 16мм2 т.е. 0,00121 Ом/м < 0.0021Ом/м
1,91 Ом/км для 10мм2 т.е. 0,00191 Ом/м < 0.0021Ом/м

И снова 10 мм2 хватит.

Вариант №3. Использование программ, основанных на расчётах выше.

Чтобы не тратить много времени накодил простую утилиту, думаю даже школьник разберется:

Классы кабеля

Скачать программу расчета сечения кабеля

Потеря мощности при «просадке» напряжения

Тут тоже всё условно, не будем задаваться вопросами принципами работы усилителя, преобразования постоянного тока в переменный, разными сопротивлениями и т. д. Повторюсь, всё условно:

Высчитываем потерю напряжения U=R*I = 0.00191 * 30 * 8 =0.46 Вольт
Высчитываем макс.мощность усилителя (примерно) P = I*U*КПД усил AB = 30 * 14.4 *0,5= 216 Ватт

Высчитываем потерю мощности P=I*U*КПД усил AB = 30 * 0,46 * 0,5 = 6,9 Ватт

Высчитываем потерю напряжения U=R*I = 0.00078 * 30 * 8 =0.19 Вольт
Высчитываем макс.мощность усилителя (примерно) P = I*U*КПД усил AB = 30 * 14.4 *0,5= 216 Ватт

Высчитываем потерю мощности P=I*U*КПД усил AB = 30 * 0,19 * 0,5 = 2,85 Ватт

Подведем итоги:

1) Сечение кабеля играет важную роль и легко может испортить звук (например комплект для усилителя). Малое сечение кабеля способствует потери мощности, негативно сказывается на безопасности. Требует учёта при планировании бюджета.

2) Расчёты последними двумя вариантами условны, во внимание не берутся клеммы от акб, колбы и их предохранители, наконечники и т. д, а значит желательно использовать провод с сечением больше.

3) Практика показывает что люди заражаются АЗ и заменяют усилители на более мощные, а значит требования к сечению становятся выше. Легче купить провод «с запасом» если уверены в свапе, хуже точно не будет.

Расчет сечения провода по току позволяет правильно рассчитать нагрузку. В противном случае электрооборудование выходит из строя. При подключении к сети надо правильно подбирать материал провода:

• медь;
• алюминий.

Важно! Медь считается отменным проводником, а алюминий демонстрирует гибкость.

Алюминиевая электропроводка

Инструкция как рассчитать сечение кабеля по току и мощности

Сегодня человек не мыслит своей жизни без электричества, но для того чтобы его использовать должным образом, необходимо устраивать систему особым образом. Для того чтобы проложить проводку, необходимо будет пользоваться специальным оборудованием, использовать особые элементы и приборы, которые позволят сделать систему максимально полезной для человека. При этом нужно установить по всему дому розетки, произвести монтаж выключателей и т.д. Но что же отвечает за соединение всех элементов между собой? Конечно же, электрические провода и кабели. Чтобы система работала исправно у проводов должно быть особое сечение. Смотрите обзор видов и типов резисторов здесь: https://howelektrik.ru/elektrooborudovanie/rezistory/obzor-vidov-i-tipov-rezistorov.html.

Сечение кабеля на фото

Зависимость сечения провода от силы тока

При проектировании схематического распределения проводов по квартире или дому, необходимо будет делать акцент на такие показатели, как сечение провода, допустимая плотность провода и кабеля, а также рабочая плотность кабеля. При этом для правильного проведения электрической проводки нужно будет учитывать максимальное возможное потребление тока.

Сечение провода измеряют в кв.мм. для длительного использования применяют провода с максимальным пределом в 4А, а вот для проводов из меди этот показатель равняется 10 А. Во многих случаях применяют медные провода, причин тому много, главная из которых отличная токопроводимость и невысокая цена, а вот алюминиевые провода используют в несколько раз реже, потому как они обладают большей толщиною.

