Для большинства любителей выбор правильной проводки является непродуманным аспектом проектирования любого электрического проекта. Но использование слишком тонкого провода может привести к катастрофическим последствиям: от перепадов напряжения, приводящих к снижению производительности, до неожиданных электрических пожаров.
Несмотря на свою важность, более толстая проволока стоит дороже. Поэтому любители часто не могут позволить себе этот материал.
Цель состоит в том, чтобы найти самый тонкий провод для использования, сохраняя падение напряжения в проекте на разумном уровне и избегая любого риска возгорания от электричества.
Потратив некоторое время на расчеты, можно сэкономить огромное количество работы в будущем. Давайте углубимся в необходимые шаги! Проверять Лучшие места для поиска соучредителя, чтобы начать свой стартап в Интернете.
Понимание электричества через трубопровод
Электричество бывает трудно визуализировать, поэтому давайте рассмотрим классическую аналогию, чтобы понять, как работает электричество. Вместо того, чтобы иметь электроны в проводе, воду можно визуализировать в трубке:
- Электрический ток будет представлять собой воду в трубке.
- В то время как напряжение будет давлением, которое проталкивает воду через трубку.
- Сопротивление будет равно диаметру самой трубки.
Во многих смыслах эта метафора идеально подходит для размышлений о размерах электрических проводов. Диаметр провода прямо пропорционален внутреннему сопротивлению, например диаметру трубки. Чем меньше места для протекания электричества (или воды), тем больше сопротивление ему.
Возвращаясь к пробирке с водой, что произойдет, если 100 литров воды попытаются налить в однолитровую пробирку? Как вы понимаете, профессиональный сантехник свяжется быстро, потому что эта труба может лопнуть!
Аналогичное явление возникает при попытке послать слишком большой электрический ток по очень тонкому проводу; Только вместо того, чтобы течь вода, проволока нагревается и плавится. При достаточно большом напряжении, чтобы управлять этим током, этот плавкий провод слишком быстро может вызвать электрический пожар.
Не волнуйтесь, если вы уже купили провода и они вам не подходят; Вы можете использовать его для многих забавных проектов. Проверять Лучшие проекты по созданию смарт-телевизора с Raspberry Pi.
Падение напряжения и почему слишком большое напряжение может разрушить цепь
В любой цепи постоянного тока мы испытаем падение напряжения; Это основное правило для этих электрических цепей. Однако проблема возникает, когда теряется много напряжения, особенно из-за сопротивления самого провода.
Если мы снова подумаем о водопроводных трубах, представьте, что очень большая труба была соединена с трубой гораздо меньшего размера. Внезапно поток воды замедлится, и давление за водой уменьшится. У этой медленной воды нет давления, чтобы запустить водяное колесо, поэтому мы снизили производительность.
Таким образом, вместо того, чтобы использовать водопроводную трубу гораздо меньшего размера, похоже, нам нужно использовать трубы большего размера. Это позволит воде течь относительно беспрепятственно, поддерживая достаточно высокое давление, чтобы вращать колесо.
Переходя к проводам и электронам, идея почти такая же! В электрических терминах мы можем легко объяснить это с помощью одного из фундаментальных законов физики, закона Ома:
Закон Ома определяет соотношение между током, напряжением и сопротивлением. В цепи постоянного тока электрический ток все время постоянен, но напряжение и сопротивление находятся в обратной зависимости друг от друга.
Проще говоря, при увеличении сопротивления напряжение уменьшается.
Чтобы добиться этого в нашем реальном приложении: по мере того, как провода сжимаются, их сопротивление увеличивается. Итак, когда провода сжимаются, напряжение на них падает, точно так же, как тонкие трубки уменьшают поток воды!
Следовательно, использование более толстых проводов в вашей цепи позволяет подавать напряжение, когда это необходимо, а не тратить его на сопротивление провода.
Расчет оптимального сечения проволоки
На сегодняшний день лучший способ узнать правильные размеры проводов — это использовать специальный онлайн-калькулятор; Эти приложения позволяют пользователю вводить напряжение, силу тока (I), длину провода и допустимое падение напряжения. После расчета чисел калькулятор выводит оптимальное сечение провода для этого диапазона данных.
Для большинства применений допустимо падение напряжения примерно на три процента, при превышении этого значения может начаться сбой в работе более чувствительного электронного оборудования.
Мы также всегда хотим использовать максимально возможное текущее напряжение для нашего устройства, которое обычно записывается в устройство. Хотя для этого значения, скорее всего, не будет постоянного потребления тока, вам необходимо убедиться, что вы защищены от скачков тока.
Вот один из примеров онлайн-калькулятора сечения проводов, который можно найти по адресу Wiresizecalculator.net:
Как видите, этот калькулятор также позволяет вводить больше переменных, таких как тепловая характеристика изоляции, тип проводника, из которого сделаны провода, и тип установки, в которой находится провод.
В этом примере мы получили минимальный безопасный калибр провода 3 AWG.
Из соображений безопасности всегда лучше измерять ваши провода одним или двумя, поэтому в итоге мы получим провод 2/0 AWG. Обратите внимание, что стандарт калибра проволоки довольно отсталый; Чем толще проволока, тем меньше сечение проволоки! Следовательно, провод 2/0 AWG на самом деле намного толще провода, чем 3 AWG.
Какой провод выбрать?
Помимо калибра проволоки, следует учитывать и другие переменные: количество проводов, т.е. Сколько жил в кабеле — и материал проводов.
Как правило, большее количество прядей проволоки обеспечивает большую гибкость. Если вы прокладываете провод в ограниченном пространстве, большее количество прядей будет стоить вложений.
С точки зрения фактических материалов проводов, медь является стандартом для большинства проектов, хотя алюминий также может использоваться.
Главное помнить о постоянстве. Если вы используете медные проводники и медный провод в другом месте цепи, используйте медный провод. Смешивание и сопоставление материалов может привести к износу и поломке проводников, поскольку материалы будут расширяться и сжиматься с разной скоростью. Проверять Рассчитайте затраты на электроэнергию с помощью этих удобных инструментов.
Экономьте деньги и оставайтесь в безопасности
Есть несколько переменных, которые следует учитывать при выборе правильного провода для вашего проекта. Тем не менее, первое практическое правило для электрика — пригласить профессионала, если вы чувствуете себя некомфортно.
В противном случае рассчитайте сечение провода на основе максимального тока, через который вы собираетесь его пропустить, купите провод на один размер больше и начинайте строить! Всегда соблюдайте консистенцию материалов между проводами и разъемами и делайте расчеты!
Проявив некоторую предусмотрительность, вы можете устранить любой риск возгорания и сэкономить несколько неожиданных дополнительных денег. Теперь вы можете просмотреть Наиболее важные причины, которые приводят к задержкам в завершении проектов и как их избежать.
