Свяжитесь с нами: +7 (960) 206-03-36|[email protected]
Главная » Разное » Виды соединения проводников

Виды соединения проводников


Виды соединения проводников

При решении задач принято преобразовывать схему, так, чтобы она была как можно проще. Для этого применяют эквивалентные преобразования. Эквивалентными называют такие преобразования части схемы электрической цепи, при которых токи и напряжения в не преобразованной её части остаются неизменными.

Существует четыре основных вида соединения проводников: последовательное, параллельное, смешанное и мостовое.

Последовательное соединение

Последовательное соединение – это такое соединение, при котором сила тока на всем участке цепи одинакова. Ярким примером последовательного соединения является старая елочная гирлянда. Там лампочки подключены последовательно, друг за другом. Теперь представьте, одна лампочка перегорает, цепь нарушена и остальные лампочки гаснут. Выход из строя одного элемента, ведет за собой отключение всех остальных, это является существенным недостатком последовательного соединения.

При последовательном соединении сопротивления элементов суммируются. 

Параллельное соединение

Параллельное соединение – это соединение, при котором напряжение на концах участка цепи одинаково. Параллельное соединение наиболее распространено, в основном потому, что все элементы находятся под одним напряжением, сила тока распределена по-разному и при выходе одного из элементов все остальные продолжают свою работу.

При параллельном соединении эквивалентное сопротивление находится как:

В случае двух параллельно соединенных резисторов

В случае трех параллельно подключенных резисторов:

Смешанное соединение

Смешанное соединение – соединение, которое является совокупностью последовательных и параллельных соединений. Для нахождения эквивалентного сопротивления нужно, “свернуть” схему поочередным преобразованием параллельных и последовательных участков цепи.

Сначала найдем эквивалентное сопротивление для параллельного участка цепи, а затем прибавим к нему оставшееся сопротивление R3. Следует понимать, что после преобразования эквивалентное сопротивление R1R2 и резистор R3, соединены последовательно.

 

Итак, остается самое интересное и самое сложное соединение проводников.

Мостовая схема

Мостовая схема соединения представлена на рисунке ниже.



Для того чтобы свернуть мостовую схему, один из треугольников моста, заменяют эквивалентной звездой.

И находят сопротивления R1, R2 и R3. 


Затем находят общее эквивалентное сопротивление, учитывая, что резисторы R3,R4 и R5,R2 соединены между друг другом последовательно, а в парах параллельно. 

На этом всё! Примеры расчета сопротивления цепей тут.

  • Просмотров: 32405

    • Виды соединения проводников

    При решении задач принято преобразовывать схему, так, чтобы она была как можно проще. Для этого применяют эквивалентные преобразования. Эквивалентными называют такие преобразования части схемы электрической цепи, при которых токи и напряжения в не преобразованной её части остаются неизменными.

    Существует четыре основных вида соединения проводников: последовательное, параллельное, смешанное и мостовое.

    Последовательное соединение

    Последовательное соединение – это такое соединение, при котором сила тока на всем участке цепи одинакова. Ярким примером последовательного соединения является старая елочная гирлянда. Там лампочки подключены последовательно, друг за другом. Теперь представьте, одна лампочка перегорает, цепь нарушена и остальные лампочки гаснут. Выход из строя одного элемента, ведет за собой отключение всех остальных, это является существенным недостатком последовательного соединения.

    При последовательном соединении сопротивления элементов суммируются. 

    Параллельное соединение

    Параллельное соединение – это соединение, при котором напряжение на концах участка цепи одинаково. Параллельное соединение наиболее распространено, в основном потому, что все элементы находятся под одним напряжением, сила тока распределена по-разному и при выходе одного из элементов все остальные продолжают свою работу.

    При параллельном соединении эквивалентное сопротивление находится как:

    В случае двух параллельно соединенных резисторов

    В случае трех параллельно подключенных резисторов:

    Смешанное соединение

    Смешанное соединение – соединение, которое является совокупностью последовательных и параллельных соединений. Для нахождения эквивалентного сопротивления нужно, “свернуть” схему поочередным преобразованием параллельных и последовательных участков цепи.

    Сначала найдем эквивалентное сопротивление для параллельного участка цепи, а затем прибавим к нему оставшееся сопротивление R3. Следует понимать, что после преобразования эквивалентное сопротивление R1R2 и резистор R3, соединены последовательно.

     

    Итак, остается самое интересное и самое сложное соединение проводников.

    Мостовая схема

    Мостовая схема соединения представлена на рисунке ниже.



    Для того чтобы свернуть мостовую схему, один из треугольников моста, заменяют эквивалентной звездой.

    И находят сопротивления R1, R2 и R3. 


    Затем находят общее эквивалентное сопротивление, учитывая, что резисторы R3,R4 и R5,R2 соединены между друг другом последовательно, а в парах параллельно. 

    На этом всё! Примеры расчета сопротивления цепей тут.

  • Просмотров: 32405

    • Соединения проводников - материалы для подготовки к ЕГЭ по Физике

    Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

    Темы кодификатора ЕГЭ: параллельное и последовательное соединение проводников, смешанное соединение проводников.