Выбор

Таблица сечения кабеля по мощности

• на силе тока;
• на мощностном показатели.

От этих двух физических показателей будет зависеть и безопасность системы, и ее период эксплуатации и количество возможных приборов, которые можно использовать единовременно. Более подробно о том, как необходимо выбирать кабель по сечению будет рассказано далее. Читайте обзор видов дросселей для люминесцентных ламп.

Таблица

Для определения рабочей мощности и максимально возможной силы тока, которая может проходить через провод, необходимо будет использовать табличные значения, с которыми можно ознакомиться ниже.

Таблица сечения кабеля по мощности и току

Расчет сечения

По мнению опытных специалистов, получить наиболее точные показатели можно только при расчете сечения кабеля по току. Именно по этой причине необходимо пользоваться этим видом расчета. Необходимо отметить, что этот вариант предполагает возможность определения токовой нагрузки на электрическую проводку.

Первоначально необходимо будет рассчитать силу тока, которая будет возникать при питании конкретного электрического прибора.

Для этого стоит ознакомиться с таблицей средней мощности бытовых электрических приборов.

Таблица средней мощности бытовых электрических приборов

Что же касается сети с трехфазным током, то в данном случае необходимо будет пользоваться иным вариантом математической формулы:

Формула расчета трехфазного тока

После этого нужно будет сложить все показатели силы тока. По полученным данным следует выбрать сечение кабеля по току. Оно указывается в таблице. Ознакомиться с датчиком движения для включения света и советами как выбрать можно здесь.

Еще стоит учитывать, что при внешней прокладке проводки необходимо будет применять провода с большей нагрузкой по току и мощности.

Что же касается расчета сечения кабеля по мощности, то у каждого она своя. Есть мощностной порог, который способен выдержать каждый используемый провод. В том случае, если мощность всех используемых в помещении электроприборов будет намного больше, чем мощностной максимум кабеля электропроводки.
Смотрите на видео расчет сечения кабеля:

К примеру, для расчета общей мощности, можно будет с помощью калькулятора сложить все показатели воедино. После этого необходимо будет выбрать кабель, чья мощность будет превышать общее значение мощности на 30%. По этому показателю и нужно выбирать оптимальный диаметр кабеля для прокладки в квартире или доме.

Сечение алюминиевого провода по току

Таблица сечения алюминиевого провода

Сечение токопроводящей жилы – 2,5-120 кв.мм. При этом напряжение рабочее для таких проводов и 220 В и 380 В. Мощность от 4,4кВт до 132 кВт. Читайте обзор видов и характеристик стабилизатора напряжения 220В для дома на этой странице.

Медного

А вот медные провода рассчитаны на напряжение в 220В и 380 В, при этом сечение жилы может варьироваться от 1,5 кв.мм. до 10 кв.мм. При этом мощностной показатель медного провода от 4,1 кВт до25,7 кВт.

Таблица сечения медного провода по току

Соотношение сечения провода и силы тока

Что же касается соотношения проводов и силы тока, то чем больше показатель электрического тока, который идет по проводу, тем выше «квадрат» сечения. При этом максимальный ток, который может проходить по тому или иному сечению тока указывается в таблицах. Читайте как выбрать пластиковый кабель-канал.

Чтобы определить сечение кабеля по диаметру жилы необходимо пользоваться следующей формулой:

Формула расчета сечения кабеля по диаметру

Получается, что в защите нуждаются не только люди и живые организмы, но и бытовая техника. Если в системе будет применяться провода и кабели, не соответствующие хотя бы минимальным требованиям помещения, то вполне вероятно, что спустя некоторое время приборы и бытовые устройства начнут попросту гореть. Как следствие, человека ждут дополнительные финансовые затраты.

