Практична робота №8.

Тема: Розрахунок параметрів електропроводки для підключення комп’ютерної техніки.

Мета роботи: виконувати розрахунок параметрів (опору провідника та потужності електричного кола) електропроводки для підключення комп’ютерної техніки.

Прилади, обладнання та інструменти:

Для виконання практичної роботи використовуються:

1. Цифровий мультиметр

2. Кабель алюмінієвий

3. Кабель мідний

Теоретичні відомості:

Жила - в загальному випадку окремий провідник.

Дроти – це вироби, що містять одну або більш ізольованих жил або скручених проволока, поверх яких є легка захисна оболонка (наприклад, металева обмотка або плетіння з волокнистих матеріалів). Настановлювальний дріт – це дріт для електричних розподільних мереж низької напруги. Електричний дріт – це дріт перерізом до 1,5 мм² з ізольованими жилами підвищеної гнучкості. Служить для під’єднання рухливих пристроїв. Жили в даному випадку обов'язково багатожильні. Крім того, вони сполучені між собою скручуванням або загальним обплетенням.

Кабель - це декілька ізольованих дротів, поміщених в одну або декілька захисних оболонок.

Дроти виготовляються з ізоляцією на напругу 380, 660 і 3000 В змінного струму, кабелі - на будь-яку напругу. У ізольованого дроту струмопровідна жила поміщена в оболонку з гуми, полівінілхлориду або виніпласта. Для оберігання від механічних ушкоджень і дій зовнішнього середовища ізоляція деяких марок дротів покрита зовні бавовняним обплетенням, просоченим протигнильним складом.

Дроти, призначені для прокладення в місцях, де є підвищена небезпека їх механічного ушкодження, захищаються додатковим обплетенням із сталевого оцинкованого дроту.

Вибір матеріалу провідників

Мідь прийнятніша за алюміній. Вона має велику провідність і менш схильна до корозії. До того ж в порівнянні з міддю алюміній не міцний і при декількох вигинах може просто зламатися. Негативною властивістю алюмінію є і його швидка окислюваність у разі контакту з повітрям, результат - утворення на поверхні важко плавленої окисної плівки. Вона погано проводить електричний струм, а значить, перешкоджає створенню хорошого контакту. Місце з поганим контактом грітиметься, іскритиме, ще більш окислюватися, ще більш грітися, а там недалеко і до пожежі. І якщо ви не хочете дзвонити 101, вам доведеться періодично перевіряти місця кріплення алюмінієвих жил до електричних приладів. При кріпленні в гвинтових з’єднань алюміній проявляє інший свій недолік - низька межа плинності. В результаті цього алюміній вислизає з-під затиску ("тече"), послабляючи контакт. Таким чином, алюмінієві дроти, що знаходяться в розподільних коробках і інших пристроях, де для з'єднання використовуються зажими, теж вимагають періодичної перевірки і підтискання.

Окрім цього, при контакті алюмінію з міддю утворюється гальванічна пара, в якій алюміній, піддавшись електрокорозії, руйнується. Що веде до додаткового погіршення з'єднання. А про результати цього явища ми тільки що говорили.

Вибір перерізу кабелю

Кабель зазвичай складається з 2-4 провідників. Переріз (точніше, площа поперечного перерізу) жили визначається її діаметром.

Нагадаємо: площа круга S = 0,78d², де d - діаметр круга. Виходячи з практичних міркувань, при малих значеннях сили струму переріз мідної жили беруть не менше 1 мм², а алюмінієвою - 2 мм².

При досить великих струмах переріз дроту вибирають по потужності, що підключається.

Зазвичай виходять з розрахунку потужності, що навантаження величиною 1 кВт вимагає 1,57 мм² перерізу жили. Звідси слідують наближені значення перерізів дроти, яких слід дотримуватися при виборі його діаметру. Для алюмінієвих дротів це 5 А на 1 мм²., для мідних - 8 А на 1 мм². Простіше кажучи, якщо у вас стоїть проточний водонагрівач на 5 кВт, то підключати його потрібно дротом, розрахованим не менше чим на 25 А, і для мідного дроту переріз має бути не менше 3,2 мм². Врахуйте, з ряду переважних величин перерізів (0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6 мм² і т. д.) для алюмінієвих дротів переріз вибирають на ступінь вище, ніж для мідних, оскільки їх провідність складає приблизно 62% від провідності мідних.

Наприклад, якщо за розрахунками навантаження для міді потрібна величина перерізу 2,5 мм², то для алюмінію слід брати 4 мм², якщо ж для міді потрібно 4 мм², то для алюмінію - 6 мм² і т. д.

А взагалі кабель краще вибирати більшого поперечного перерізу, чим вимагається, - раптом ви захочете підключити ще що-небудь? Крім того, необхідно перевірити, чи узгоджується переріз дротів з максимальним фактичним навантаженням, а також із струмом захисних запобіжників або автоматичного вимикача, які зазвичай знаходяться поряд з лічильником.