    Есть два основных способа соединения проводников друг с другом — это последовательное и параллельное соединения. Различные комбинации последовательного и параллельного соединений приводят к смешанному соединению проводников.

    Мы будем изучать свойства этих соединений, но сначала нам понадобится некоторая вводная информация.

    Проводник, обладающий сопротивлением , мы называем резистором и изображаем следующим образом (рис. 1):

    Рис. 1. Резистор

    Напряжение на резисторе — это разность потенциалов стационарного электрического поля между концами резистора. Между какими именно концами? В общем-то, это неважно, но обычно удобно согласовывать разность потенциалов с направлением тока.

    Ток в цепи течёт от «плюса» источника к «минусу». В этом направлении потенциал стационарного поля убывает. Напомним ещё раз, почему это так.

    Пусть положительный заряд перемещается по цепи из точки в точку , проходя через резистор (рис. 2):

    Рис. 2.

    Стационарное поле совершает при этом положительную работу .

    Так как и , то и , т. е. .

    Поэтому напряжение на резисторе мы вычисляем как разность потенциалов в направлении тока: .

    Сопротивление подводящих проводов обычно пренебрежимо мало; на электрических схемах оно считается равным нулю. Из закона Ома следует тогда, что потенциал не меняется вдоль провода: ведь если и , то . (рис. 3):

    Рис. 3.

    Таким образом, при рассмотрении электрических цепей мы пользуемся идеализацией, которая сильно упрощает их изучение. А именно, мы считаем, что потенциал стационарного поля изменяется лишь при переходе через отдельные элементы цепи, а вдоль каждого соединительного провода остаётся неизменным. В реальных цепях потенциал монотонно убывает при движении от положительной клеммы источника к отрицательной.

    Последовательное соединение

    При последовательном соединении проводников конец каждого проводника соединяется с началом следующего за ним проводника.

    Рассмотрим два резистора и , соединённых последовательно и подключённых к источнику постоянного напряжения (рис. 4). Напомним, что положительная клемма источника обозначается более длинной чертой, так что ток в данной схеме течёт по часовой стрелке.

    Рис. 4. Последовательное соединение

    Сформулируем основные свойства последовательного соединения и проиллюстрируем их на этом простом примере.

    1. При последовательном соединении проводников сила тока в них одинакова.
    В самом деле, через любое поперечное сечение любого проводника за одну секунду будет проходить один и тот же заряд. Ведь заряды нигде не накапливаются, из цепи наружу не уходят и не поступают в цепь извне.

    2. Напряжение на участке, состоящем из последовательно соединённых проводников, равно сумме напряжений на каждом проводнике.

    Действительно, напряжение на участке — это работа поля по переносу единичного заряда из точки в точку ; напряжение на участке — это работа поля по переносу единичного заряда из точки в точку . Складываясь, эти две работы дадут работу поля по переносу единичного заряда из точки в точку , то есть напряжение на всём участке:

    Можно и более формально, без всяких словесных объяснений:

    3. Сопротивление участка, состоящего из последовательно соединённых проводников, равно сумме сопротивлений каждого проводника.

    Пусть — сопротивление участка . По закону Ома имеем:

    что и требовалось.

    Можно дать интуитивно понятное объяснение правила сложения сопротивлений на одном частном примере. Пусть последовательно соединены два проводника из одинакового вещества и с одинаковой площадью поперечного сечения , но с разными длинами и .

    Сопротивления проводников равны:

    Эти два проводника образуют единый проводник длиной и сопротивлением

    Но это, повторяем, лишь частный пример. Сопротивления будут складываться и в самом общем случае — если различны также вещества проводников и их поперечные сечения.
    Доказательство этого даётся с помощью закона Ома, как показано выше.
    Наши доказательства свойств последовательного соединения, приведённые для двух проводников, переносятся без существенных изменений на случай произвольного числа проводников.

    Параллельное соединение

    При параллельном соединении проводников их начала подсоединяются к одной точке цепи, а концы — к другой точке.

    Снова рассматриваем два резистора, на сей раз соединённые параллельно (рис. 5).

    Рис. 5. Параллельное соединение

    Резисторы подсоединены к двум точкам: и . Эти точки называются узлами или точками разветвления цепи. Параллельные участки называются также ветвями; участок от к (по направлению тока) называется неразветвлённой частью цепи.

    Теперь сформулируем свойства параллельного соединения и докажем их для изображённого выше случая двух резисторов.

    1. Напряжение на каждой ветви одинаково и равно напряжению на неразветвлённой части цепи.
    В самом деле, оба напряжения и на резисторах и равны разности потенциалов между точками подключения:

    Этот факт служит наиболее отчётливым проявлением потенциальности стационарного электрического поля движущихся зарядов.

    2. Сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме сил токов в каждой ветви.
    Пусть, например, в точку за время из неразветвлённого участка поступает заряд . За это же время из точки к резистору уходит заряд , а к резистору — заряд .

    Ясно, что . В противном случае в точке накапливался бы заряд, меняя потенциал данной точки, что невозможно (ведь ток постоянный, поле движущихся зарядов стационарно, и потенциал каждой точки цепи не меняется со временем). Тогда имеем:

    что и требовалось.

