Kalkulator przekroju przewodu

Omni kalkulator przekroju przewodu pomoże ci wybrać odpowiedni przekrój przewodu elektrycznego do następnego projektu związanego z elektryką, takiego jak instalacja pompy w stawie ogrodowym, okablowanie małego domu lub podłączenie zasilania do szopy.

Nasz kalkulator przekroju przewodu jest bardzo wszechstronny, ponieważ zawiera również funkcje:

• kalkulatora rozmiaru przewodu DC,
• kalkulatora rozmiaru przewodów AC,
• kalkulatora rozmiaru przewodów 12V,
• kalkulatora rozmiaru przewodów oświetlenia niskonapięciowego,
• oraz znacznie więcej!

Możesz nawet użyć go zamiast trudnej w użyciu tabeli rozmiarów przewodów.

Przekrój przewodu elektrycznego oznacza jego pole przekroju poprzecznego (a tym samym jego średnicę). Im większa powierzchnia, tym więcej prądu przewód może przesyłać przy niższym oporze. Można to porównać do przepływu wody w rurze. Użycie większej rury pozwala na przepływ większej ilości wody przy niższym ciśnieniu.

Wyprowadźmy równanie na pole przekroju poprzecznego przewodu przewodzącego prąd elektryczny z prawa Ohma i prawa Pouilleta:

gdzie:

• $U$ — obliczony spadek napięcia 🇺🇸 między źródłem a najdalszym końcem przewodu, mierzony w woltach
• $I$ — maksymalny prąd płynący przez przewód, mierzony w amperach
• $R$ — rezystancja przewodu, mierzona w omach. Dowiedzieliśmy się jak ją obliczyć w kalkulatorze rezystancji przewodów.
• $\varrho$ — rezystywność (opór właściwy) materiału przewodnika, mierzona w omometrach
• $L$ — długość przewodu (w jedną stronę), mierzona w metrach
• $S$ — pole przekroju poprzecznego przewodu, mierzone w metrach kwadratowych

Po połączeniu i uporządkowaniu tych dwóch równań, pole przekroju poprzecznego jest określone równaniem:

Ponieważ metry kwadratowe nie są sensowną jednostką dla przewodów elektrycznych, wynik jest zwykle podawany w mm² (jeśli używasz systemu metrycznego). Konwersję tę można uzyskać poprzez pomnożenie wyniku powyższego równania przez 1 000 000.

W Stanach Zjednoczonych rozmiary przewodów są zwykle podawane w jednostkach AWG (American Wire Gauge). Aby uzyskać więcej informacji na temat zależności między polem przekroju a AWG, zapoznaj się z naszym kalkulatorem grubości przewodu 🇺🇸.

Kalkulator poda ci kolejny rozmiar AWG w górę, ponieważ grubszy przewód zawsze jest bezpieczniejszym rozwiązaniem.

Obliczanie rozmiarów przewodów dla trójfazowego prądu przemiennego

W przypadku trójfazowego prądu przemiennego używane są trzy przewody zamiast jednego. Kalkulator jest zaprojektowany tak, aby akceptować całkowite napięcie i prąd przewodu składającego się z trzech połączonych ze sobą kabli. Równanie dla obszaru pojedynczego przewodu jest modyfikowane do postaci:

Współczynnik $\sqrt 3$ jest potrzebny do przelicznika między prądem fazowym całego systemu a prądem pojedynczej linii. Współczynnik 2 znika, ponieważ w systemie trójfazowym nie ma kabla powrotnego.

Rezystywność (lub inaczej opór właściwy) przewodu zależy od jego temperatury, a więc środowisko, w którym będziesz instalować przewód, wpłynie na jego przekrój. Określając temperaturę, spróbuj pomyśleć o maksymalnej temperaturze, w której przewód może działać, aby zachować bezpieczeństwo pracy.

