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Cómo averiguar cuánta potencia puede soportar un cable o alambre
Al conectar aparatos eléctricos a la red de suministro, una de las condiciones principales es la selección de un cable o cable de sección adecuada. Pero a veces sucede que ya tiene algún tipo de conductor y no está seguro de si es adecuado para una tarea específica.
Si conecta demasiada carga en el cable, se calentará y tal vez incluso se sobrecalentará. Debido a esto, el aislamiento se derretirá, lo cual es peligroso con un cortocircuito, descarga eléctrica e incendio. Esto plantea la pregunta: "¿cómo sabes cuánta potencia puede soportar un cable o cable?". ¡Vamos a resolverlo!
¿Qué afecta al poder permisible?
Vale la pena señalar de inmediato que la sección transversal y la potencia del cable no están, en principio, interconectadas. Para el director, el papel decisivo es jugado por corriente continua permisible. Estos valores se describen en la sección 1 de PUE, capítulo 1.3. El hecho es que si puede soportar una corriente de 16A, entonces en una red de 220V es de 3.5 kW, para 380V es de 10 kW, y en una red de 12V es solo 192W. Por lo tanto, es razonable hablar sobre la potencia permitida para el cable solo en el contexto de un voltaje conocido.
Para convertir kilovatios a vatios solo necesita dividir kW por 1000.
Para convertir vatios a amperios, necesita dividir vatios por voltaje en voltios.
Y para una red trifásica, también se divide en 1.73 (raíz de 3) y CosF.
CosФ - factor de potencia, indicado en la placa ubicada en el cuerpo de la mayoría de los aparatos eléctricos.
Mesa de sección transversal de cable y corriente permitida
Hay tablas especiales que describen la correspondencia de la sección del cable, corriente, voltaje y potencia. Pero la información en ellos no siempre es válida para la selección de cables.
Si para los cálculos del cableado de los apartamentos, donde la longitud de la línea rara vez supera los 15-20 metros entre los puntos extremos, y la temperatura ambiente suele ser de unos 20-25 grados, esto sigue siendo cierto ...
Pero imagine una situación en la que va a colocar una cerca en una sección de una casa privada, y tiene que usar una herramienta eléctrica al instalarla y una máquina de soldar, también una mezcladora de concreto, y además, el calor del sol en la calle es mucho más de 30 grados centígrados. Luego, necesita un buen cable de extensión para conectarlo en el garaje o en la casa, y trabajará en todo el perímetro del sitio.
Creo que esta es una situación familiar para ti.
Todo lo anterior incluye una serie de factores que afectan la cantidad de energía que puede soportar el cable, a saber:
1. La longitud de la línea.
2. La temperatura del entorno y el propio conductor.
Ambos factores afectan la resistencia del cable y esto, a su vez, afecta la pérdida de potencia y el calentamiento del conductor. Si selecciona un conductor con una sección transversal demasiado pequeña para esta potencia, entonces, bajo carga, el voltaje en su extremo se reducirá. No es deseable permitir pérdidas de más del 3-5%. En los circuitos de iluminación, se permite una caída de voltaje del 10%.
Resistencia, longitud, material, temperatura, ¿cómo están conectados?
La resistencia del conductor está determinada por la fórmula.
R = po * L / S
Donde Po es la resistividad del metal, Ohm * sq. Mm / m, L es la longitud en metros, S es el área de la sección transversal en sq. mm
Por ejemplo, la resistencia específica Po del cobre es 0.018, y la del aluminio es 0.029. Por lo tanto, podría ver en la tabla anterior que con la misma sección transversal, el conductor de cobre puede soportar más corriente que el aluminio. Esto se debe a pérdidas, hablaremos de ellas a continuación.
También en la fórmula aparecen dos cantidades más: la longitud y el área de la sección transversal. Cuanto mayor es la longitud y cuanto menor es el área de la sección transversal, mayor es la resistencia. En consecuencia, con un aumento en la sección transversal a una longitud constante, la resistencia disminuye, también con una disminución en la longitud.
Existe una analogía interesante con la carretera: cuantos más carriles conduzcan en una dirección, los autos irán más rápido y si hay muchos automóviles (corriente alta) y solo hay un carril en cada dirección, entonces avanzarán en el tráfico.