    3. Величина, обратная сопротивлению участка параллельного соединения, равна сумме величин, обратных сопротивлениям ветвей.
    Пусть — сопротивление разветвлённого участка . Напряжение на участке равно ; ток, текущий через этот участок, равен . Поэтому:

    Сокращая на , получим:

    (1)

    что и требовалось.

    Как и в случае последовательного соединения, можно дать объяснение данного правила на частном примере, не обращаясь к закону Ома.
    Пусть параллельно соединены проводники из одного вещества с одинаковыми длинами , но разными поперечными сечениями и . Тогда это соединение можно рассматривать как проводник той же длины , но с площадью сечения . Имеем:

    Приведённые доказательства свойств параллельного соединения без существенных изменений переносятся на случай любого числа проводников.

    Из соотношения (1) можно найти :

    (2)

    К сожалению, в общем случае параллельно соединённых проводников компактного аналога формулы (2) не получается, и приходится довольствоваться соотношением

    (3)

    Тем не менее, один полезный вывод из формулы (3) сделать можно. Именно, пусть сопротивления всех резисторов одинаковы и равны . Тогда:

    откуда

    Мы видим, что сопротивление участка из параллельно соединённых одинаковых проводников в раз меньше сопротивления одного проводника.

    Смешанное соединение

    Смешанное сединение проводников, как следует из названия, может являться совокупностью любых комбинаций последовательного и параллельного соединений, причём в состав этих соединений могут входить как отдельные резисторы, так и более сложные составные участки.

    Расчёт смешанного соединения опирается на уже известные свойства последовательного и параллельного соединений. Ничего нового тут уже нет: нужно только аккуратно расчленить данную схему на более простые участки, соединённые последовательно или параллельно.

    Рассмотрим пример смешанного соединения проводников (рис. 6).

    Рис. 6. Смешанное соединение

    Пусть В, Ом, Ом, Ом, Ом, Ом. Найдём силу тока в цепи и в каждом из резисторов.

    Наша цепь состоит из двух последовательно соединённых участков и . Сопротивление участка :

    Ом.

    Участок является параллельным соединением: два последовательно включённых резистора и подключены параллельно к резистору . Тогда:

    Ом.

    Сопротивление цепи:

    Ом.

    Теперь находим силу тока в цепи:

    A.

    Для нахождения тока в каждом резисторе вычислим напряжения на обоих участках:

    B;

    B.

    (Заметим попутно, что сумма этих напряжений равна В, т. е. напряжению в цепи, как и должно быть при последовательном соединении.)

    Оба резистора и находятся под напряжением , поэтому:

    A;

    A.

    (В сумме имеем А, как и должно быть при параллельном соединении.)

    Сила тока в резисторах и одинакова, так как они соединены последовательно:

    А.

    Стало быть, через резистор течёт ток A.

    Виды соединения проводников в электроустановках: последовательно или паралелльно

    В электротехнике применяют разные виды соединения проводников. Определенные особенности следует учитывать при подключении мощных потребителей и создании схем с малыми токами. Существенное значение имеет надежность соединений. Решить практические задачи без ошибок поможет изучение данной публикации. Кроме действующих правил, здесь представлены основы технологических процессов с подробным описанием отдельных операций.

    Для создания действующей электрической схемы надо уточнить теоретические и практические детали

    Прежде, чем начать соединять провода

    Подключение функциональных компонентов по изображенной на рисунке схеме выполняют с учетом выходных параметров источника питания. Приемники электрической энергии, лампы обладают определенным сопротивлением. Эти приборы создают с расчетом на определенное напряжение. В указанном варианте сила тока не изменяется в любой точке цепи. Базовые показатели рассчитывают по закону Ома (R=U/I).

    Каждый компонент создает разницу потенциалов, поэтому итоговая величина определяется суммой отдельных показателей (U общ. = U1+U2, где U1 и U2 – падение напряжение на первой и второй лампе, соответственно). Добавив сопротивление, можно изменить схему с учетом характеристик определенного осветительного прибора.

    Принцип соединения проводов

    Приведенный пример поясняет физику основных процессов. При составлении любой электрической цепи необходимо учитывать взаимное влияние главных параметров: тока, напряжения и сопротивления. Квалифицированные преобразования должны упрощать итоговое конструкторское решение схемы. Такие действия называют эквивалентными, если значения электрических параметров начального и трансформированного вариантов остаются неизменными.  

    Последовательное и параллельное соединения проводников

    Выше описано, какое соединение проводников в электротехнике называют последовательным. Типичным примером готового устройства является стандартная елочная гирлянда. Несложно догадаться, что в единой цепи выход из строя одного элемента нарушает общую функциональность.

    Устраняют отмеченный недостаток параллельным соединением проводников

    Этот вариант отличается повышенной надежностью. Его применяют в многорожковых люстрах. Если перегорает одна лампочка, источник света сохраняет частичную функциональность.    

