În practică, nu este neobișnuit să găsiți problema găsirii rezistenței conductoarelor și rezistențelor pentru diferite metode de conectare. Articolul discută cum se calculează rezistența atunci când conductoarele sunt conectate în paralel și alte probleme tehnice.
Rezistența conductorului
Toți conductorii au capacitatea de a preveni curgerea curentului electric, se numește în mod obișnuit rezistența electrică R, se măsoară în ohmi. Aceasta este proprietatea de bază a materialelor conductoare.
Rezistivitatea este folosită pentru efectuarea calculelor electrice - ρ Ohm·m/mm2. Toate metalele sunt bune conductoare, cuprul și aluminiul sunt cele mai utilizate pe scară largă, iar fierul este folosit mult mai rar. Cel mai bun conductor este argintul, este folosit în industria electrică și electronică. Aliajele de în altă rezistență sunt utilizate pe scară largă.
La calcularea rezistenței se folosește formula cunoscută de la cursul de fizică școlară:
R=ρ · l/S, S – aria secțională; l – lungime.
Dacă luăm doi conductori, atunci rezistența lor laconexiunea paralelă va deveni mai mică din cauza creșterii secțiunii transversale totale.
Densitatea curentului și încălzirea conductorului
Pentru calculele practice ale modurilor de funcționare ale conductorilor se folosește conceptul de densitate de curent - δ A/mm2, se calculează prin formula:
δ=I/S, I – curent, S – secțiune.
Curentul, care trece prin conductor, îl încălzește. Cu cât δ este mai mare, cu atât conductorul se încălzește mai mult. Pentru fire și cabluri au fost elaborate norme de densitate admisă, care sunt date în PUE (Reguli pentru Construcția Instalațiilor Electrice). Pentru conductorii dispozitivelor de încălzire, există standarde de densitate curente.
Dacă densitatea δ este mai mare decât cea admisibilă, conductorul poate fi distrus, de exemplu, la supraîncălzirea cablului, izolația sa este distrusă.
Regulile reglementează calculul conductorilor pentru încălzire.
Metode de conectare a conductorilor
Orice conductor este mult mai convenabil de reprezentat pe diagrame ca o rezistență electrică R, apoi sunt ușor de citit și analizat. Există doar trei moduri de a conecta rezistențele. Prima modalitate este cea mai simplă - conexiune serială.
Fotografia arată că impedanța este: R=R1 + R2 + R3.
A doua cale este mai complicată - conexiunea paralelă. Calculul rezistenței în conexiune paralelă se realizează în etape. Se calculează conductivitatea totală G=1/R și apoi totalulrezistență R=1/G.
O puteți face diferit, mai întâi calculați rezistența totală când rezistențele R1 și R2 sunt conectate în paralel, apoi repetați operația și găsiți R.
A treia metodă de conectare este cea mai complexă - o conexiune mixtă, adică toate opțiunile luate în considerare sunt prezente. Diagrama este prezentată în fotografie.
Pentru a calcula acest circuit, ar trebui simplificat, pentru a face acest lucru, înlocuiți rezistențele R2 și R3 cu unul R2, 3. Rezultă un circuit simplu.
Acum puteți calcula rezistența în conexiune paralelă, a cărei formulă este:
R2, 3, 4=R2, 3 R4/(R2, 3 + R4).
Circuitul devine și mai simplu, conține încă rezistențe conectate în serie. În situații mai complexe, se folosește aceeași metodă de conversie.
Tipuri de conductori
În inginerie electronică, în producția de plăci de circuite imprimate, conductorii sunt benzi subțiri de folie de cupru. Datorită lungimii lor mici, rezistența lor este neglijabilă, iar în multe cazuri poate fi neglijată. Pentru acești conductori, rezistența în conexiune în paralel scade din cauza creșterii secțiunii transversale.
O secțiune mare de conductori este reprezentată de fire de înfășurare. Sunt disponibile în diferite diametre - de la 0,02 la 5,6 mm. Pentru transformatoare și motoare electrice puternice, sunt produse bare dreptunghiulare de cupru.secțiuni. Uneori, în timpul reparațiilor, un fir de diametru mare este înlocuit cu câteva mai mici conectate în paralel.
O secțiune specială de conductori sunt fire și cabluri, industria oferă cea mai largă gamă de calități pentru o varietate de nevoi. Adesea trebuie să înlocuiți un cablu cu mai multe secțiuni mai mici. Motivele pentru aceasta sunt foarte diferite, de exemplu, un cablu cu o secțiune transversală de 240 mm2 este foarte dificil de așezat de-a lungul unui traseu cu coturi ascuțite. Este înlocuit cu 2x120mm2, și problema rezolvată.
Calcul de fire pentru încălzire
Conductorul este încălzit de curentul care curge, dacă temperatura acestuia depășește valoarea admisă, izolația este distrusă. PUE prevede calcularea conductorilor pentru încălzire, datele inițiale pentru acesta sunt rezistența curentului și condițiile de mediu în care este așezat conductorul. Conform acestor date, secțiunea transversală recomandată a conductorului (sârmă sau cablu) este selectată din tabelele din PUE.
În practică, există situații în care sarcina pe cablul existent a crescut foarte mult. Există două căi de ieșire - să înlocuiți cablul cu altul, poate fi costisitor, sau să așezați altul paralel cu acesta pentru a elibera cablul principal. În acest caz, rezistența conductorului atunci când este conectat în paralel scade, deci generarea de căldură scade.
Pentru a selecta corect secțiunea transversală a celui de-al doilea cablu, utilizați tabelele PUE, este important să nu faceți o greșeală cu definirea curentului său de funcționare. În această situație, răcirea cablurilor va fi chiar mai bună decât cea a unuia. Se recomandă calcularearezistență atunci când două cabluri sunt conectate în paralel pentru a determina mai precis disiparea căldurii lor.
Calcul conductorilor pentru pierderea de tensiune
Când consumatorul Rn este situat la o distanță mare L de sursa de energie U1, are loc o cădere de tensiune destul de mare pe firele de linie. Consumatorul Rn primește o tensiune U2 mult mai mică decât U1 inițială. În practică, diverse echipamente electrice conectate la linie în paralel acționează ca sarcină.
Pentru a rezolva problema, rezistența este calculată atunci când toate echipamentele sunt conectate în paralel, astfel încât este găsită rezistența de sarcină Rn. Apoi, determinați rezistența firelor de linie.
Rl=ρ 2L/S,
Aici S este secțiunea firului de linie, mm2.
În continuare, se determină curentul de linie: I=U1/(Rl + Rn). Acum, cunoscând curentul, determinați căderea de tensiune pe firele liniei: U=I Rl. Este mai convenabil să-l găsiți ca procent de U1.
U%=(I Rl/U1) 100%
Valoarea recomandată a U% - nu mai mult de 15%. Calculele de mai sus sunt aplicabile pentru orice tip de curent.