Rezystywność jest podawana w temperaturze odniesienia, oznaczonej przez $\varrho_1$. Każdy materiał ma współczynnik temperaturowy, $\alpha$, który określa, o ile wzrasta rezystywność na każdy stopień temperatury. Możemy użyć następującego wzoru do obliczenia rezystywności substancji w dowolnej temperaturze:

gdzie:

• $t_1$ — temperatura odniesienia odpowiadająca rezystywności $\varrho_1$ w tej temperaturze; oraz
• $t_2$ — temperatura docelowa, w której chcesz znaleźć rezystywność $\varrho_2$.

Spójrzmy na poniższy przykład. W temperaturze 20°C miedź ma rezystywność równą $1,\!68 \cdot 10^{-8} \ \Omega \cdot \text{m}$ i współczynnik temperaturowy $\alpha$ równy $0,\!00404$. Jaka byłaby rezystywność miedzi w temperaturze 50°C?

Możesz ustawić temperaturę, przy której nasz kalkulator wykonuje obliczenia, a powyższa analiza zostanie wykonana za ciebie.

Poniżej znajdziesz przewodnik krok po kroku, jak korzystać z naszego kalkulatora przekroju przewodu elektrycznego:

1. Wybierz system elektryczny, z którego będziesz korzystać. Możesz wybrać „jednofazowy DC/AC” lub „trójfazowy AC”. Oznacza to, że możemy wykonać proste obliczenia przekroju przewodów DC jak i trójfazowych AC.
2. Wprowadź wartość napięcia źródłowego, np. 12 V.
3. Wprowadź jaki procentowy spadek napięcia jest dopuszczalny. Im mniejszy, tym lepiej, ale limit wynosi 5%, aby urządzenia działały prawidłowo.
4. Wybierz materiał przewodu, miedź lub aluminium.
5. Wprowadź wartość prądu systemu. Wartość ta powinna być prądem szczytowym, aby kabel mógł być dobrany dla najgorszego przypadku.
6. Wprowadź odległość w jedną stronę kabla od źródła do najdalszego punktu.
7. W razie potrzeby zmień temperaturę. Wartość powinna być maksymalną możliwą temperaturą roboczą dla przewodu.
8. Następnie zobaczysz wyniki dla danego pola przekroju, rozmiaru przewodu w AWG oraz średnicy kabla. To znacznie łatwiejsze w użyciu niż przewijanie długiej tabeli przekrojów przewodów!

Załóżmy, że używamy jednofazowego systemu AC działającego przy 120 V, dopuszczalny spadek napięcia wynosi 3%; przewodnik jest miedziany, prąd szczytowy osiąga 25 A, mamy jednokierunkowy przewód o długości 100 m (328 stóp) i maksymalna temperatura pracy wynosi 50°C.

Korzystając z powyższego wyniku dla rezystywności miedzi w temperaturze 50°C, wprowadźmy wartości do równania na rozmiar przewodu:

Jest to dość proste, ale skorzystanie z naszego wypasionego kalkulatora przekroju przewodu będzie o wiele szybsze.

Wykonaj następujące obliczenia, aby uzyskać pole przekroju poprzecznego wymagane dla przewodu:

1. Pomnóż rezystywność (Ω⋅m) materiału przewodu przez szczytowy prąd silnika (A), liczbę 1,25 i całkowitą długość przewodu (m).
2. Podziel wynik przez spadek napięcia od źródła zasilania do silnika.
3. Pomnóż przez 1 000 000, aby uzyskać wynik w mm².

Aby obliczyć rozmiar przewodu dla 3-fazowego systemu elektrycznego, pomnóż wynik dla zasilania jednofazowego przez √3/2.

Oto jak obliczyć przekrój w AWG (American Wire Gauge) na podstawie średnicy przewodu:

1. Znajdź stosunek (R) średnicy przewodu względem 0,005 cala lub 0,127 mm.
2. Użyj równania n = -39 ⋅ log₉₂(R) + 36, aby znaleźć numer AWG.

Rozmiar przewodu jest proporcjonalny do długości kabla. Tak więc, jeśli podwoisz odległość, powierzchnia przekroju przewodu musi zostać podwojona.

Wyniki te mają jedynie charakter informacyjny. Przed przystąpieniem do instalacji elektrycznej zawsze skonsultuj się z wykwalifikowanym elektrykiem.