    Законы последовательного и параллельного соединения проводников

    Для определения с выбором подходящей схемы следует изучить стандартные соединения совместно с расчетами. В последовательном варианте общее сопротивление, как и напряжение, суммируют (R общ= R1+ R2+…+RN). Для параллельного – пользуются формулой 1/R=1/R1+1/R2, или R=R1*R2/(R1+R2).

    Схема и расчеты для параллельного соединения

    Здесь напряжение в узлах (точки «А» и «В») остается неизменным, поэтому при разрыве цепи светимость лампы не изменяется. Сила тока в отдельных участках определяется сопротивлением.

    К сведению. Узлами в электротехнике называют точки, в которых соединяются 3 и большее количество проводников. 

    Расчет смешанной схемы делают последовательно

     

    Для упрощения трансформируют исходный вариант в удобный эквивалент, пользуясь узловыми точками для проверки

    Лишний элемент

    В этом примере ток через сопротивление R5 не идет, вне зависимости от номинала соответствующего компонента. Дело в том, что при одинаковых значениях на параллельных участках (проверочная формула – R1*R4=R2*R3) разница потенциалов между узлами «С» и «D» нулевая. Удаление этого элемента не изменит электрические характеристики схемы.

    Подключение в распределительной коробке

    Узловые точки удобно создавать с применением специализированных изделий. Типовые коробки создают из непроводящего, устойчивого к процессам коррозии пластика. В современных моделях предусмотрены входные отверстия с заглушками, фиксаторы для кабельной продукции. Крышка закрепляется герметично, обеспечивая дополнительную защиту от неблагоприятных внешних воздействий.

    При большом количестве проводов случайные ошибки исключают с применением разноцветных оболочек

    Технические нюансы разных видов соединения проводов

    Многие важные решения зависят от реальных условий монтажа и последующей эксплуатации. Вместо дешевого проводника из алюминия профильные специалисты предпочитают медь. Некоторое увеличение стоимости компенсируется меньшим удельным сопротивлением, стойкостью к изгибам, долговечностью. Класс защитных оболочек выбирают с учетом огнестойкости строительных конструкций.

    Для удобного и надежного соединения многожильных проводников пользуются наконечниками. Некоторые изделия такого типа устанавливают с применением специального прессующего инструмента.

    Соединения проводников в электрической цепи

    Уточнить условия безопасного для человека способа подключения бытового и промышленного оборудования можно с помощью нормативных документов (седьмое издание «Правил устройства электроустановок»). В ПУЭ соединение проводов скруткой не предусмотрено. Однако для полноты обзора ниже представлены все популярные технологии.

    Пайка электрических проводов

    Такой вариант хорошо подходит для соединения медных изделий по следующей инструкции:

    • снимают изоляцию (декоративные и защитные оболочки) на 35-50 мм;
    • зачищают проводник до металлического блеска;
    • расплавляют припой и канифоль, смазывают узел соединения;
    • для остывания не применяют принудительный обдув;
    • изолируют созданное соединение с применением термоусадочной трубки.

    Алюминиевые проводники соединяют с применением специализированного флюса.

    Для пайки платы, других сложных операций пригодится подобное приспособление с увеличительной лупой и держателями

    Соединение проводов типа скрутка

    Суть этой технологии определена названием. Очищенные проводники скручивают. Для изоляции пользуются электротехнической лентой с липким слоем, термоусадочной трубкой или полимерным колпачком СИЗ. Последний вариант – самый надежный, так как обеспечивает защиту от механических повреждений.

    Сварка проводников в электрических соединениях

    Эту процедуру выполняют с применением сварочного аппарата. Дугу создают с помощью электрода, сделанного из углерода. Особым составом предотвращают проникновение в место расплава кислорода. Чтобы соединение смогло послужить долго, кроме хорошо отработанных профессиональных реакций, понадобится точная настройка оборудования.     

    Соединение при помощи клеммной колодки

    В этом варианте особые навыки не нужны, поэтому правильные действия вполне по силам любому пользователю со средними способностями. Очищенные проводники надежно закрепляются винтовыми соединениями без чрезмерных усилий. В некоторых случаях для лучшей совместимости применяют цилиндрические (пластинчатые, кольцевые) наконечники.

    Клеммные колодки для силового кабеля

    Смешанное подключение

    Если дополнить скрутку пайкой, созданное соединение вполне будет соответствовать нормативам ПУЭ. Различные варианты можно комбинировать с условием сохранения хорошего состояния функциональных параметров.

    Выбрав, какое соединение подходит для каждого участка проекта, создают электрическую схему. Чертеж с пояснениями пригодится для составления перечня с кабелями, распределительными коробками, выключателями, расходными материалами, другими комплектующими. При скрытой установке специалисты рекомендуют делать фото, чтобы сохранить точное месторасположение функциональных элементов. Сложные расчеты (активные нагрузки, соединения «звездой» и др.) делают с помощью специализированных компьютерных программ. Соблюдение действующих правил поможет выполнить предписания ПУЭ, обеспечит безопасность, продлит срок службы созданной системы.