En los metales, la resistencia también aumenta con el aumento de la temperatura y, en consecuencia, la conductividad disminuye, en palabras simples, esto se debe al hecho de que cuando se calientan, las partículas en el metal y los portadores de carga comienzan un movimiento aleatorio, por lo que a menudo chocan.
Pérdida
Para resumir, de qué dependen las pérdidas:
1. Material del cable (aluminio o cobre).
2. La longitud de la línea.
3. El área de la sección transversal.
4. La temperatura ambiente.
5. Colocación de varios cables en una tubería. En este caso, no hay condiciones para su enfriamiento, además, las temperaturas de los cables adyacentes se afectan entre sí de una manera peor.
Debe seleccionar el cable para que las pérdidas resultantes sean lo más pequeñas posible. Idealmente, hasta 3-5%. En casos extremos, si no hay otras opciones, hasta el 10%. De hecho, con un voltaje en la red de 220 voltios al 10%, esto ya representa pérdidas de 22 V y 192 V en la salida, siempre que la red no esté malgastada. Y a una corriente de al menos 10 A, esto representa 220 W de pérdidas solo en los cables. Esto se describe en GOST 721 y GOST 21128.
Seccion
Pasemos a la esencia de la pregunta "¿Cómo sé la potencia que puede soportar el cable?". Basado en lo anterior, es necesario determinar la sección transversal del conductor. Para hacer esto, mida su diámetro. Es más conveniente y más rápido hacer con una pinza. Este método es adecuado para cualquier sección y alambres.
Si el cable tiene un núcleo de un solo cable (monolítico), entonces solo necesita medir su diámetro. Si el núcleo es flexible con varios cables, miden el diámetro de un cable, encuentran su área y lo multiplican por el número total de cables en el cable. Así que encuentre la sección transversal común de cables y alambres.
Para calcular la sección transversal por diámetro, debe cuadrarla y multiplicarla por 0.785.
¿Cómo medir el diámetro del cable con una regla?
Para cables gruesos, no hay ningún problema en particular, solo necesita conectar la regla al núcleo, pero con cables delgados esto no funcionará. Por lo tanto, use el siguiente método.
Es necesario enrollar firmemente un alambre 10 en un destornillador u otro objeto oblongo, y luego medir la longitud de la espiral resultante con una regla y dividirla por el número de vueltas. Para determinar la sección transversal de una vena delgada a partir de un núcleo de varios cables, será necesario enrollar más vueltas 30-50, de modo que sea más conveniente medir.
Cuando ya sabes área de sección transversal del cable, puede mirar en la tabla y averiguar su corriente permitida. Si la línea no es larga (hasta 10 metros) y la corriente es mayor que la corriente de la carga esperada, puede usarla con seguridad.
¿Cómo simplificar los cálculos?
Para evitar cálculos de pérdidas y secciones transversales, puede usar calculadoras en línea o aplicaciones para teléfonos inteligentes, especialmente porque funcionan sin conexión y él siempre está con usted. Por ejemplo, para los usuarios del sistema operativo Android hay una aplicación Mobile Electric, que tiene funciones:
1. El cálculo de la resistencia del conductor con lo conocido: material, sección transversal, longitud y temperatura.
2. Cálculo de la longitud del conductor con el conocido: resistencia, temperatura y sección transversal.
3. El cálculo de la sección transversal conocida: longitud, voltaje, pérdidas permisibles, corriente del material del núcleo y temperatura.
4. Cálculo de la longitud máxima del conductor con conocido: voltaje, pérdidas permisibles, material del núcleo, corriente y temperatura. Y otros
Le permitirán evaluar la potencia permitida y elegir el cable correcto para una potencia específica.
Además de esta aplicación, hay otras, examiné lo que uso en el trabajo.
Conclusión
Para resumir. Para averiguar si el cable o el alambre pueden soportar la carga, debe determinar:
1. El material del que están hechos los núcleos.
2. Su sección transversal.
3. La longitud de la línea.
4. La corriente de carga.
Luego haga cálculos o use calculadoras.
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