Видео

Смотрите на видео формулы для расчета кабеля тока и мощности:

Специалисты утверждают, что правильно подобранный провод – это не только, долговечная проводка и подача электрической энергии, но и защита собственных финансовых ресурсов: не нужно будет платить больше за электричество (толстые провода потребляют намного больше, чем тонкие); замена системы.

Важной расчетной величиной в сетях 0,4 кВ, является падение напряжения по длине кабеля. Читаем ПУЭ по этой теме:

• В главе 7, п. 14 и 27 говорят, что выбирать сечения проводов и кабелей в сетях до 10кВ, нужно по допустимым параметрам тока нагрузки и потере напряжения по длине. Не путаем потерю напряжения по длине и отклонение напряжения в сети.
• Там же читаем, что допустимые потери напряжения по длине линии от ТП до приёмника, не должны превышать 10%.

Разумно принять, что от подстанции до ВРУ потеря по длине не должна превышать 7,5%, от вру до щитка 2% и от щитка до приемников еще 2%. Итого всего 10%, согласно ПУЭ.

Пример расчета сечения кабеля

Планируя схему проводки в квартире, сначала необходимо определить места, где будут находиться розетки и осветительные приборы. Нужно определить, какие приборы будут задействованы и где. Далее можно составить общую схему подключения и подсчитать длину кабеля. Исходя из полученных данных, считается размер сечения кабеля по формулам, приведенным выше.

Предположим, нам необходимо определить размер кабеля для подключения стиральной машины. Мощностью возьмем из таблицы — 2000 Вт и определим силу тока:

I=2000 Вт / 220 В=9,09 А (округлим до 9 А). Для увеличения запаса прочности можно добавить несколько ампер и подобрать в зависимости от вида проводника и метода укладки соответствующее сечение. Под рассмотренный пример подойдет трехжильный кабель с сечением медной жилы от 1,5 мм².

Если решите просчитать свои варианты, то вам пригодиться все рассмотренные таблицы, в том числе и следующая — выбор сечения проводника, тока, максимальной мощности нагрузки и токовых характеристик автомата защиты:

Виды и маркировка

Российские и зарубежные производители предлагают достаточно широкий выбор кабелей, отличающихся между собой техническими характеристиками. К основным типам проводников относят следующие:

• одножильные провода применяются для оснащения переносных агрегатов, жила выполнена из меди или ее сплавов; самая популярная марка, сечение которой варьируется в значительных величинах – КГ, часто используется исполнителями КОГ;
• провода с двумя жилами и более имеют более широкое применение, они используются не только для различных видов сварки: дуговая, импульсная, автоматическая, но и для резки; более подробная информация представлена здесь.

Маркировка проводов для сварки осуществляется посредством сочетания буквенных и числовых обозначений: КС – кабель сварочный, цифры обозначают количество жил.

Кроме этого, производители выпускают проводники для применения в особых климатических условиях: кабели с обозначением Т – тропический, устойчивы к температурам до +50°С; КХ – подразумевает стойкость к холоду, к температурам до -60°С. Проводники без подобных обозначений предназначены для умеренных температур окружающей среды.

Пример расчета кабеля по падению напряжения

Например, необходимо рассчитать падение напряжения на переноске с сечением жилы 2,5 мм², длиной 20 м. Она необходима для подключения сварочного трансформатора мощностью 7 кВт.

• Сопротивление провода составляет: R = 2(0,0175×20)/2,5 = 0,28 Ом.
• Сила тока в проводнике: I = 7000/220 =31,8 А.
• Падение напряжения на переноске: U_пад. = 31,8×0,28 = 8,9 В.
• Процент падения напряжения: U_% = (8,9/220)×100 = 4,1 %.

Переноска подходит для сварочного аппарата по требованиям правил эксплуатации электроустановок, поскольку процент падения на ней напряжения находится в пределах нормы. Однако его величина на питающем проводе остается большой, что может негативно повлиять на процесс сварки. Здесь необходима проверка нижнего допустимого предела напряжения питания для сварочного аппарата.