    Видео

    Конспект "Закон Ома. Соединение проводников"

    «Закон Ома для участка цепи.
    Соединение проводников»

    В предыдущем конспекте «Электрическое сопротивление» был установлено, что сила тока в проводнике зависит от напряжения на его концах. Если в опыте менять проводники, оставляя напряжение на них неизменным, то можно показать, что при постоянном напряжении на концах проводника сила тока обратно пропорциональна его сопротивлению. Объединив зависимость силы тока от напряжения и его зависимость от сопротивления проводника, можно записать: I = U/R. Этот закон, установленный экспериментально, называется закон Ома (для участка цепи).

    Закон Ома для участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному к его концам напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Прежде всего закон всегда верен для твёрдых и жидких металлических проводников. А также для некоторых других веществ (как правило, твёрдых или жидких).

    Потребители электрической энергии (лампочки, резисторы и пр.) могут по-разному соединяться друг с другом в электрической цепи. Два основных типа соединения проводников: последовательное и параллельное. А также есть еще два соединения, которые являются редкими: смешанное и мостовое.

    Последовательное соединение проводников

    При последовательном соединении проводников конец одного проводника соединится с началом другого проводника, а его конец — с началом третьего и т.д. Например, соединение электрических лампочек в ёлочной гирлянде.  При последовательном соединении проводников ток проходит через все лампочки. При этом через поперечное сечение каждого проводника в единицу времени проходит одинаковый заряд. То есть заряд не скапливается ни в какой части проводника.

    Поэтому при последовательном соединении проводников сила тока в любом участке цепи одинакова: I1 = I2 = I.

    Общее сопротивление последовательно соединённых проводников равно сумме их сопротивлений: R1 + R2 = R. Потому что при последовательном соединении проводников их общая длина увеличивается. Она больше, чем длина каждого отдельного проводника, соответственно увеличивается и сопротивление проводников.

    По закону Ома напряжение на каждом проводнике равно: U1 = I*R1, U2 = I*R2. В таком случае общее напряжение равно U = I (R1 + R2). Поскольку сила тока во всех проводниках одинакова, а общее сопротивление равно сумме сопротивлений проводников, то полное напряжение на последовательно соединённых проводниках равно сумме напряжений на каждом проводнике: U = U1 + U2.

    Из приведённых равенств следует, что последовательное соединение проводников используется в том случае, если напряжение, на которое рассчитаны потребители электрической энергии, меньше общего напряжения в цепи.

    Для последовательного соединения проводников справедливы законы: 

    1) сила тока во всех проводниках одинакова; 2) напряжение на всём соединении равно сумме напряжений на отдельных проводниках; 3) сопротивление всего соединения равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

    Параллельное соединение проводников

    Примером параллельного соединения проводников служит соединение потребителей электрической энергии в квартире. Так, электрические лампочки, чайник, утюг и пр. включаются параллельно.

    При параллельном соединении проводников все проводники одним своим концом присоединяются к одной точке цепи. А вторым концом к другой точке цепи. Вольтметр, подключенный к этим точкам, покажет напряжение и на проводнике 1, и на проводнике 2. В таком случае напряжение на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же: U1 = U2 = U.

    При параллельном соединении проводников электрическая цепь разветвляется. Поэтому часть общего заряда проходит через один проводник, а часть — через другой. Следовательно при параллельном соединении проводников сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме силы тока в отдельных проводниках: I = I1 + I2.

    В соответствии с законом Ома   I = U/R,   I1 = U1/R1,   I2 = U2/R2. Отсюда следует: U/R = U1/R1 + U2/R2, U = U1 = U2,  1/R = 1/R1 + 1/R2  Величина, обратная общему сопротивлению параллельно соединенных проводников, равна сумме величин, обратных сопротивлению каждого проводника.

    При параллельном соединении проводников их общее сопротивление меньше, чем сопротивление каждого проводника. Действительно, если параллельно соединены два проводника, имеющие одинаковое сопротивление г, то их общее сопротивление равно: R = г/2. Это объясняется тем, что при параллельном соединении проводников как бы увеличивается площадь их поперечного сечения. В результате уменьшается сопротивление.

    Из приведённых формул понятно, почему потребители электрической энергии включаются параллельно. Они все рассчитаны на определённое одинаковое напряжение, которое в квартирах равно 220 В. Зная сопротивление каждого потребителя, можно рассчитать силу тока в каждом из них. А также соответствие суммарной силы тока предельно допустимой силе тока.

    Для параллельного соединения проводников справедливы законы:

    1) напряжение на всех проводниках одинаково; 2) сила тока в месте соединения проводников равна сумме токов в отдельных проводниках; 3) величина, обратная сопротивлению всего соединения, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников.

    Смешанное соединение проводников

    Смешанное соединение – соединение, которое является совокупностью последовательных и параллельных соединений. Для нахождения эквивалентного сопротивления нужно, “свернуть” схему поочередным преобразованием параллельных и последовательных участков цепи.

    Существует и 4-й вид соединения проводников — мостовое, которое является самым сложным.

    Конспект урока по физике в 8 классе «Закон Ома. Соединение проводников».

    Следующая тема: «Работа и мощность электрического тока».

     

    Виды соединения проводов: плюсы и минусы

    Каким способом соединить провода?

