Так как в школьную программу не входит изучение темы «как расчитать сечение провода», то и во взрослом возрасте многие даже не представляют, как это можно сделать. Если будущая специальность оказывается связанной с электротехникой, то преподаватель в учебном заведении расскажет о взаимосвязи электрического тока и сечения проводника. В противном случае человек так и остается в неведении. Хотя, на первый взгляд, может показаться, что в повседневной жизни нет необходимости разбираться, как расчитать сечение провода, это далеко не так. Каждый человек хотя бы раз в жизни затевает капитальный ремонт, включающий в себя замену домашней электрической проводки. Конечно, можно воспользоваться услугами ремонтных бригад. В то же время, не зная, как расчитать сечение провода и просто поверив работникам, можно либо переплатить за совершенно излишнее сечение жил кабеля (некоторые электрики монтируют с запасом – для верности), либо впоследствии проводить повторную замену из-за неверно выбранного сечения. Вовсе не обязательно досконально все изучать. Вполне достаточно иметь лишь общее представление о том, как расчитать сечение провода, чтобы понимать, почему работники выбирают именно такое сечение, а не какое-либо другое.
Давайте разберемся, для чего вообще необходим выбор сечения? Как известно, передача электрической энергии осуществляется по металлическим проводникам из стали (ЛЭП), меди, алюминия. Чем большее количество электронов проходит за единицу времени по единице длины провода (так называемая плотность тока), тем выше его нагрев. Таким образом, при слишком высоком значении тока и малом сечении будет наблюдаться рост температуры проводника, что может спровоцировать возникновение пожароопасной ситуации. Нагрев есть всегда, но если сечение провода по току выполнено правильно, то температура остается в допустимых пределах. В виде формул все вышесказанное можно выразить следующим образом.
Сечение проводящего материала:
S = 2*3.14*(R*R)
Величина линейного расширения для твердого тела:
L = L1*(1+k*T),
где L1 – длина при нуле градусов по Цельсию;
T – температура нагрева;
k – коэффициент расширения (табличное значение).
Значение сечения при нагревании:
S = 3.14 * ((L1*(1+k*T)* (L1*(1+k*T))
Плотность тока, как уже указывалось:
J = I / S
Если теперь подставить в формулу значение S при нагреве, то становится очевидным, что все три величины взаимосвязаны, причем температура играет существенную роль.
Один из простейших вопросов, на котором часто «спотыкаются» новички – это «как определить сечение провода». Сначала с помощью штангенциркуля или линейки (точность ниже) определяем диаметр. Затем возводим его в квадрат и умножаем на 0.78 (площадь круга). Вот так все просто.
Но на практике более важна взаимосвязь сечения и электрического тока. То есть, нужно знать, например, какой именно провод подходит для домашней электропроводки. Значение тока определяют, зная потребляемую мощность прибора или их группы. Так, если к розетке подключается чайник мощностью 2 киловатта, то его ток составит 2000 Вт / 220 В = 9 А. Теперь по специальной таблице, приведенной в Правилах Устройства Электроустановок, можно найти требуемое сечение. Учитывается общее количество жил в кабеле; материал проводника (алюминий, медь); способ укладки (открыто, в трубе, штробах); напряжение и допустимое значение тока. Например, медный провод сечением 1 мм кв., будучи замурован в стену, способен длительно пропускать ток в 14 ампер, что соответствует 3 кВт (для электрической сети с напряжением 220 вольт).
Зависимость тока, мощности и напряжения выводится из простой формулы:
P = U*I,
где P – электрическая мощность в ваттах;
U – сетевое напряжение в вольтах;
I – ток в амперах.
Обратите внимание на единицы измерений! Результат будет неверным, если, к примеру, вместо значения в ваттах в формулу подставить число в киловаттах.