У таблицях приводиться залежність перерізу кабелю, дротів і автомобільних гнучких багатожильних провідників залежно від сили струму і потужності навантаження.

Таблиця вибору перерізу кабелю при прокладенні дротів відкрито і в трубі.

Переріз провідника, мм²	Прокладання відкрито						Прокладання в трубі
	Мідь			Алюміній			Мідь			Алюміній
	Струм	Потужність, кВт		Струм	Потужність, кВт		Струм	Потужність, кВт		Струм	Потужність, кВт
	А	220в	380в	А	220в	380в	А	220в	380в	А	220в	380в
0,5	11	2,4
0,75	15	3,3
1,0	17	3,7	6,4				14	3,0	5,3
1,5	23	5,0	8,7				15	3,3	5,7
2,0	26	5,7	9,8	21	4,6	7,9	19	4,1	7,2	14,0	3,0	5,3
2,5	30	6,6	11,0	24	5,2	9,1	21	4,6	7,9	16,0	3,5	6,0
4,0	41	9,0	15,0	32	7,0	12,0	27	5,9	10,0	21,0	4,6	7,9
6,0	50	11,0	19,0	39	8,5	14,0	34	7,4	12,0	26,0	5,7	9,8
10,0	80	17,0	30,0	60	13,0	22,0	50	11,0	19,0	38,0	8,3	14,0
16,0	100	22,0	38,0	75	16,0	28,0	80	17,0	30,0	55,0	12,0	20,0
25,0	140	30,0	53,0	105	23,0	39,0	100	22,0	38,0	65,0	14,0	24,0
35,0	170	37,0	64,0	130	28,0	49,0	135	29,0	51,0	75,0	16,0	28,0

Вибір перерізу поодинокого провідника гнучкого багатожильного автомобільного проводу :

Номінальний переріз провідника, мм²	Сила струму одного провідника, А при тривалому навантаженні і при температурі, оС
	20 оС	30 оС	50 оС	80 оС
0,5	17,5	16,5	14,0	9,5
0,75	22,5	21,5	17,5	12,5
1,0	26,5	25,0	21,5	15,0
1,5	33,5	32,0	27,0	19,0
2,5	45,5	43,5	37,5	26,0
4,0	61,5	58,5	50,0	35,5
6,0	80,5	77,0	66,0	47,0
16,0	149,0	142,5	122,0	88,5

Примітка: при прокладенні дротів перерізом 0,5 - 4,0 мм² в джгутах, в поперечному перерізі яких по трасі знаходиться від двох до семи дротів, сила допустимого струму в дроті складає 0,55 від сили струму в поодинокому дроті згідно з таблицею, а за наявності 8-19 дротів - 0,38 від сили струму в поодинокому дроті.

Розрахункові формули при роботі з дротом

Розрахунок за формулами точніші, ніж по таблицях, і потрібні у тих випадках, коли в таблицях відсутні потрібні дані.

Опір дроту (у омах) обчислюється за формулою:

ρ – питомий опір провідника; l –довжина провідника, м; s –площа поперечного перерізу, мм²; d –діаметр дроту.

Довжина дроту з цих виразів визначається по формулах

Площа поперечного перерізу дроту підраховується по формулі

Опір R2 при температурі t2 може бути визначений по формулі

- температурний коефіцієнт електроопору (з таблиці 1), R1 – опір при початковій температурі t1.

Зазвичай за t1 приймають 18°С, і в усіх приведених таблицях показана величина R1 для t1=18°С.

Допустима сила струму при заданій нормі щільності струму А/мм² знаходиться з формули

Необхідний діаметр дроту по заданій силі струму визначають формулі

якщо норма навантаження А=2 а/мм², то формула набирає вигляду:

Струм плавлення для тонкої тяганини з діаметром до 0,2 мм підраховується по формулі

де d - діаметр дроту, мм; k - постійний коефіцієнт, рівний для міді 0,034, для нікеліну 0,07, для заліза 0,127. Діаметр дроту звідси буде:

Таблица 1.

Матеріал	Питомий опір Ом* мм²/м	Питома вага, r/см2	Температурний коефіцієнт електроопору (a)	Температура плавлення,°С	Максимальна робоча температура, °С
Мідь	0,0175	8,9	+0,004	1085	,
Алюміній	0,0281	2,7	+0,004	658	-
Залізо	0,135	7,8	+0,005	1530	-
Сталь	0,176	7,95	+0,0052	-.	-
Нікель	0,4	8,8	+0,00022	1100	200
Константан	0,49	8,9	-0,000005	1200	200
Манганін	0,43	8,4	+0,00002	910	110
Ніхром	1.1	8,2	+0,00017	1550	1000