    Виды соединений проводов мы рассматривали уже не раз, но вновь и вновь возвращаемся к этому вопросу. Ведь именно качественные контактные соединения являются залогом надежной работы любой электрической сети, а сами электрики частенько называют электротехнику наукой о контактных соединениях. Поэтому в нашей статье мы рассмотрим все возможные варианты соединения проводов, их особенности, преимущества и недостатки.

    Соединение проводов типа скрутка

    Одним из самых распространенных соединений является обычная скрутка проводов. Это не удивительно, ведь для ее реализации не надо никаких особых приспособлений или инструментов. Некоторые даже умудряются ее выполнить просто своими руками.

    Варианты соединения проводов способом скрутки

    • На данный момент существует богатое разнообразие типов скруток для самых различных вариантов проводов. Скруткой соединяют между собой одножильные провода, соединяют многожильные провода и даже одножильные с многожильными. Скруткой можно выполнить любое соединение, но вот только встает вопрос качества такого соединения.
    • Проконтролировать его практически невозможно. Ведь тут крайне важно усилие, которое действует между проводами после такого соединения. А нормировать его практически невозможно, так как для разных по материалу, сечению и типу изготовления проводов оно должно быть различным. Да и поведение таких соединений в процессе эксплуатации определить сложно.

    Скрутка проводов может привести к пожару

    • В связи с этим соединения типа скрутка было решено запретить, как недостаточно надежные. Конечно, это не привело к полному исчезновению данного типа соединения проводов, и еще есть немало его приверженцев, но если вы хотите создать действительно качественное соединение, то от скруток лучше отказаться.

    Разрешенные способы соединения проводов

    Но существует богатое разнообразие соединений, которые не только обеспечивают должную надежность, но и гарантируют свое качество в процессе эксплуатации. Согласно п.2.1.21 ПУЭ допускаются следующие виды соединения проводников — сваривание, опрессовка, пайка или сжимы. Сжимы могут быть винтовыми или болтовыми. Давайте рассмотрим каждый из этих видов соединений отдельно.

    Из этого видео Вы узнаете о способах соединения проводов.

    Сварка проводов

    Одним из лучших вариантов в плане надежности контактного соединения является сварка проводов. С ее помощью допускается выполнять соединения не только проводов небольшого сечения, но и высоковольтных линий, термических установок и практически любого оборудования.

    Сварка проводов

    • Для сварки проводов применяют специальные сварочные трансформаторы с напряжением вторичной обмотки от 9 до 36В. Заводские изделия данного типа обычно представлены сварочниками инвентарного типа, которые достаточно легки и просты в обращении. Мощность таких изделий обычно не превышает 800Вт.

    Сварочник для проводов

    • Но учитывая, что цена таких заводских изделий достаточно высока, можно использовать и самодельный аппарат. Для его создания потребуется лишь трансформатор с соответствующими параметрами.
    • Главной особенностью сварочника для проводов является электрод. Он должен быть выполнен из графита. И если в заводских изделиях представлен угольный электрод специальной формы с углублением, то в самодельных изделиях часто используют графитовый стержень от обычной батарейки.

    Электроды для сварки проводов

    • Вторичный ток сварочного аппарата регулируется в зависимости от типа свариваемых проводов. Обычно он колеблется в пределах 60 А для проводов сечением в 1-1,5 мм2 и может достигать значений в 100А и более для проводов сечением в 16 мм2.

    Процесс сварки проводов

    • Сваривать можно любые провода одинакового материала изготовления. А вот выполнить сварку алюминиевого и медного провода у вас вряд ли получится. Это связано с разными температурами плавления у этих металлов.

    На фото сварка алюминиевых проводов

    • Если вам необходимо сварить медный одножильный и многожильный провод, то эту операцию придется выполнять в два действия. Сначала сваривают между собой жилы многожильного провода, а уже затем происходит сварка одно- и многожильного провода.

    Сварка многожильных проводов

    • В целом такой вид соединения считается одним из самых надежных и долговечных. Но необходимость специального оборудования, которое нельзя назвать дешевым, сильно тормозит развитие сварочного способа соединения проводов.

    Опрессовка проводов

    Такие виды соединений проводников, как опрессовка, так же относятся к одним из наиболее качественных. Опрессовкой выполняют соединения проводов небольшого сечения, соединение высоковольтных линий и электрооборудования в термических установках. В отличие от сварки оно более доступно, но также требует наличия специального инструмента.

    Кримпер

    		 Обжимной инструмент для опрессовки проводов называется кримпер. Его основная задача сжать специальную прессовочную гильзу с таким усилием, которое обеспечит надежное соединение проводов.  Существует несколько видов кримперов.

    Кримпер гидравлический

    		 Прежде всего, кримперы разделяются по способу создания необходимого усилия. Это могут быть ручные или гидравлические устройства. Ручной инструмент обычно применяется для обжимки проводов сечением до 16 мм2.

    Для проводов большего сечения обычно применяют гидравлический инструмент, способный обеспечить большее усилие сжатия.

