A gyakorlatban nem ritka a vezetők és ellenállások ellenállásának megtalálása a különböző csatlakozási módokhoz. A cikk bemutatja, hogyan kell kiszámítani az ellenállást a vezetékek párhuzamos csatlakoztatása esetén, valamint néhány egyéb műszaki kérdést.
Vezetőellenállás
Minden vezető képes megakadályozni az elektromos áram áramlását, ezt általában R elektromos ellenállásnak nevezik, ohmban mérik. Ez a vezető anyagok alapvető tulajdonsága.
Az ellenállást elektromos számítások elvégzésére használják - ρ Ohm·m/mm2. Minden fém jó vezető, a rezet és az alumíniumot használják a legszélesebb körben, a vasat pedig sokkal ritkábban. A legjobb vezető az ezüst, ezt használják az elektromos és elektronikai iparban. A nagy ellenállású ötvözetek széles körben használatosak.
Az ellenállás számításakor az iskolai fizika tantárgyból ismert képletet használjuk:
R=ρ · l/S, S – metszeti terület; l – hossz.
Ha két vezetőt veszünk, akkor az ellenállásukat aA párhuzamos kapcsolat a teljes keresztmetszet növekedése miatt kisebb lesz.
Áramsűrűség és vezetőfűtés
A vezetők működési módjának gyakorlati számításaihoz az áramsűrűség fogalmát használjuk - δ A/mm2, a következő képlettel számítjuk ki:
δ=I/S, I – áram, S – szakasz.
A vezetőn áthaladó áram felmelegíti azt. Minél nagyobb a δ, annál jobban felmelegszik a vezető. A vezetékekre és kábelekre kidolgozták a megengedett sűrűség normáit, amelyeket a PUE (Villamos létesítmények építésének szabályai) tartalmaz. A fűtőberendezések vezetőire áramsűrűségi szabványok vonatkoznak.
Ha a δ sűrűség nagyobb a megengedettnél, a vezető tönkremehet, például a kábel túlmelegedésekor a szigetelése tönkremegy.
A szabályok szabályozzák a fűtési vezetékek számítását.
A vezetékek csatlakoztatásának módjai
Bármilyen vezetőt sokkal kényelmesebb az ábrákon R elektromos ellenállásként ábrázolni, így könnyen olvashatók és elemezhetők. Az ellenállások összekapcsolásának csak három módja van. Az első módszer a legegyszerűbb – soros csatlakozás.
A képen látható, hogy az impedancia: R=R1 + R2 + R3.
A második út bonyolultabb – a párhuzamos csatlakozás. Az ellenállás számítása párhuzamos kapcsolásnál szakaszosan történik. Kiszámítjuk a G=1/R teljes vezetőképességet, majd a teljesellenállás R=1/G.
Megteheti másképp is, először számítsa ki a teljes ellenállást, ha az R1 és R2 ellenállások párhuzamosan vannak csatlakoztatva, majd ismételje meg a műveletet, és keresse meg az R.
A harmadik csatlakozási mód a legbonyolultabb - vegyes kapcsolat, vagyis az összes figyelembe vett lehetőség jelen van. A diagram a képen látható.
Az áramkör kiszámításához egyszerűsíteni kell, ehhez cserélje ki az R2 és R3 ellenállásokat egy R2, 3-ra. Kiderül, hogy egy egyszerű áramkör.
Most párhuzamosan kiszámolhatja az ellenállást, melynek képlete:
R2, 3, 4=R2, 3 R4/(R2, 3 + R4).
Az áramkör még egyszerűbbé válik, továbbra is sorba kapcsolt ellenállásokat tartalmaz. Bonyolultabb helyzetekben ugyanazt az átalakítási módszert használják.
Vezetőtípusok
Az elektronikában, a nyomtatott áramköri lapok gyártásában a vezetők vékony rézfóliacsíkok. Ellenállásuk rövid hosszuk miatt elhanyagolható, sok esetben elhanyagolható. Ezeknél a vezetékeknél a párhuzamos csatlakozás ellenállása csökken a keresztmetszet növekedése miatt.
A vezetők nagy részét tekercshuzalok képviselik. Különböző átmérőkkel kaphatók - 0,02 és 5,6 mm között. Erőteljes transzformátorokhoz és elektromos motorokhoz négyszögletes rézrudakat gyártanak.szakaszok. Előfordul, hogy a javítás során egy nagy átmérőjű vezetéket több párhuzamosan kapcsolt kisebbre cserélnek.
A vezetékek speciális része a vezetékek és a kábelek, az iparág a legszélesebb minőségválasztékot kínálja különféle igényekhez. Gyakran egy kábelt több kisebb résszel kell kicserélni. Ennek okai nagyon eltérőek, például egy 240 mm keresztmetszetű kábelt2 nagyon nehéz lefektetni éles kanyarokkal rendelkező útvonalon. A helyére 2x120mm2, és a probléma megoldva.
Fűtési vezetékek számítása
A vezetéket az átfolyó áram melegíti fel, ha hőmérséklete meghaladja a megengedett értéket, a szigetelés tönkremegy. A PUE előírja a fűtési vezetők kiszámítását, a kezdeti adatok az áramerősség és a környezeti feltételek, amelyek között a vezetéket lefektetik. Ezen adatok szerint a javasolt vezeték-keresztmetszet (vezeték vagy kábel) a PUE táblázataiból kerül kiválasztásra.
A gyakorlatban vannak olyan helyzetek, amikor a meglévő kábel terhelése jelentősen megnőtt. Két kiút van: a kábel cseréje egy másikra költséges lehet, vagy egy másikat párhuzamosan fektetni vele, hogy tehermentesítse a fő kábelt. Ebben az esetben a párhuzamosan csatlakoztatott vezeték ellenállása csökken, így a hőtermelés is csökken.
A második kábel keresztmetszetének helyes kiválasztásához használja a PUE táblázatait, fontos, hogy ne tévesszen el az üzemi áram meghatározásával. Ebben a helyzetben a kábelek hűtése még jobb lesz, mint egyé. Ajánlott számolniellenállás, ha két kábel párhuzamosan van csatlakoztatva, hogy pontosabban meghatározzák a hőelvezetésüket.
Vezetők számítása feszültségveszteséghez
Ha az Rn fogyasztó nagy L távolságra van az U1 energiaforrástól, akkor meglehetősen nagy feszültségesés lép fel. a vonal vezetékeken. Az Rn fogyasztó U2 feszültséget kap, sokkal alacsonyabb, mint a kezdeti U1. A gyakorlatban a vezetékre párhuzamosan csatlakoztatott különféle elektromos berendezések terhelésként működnek.
A probléma megoldásához az ellenállás kiszámítása akkor történik, ha minden berendezés párhuzamosan van csatlakoztatva, így az Rn terhelési ellenállást találjuk. Ezután határozza meg a vonalvezetékek ellenállását.
Rl=ρ 2L/S,
Itt S a vonalvezeték szakasza, mm2.
Ezután a vonaláram kerül meghatározásra: I=U1/(Rl + Rn). Most az áramerősség ismeretében határozza meg a feszültségesést a vonal vezetékein: U=I Rl. Kényelmesebb az U1. százalékában megkeresni.
U%=(I Rl/U1) 100%
U% ajánlott értéke – legfeljebb 15%. A fenti számítások bármilyen áramra érvényesek.