    Кримпер с набором губок

    		 Для бытового использования обычно применяются ручной инструмент. Он может иметь несколько губок для обжима проводов разного сечения. Обычно таковых до четырех. Более продвинутые модели имеют возможность смены губок под соответствующее сечение провода.

    Такой вариант более многофункционален. Для такого инструмента крайне желательно, чтобы регулировка могла осуществляться в широком диапазоне сечений.

    Опрессовка стык в стык

    		 Также для опрессовки необходимы расходные материалы, которые называются гильзы. Существует два вида гильз: для соединения проводов стык в стык и для соединения методом нахлеста.

    Большее распространение для соединения проводников небольшого диаметра получили гильзы второго типа.

    Гильзы для опрессовки внахлест

    		 Для соединения внахлест существует четыре вида гильз. Это медные, алюминиевые, медно-алюминиевые и изолированные жилы. Из названия в принципе понятны их различия.

    Варианты прессовки проводников

    		 Соединять методом опрессовки можно любые провода, любых сечений. Причем возможен вариант соединения алюминиевых проводников с медными. Единственным недостатком такого соединения являете их неразборность.

    В связи с этим в местах контактных соединений следует обеспечивать достаточный запас провода.

    Соединение методом пайки

    Следующим вариантом соединения проводников, который допускает инструкция, является пайка. Данный метод применяется преимущественно в низковольтных сетях, для небольших по сечению проводников.

    Его применение для соединений высоковольтных линий и в термических установках не допускается. А для соединения силовых проводов не приветствуется в связи с тем, что при больших температурах нагрева данное соединение может потерять свои свойства.

    Соединение проводов методом пайки

    • Для соединения проводов методом пайки нам не обойтись без паяльника. Много рассказывать о этом устройстве мы не будем, думаю он знаком всем, кто хоть немного знаком с электротехникой.

    Паяем провод

    • Для пайки проводов нам так же необходим расходный материал – это флюс и припой. В качестве них могут использоваться различные материалы, что отчасти зависит от материала паяемых проводов.

    Пайка многожильных проводов

    • Процесс пайки не так сложен, но имеет свои особенности. В первую очередь это связано с многожильными проводами, в которых для качественного соединения необходимо обработать флюсом каждый провод по отдельности.  Это значительно усложняет процесс.
    • Также свои особенности имеет и пайка алюминиевых проводов. Ведь они покрыты слоем оксида алюминия, который перед пайкой следует удалить. Для этого обычно используют тинол, которым натирают алюминиевый провод, а затем обжигают горелкой, как это показано на видео. Данная манипуляция на незначительное время удаляет оксидную пленку. Но она образуется вновь достаточно быстро, поэтому пайку необходимо выполнять в очень сжатые сроки.

    Пайка алюминиевых проводов

    • Вообще, главной проблемой пайки является ее длительность. Поэтому при монтаже силовых цепей, когда нам необходимо выполнять десятки соединений применять ее достаточно хлопотно. В то же время такой индивидуальный подход к каждому соединению позволяет создавать контактные соединения высокого качества, что является главным преимуществом пайки.

    Сжимные соединения

    Наиболее популярными и распространенными являются разнообразные сжимные соединения. Ведь для них не нужен специальный инструмент.

    При этом они обеспечивают достаточное качество соединения и, что самое важное, в отличие от всех остальных допустимых методов, являются разборными. То есть их легко можно разобрать и выполнить подключение повторно.

    Соединение проводов болтом и гайкой

    • Самое простое соединение проводников под один болт выполняется при помощи болта и гайки. Для этого с проводников снимают изоляцию, оборачивают вокруг болта и зажимают гайкой. Для надежности между шляпкой болта и гайкой лучше установить шайбы соответствующего диаметра.
    • С помощью такого соединения можно соединять многожильные, одножильные и многожильные с одножильными проводниками одного материала. Для соединения медных и алюминиевых проводов таким способом следует применять специальную смазку, которая препятствует попаданию влаги между проводниками.

    Последствия установки стальной шайбы между медным и алюминиевым проводом

    Обратите внимание! На некоторых сайтах вы найдете предложение установить между медным и алюминиевым проводом стальную шайбу, которая исключит процесс электролиза между ними. Это так, электролиз между материалами происходить не будет, но вот нагрев в следствии появление в цепи материала с высоким сопротивлением увеличится. И если через такое соединение будут протекать существенные токи, такая шайба вполне может привести к пожару.

    Зажимные клеммники

    • Но именно болтовое соединение проводов, в последнее время используется все реже, ведь сейчас на рынке представлено богатое разнообразие клеммников самого разнообразного исполнения. Это и винтовые клеммы, и зажимные, и пружинные. Каждый из этих вариантов имеет свои плюсы и минусы, которые мы уже не раз рассматривали в других разделах нашего сайта. Поэтому возвращаться к этому вопросу вновь не имеет никакого смысла.

    Винтовые клеммники

    • Отдельно отметим только то, что соединения многожильных проводов винтовыми клеммами должны выполняться при помощи специальных наконечников, которые исключают обрыв части жил при зажиме. Либо для этих целей должны использоваться клеммы со специальными плоскими зажимными площадками.

    Наконечники для защиты многожильных и алюминиевых проводников

    Обратите внимание! При зажиме винтовыми клеммами проводов из алюминия так же следует пользоваться такими наконечниками. Это связано с тем, что алюминий материал достаточно мягкий и при зажиме может просто продавиться.

    • Что касается вопроса соединения медных и алюминиевых проводов, то обычно этот вопрос для винтовых клемм не стоит. Ведь они выполняются из латуни, которая препятствует процессу электролиза между этими материалами.

    Вывод

    Соединения проводов и виды подключения могут применяться самые разные. Главное, чтобы они обеспечивали должный уровень контакта и долговечность.

    Поэтому при выборе типа соединения проводов учитывайте не только удобство монтажа, но и условия, в которых предстоит работать соединению. И тогда ваши контакты не доставят вам никаких проблем и через десятки лет.

    Подключение и выбор провода защитного заземления

    Защитные проводники (PE) обеспечивают скрепляющее соединение между всеми открытыми и внешними проводящими частями установки, создавая основную систему уравнивания потенциалов. Эти проводники проводят ток короткого замыкания из-за нарушения изоляции (между фазным проводом и открытой проводящей частью) к заземленной нейтрали источника. PE-провода подключаются к главному заземляющему зажиму установки.

    Главный зажим заземления соединен с заземляющим электродом (см. Главу E) заземляющим проводом (провод заземляющего электрода в США).

    PE-провода должны быть:

    • Изолированный и окрашенный в желтый и зеленый (полосы)
    • Защищено от механических и химических повреждений

    В схемах с заземлением IT и TN настоятельно рекомендуется прокладывать проводники PE в непосредственной близости (т. Е. В тех же кабелепроводах, на одном кабельном лотке и т. Д.) С кабелями под напряжением. соответствующей схемы. Такое расположение обеспечивает минимально возможное индуктивное сопротивление в токоведущих цепях замыкания на землю.

    Следует отметить, что такое расположение предусмотрено конструкцией шинопроводов (шинопроводов).

    Подключение

    PE-проводники должны:

    • Не включать какие-либо средства нарушения целостности цепи (например, переключатель, съемные перемычки и т. Д.)
    • Подключайте открытые токопроводящие части по отдельности к основному проводу защитного заземления, т.е. параллельно, а не последовательно, как показано на Рисунок G55
    • Иметь отдельный вывод на общих шинах заземления в распределительных щитах.

    Рис. G55 - Плохое соединение в последовательном соединении оставит все последующие устройства незащищенными

    Схема ТТ

    Провод защитного заземления не обязательно устанавливать в непосредственной близости от токоведущих проводов соответствующей цепи, поскольку для срабатывания защиты типа УЗО, используемой в установках TT, не требуются высокие значения тока замыкания на землю.

    Схемы IT и TN

    PE или PEN провод, как отмечалось ранее, должен быть проложен как можно ближе к соответствующим токоведущим проводам цепи, и между ними не должно быть никаких ферромагнитных материалов.PEN-провод всегда должен быть подсоединен непосредственно к клемме заземления устройства, с петлевым соединением от клеммы заземления к клемме нейтрали устройства (см. рис. G56).

    • Схема TN-C (нейтраль и заземляющий проводник - одно и то же, называемое проводником PEN)
    Защитная функция проводника PEN имеет приоритет, поэтому все правила, регулирующие проводники PE, применяются строго к PEN проводники
    PE-проводник для установки подключается к PEN-клемме или шине (см. Рисунок G56), как правило, в исходной точке установки.После точки разъединения нельзя подключать PE-провод к нейтральному проводу.

    Рис. G56 - Прямое подключение PEN-проводника к заземляющей клемме прибора

    Рис. G57 - Схема TN-C-S

    Виды материалов

    Материалы типов, упомянутых ниже в Рис. G58, могут использоваться для PE-проводников при условии, что выполняются условия, указанные в последней колонке.

    Рис. G58 - Выбор защитных проводников (PE)

    Схема
    Тип провода защитного заземления (РЕ) IT схема TN схема ТТ Условия, которые необходимо соблюдать
    Дополнительный проводник В том же кабеле, что и фазы, или в одной кабельной трассе Настоятельно рекомендуется Настоятельно рекомендуется Правильно PE-проводник должен быть изолирован на том же уровне, что и фазы.
    Независимо от фазных проводников Возможно [a] Возможно [a] [b] Правильно
    • PE-проводник может быть неизолированным или изолированным [b]
    • Электрическая непрерывность должна быть обеспечена защитой от механических, химических и электрохимических воздействий
    • Их проводимость должна быть адекватной
    Металлический корпус шинопровода или других сборных сборных каналов [c] Возможно [d] PE возможно [d]
    PEN возможно [e]     		Правильно
    Наружная оболочка экструдированных проводников с минеральной изоляцией (например,г. Системы типа «пиротенакс») Возможно [d] PE возможно [d]
    PEN не рекомендуется [b] [d]     		Возможно
    Некоторые посторонние проводящие элементы [f] , такие как:
    • Металлоконструкция здания
    • Станины машин
    • Водопроводные трубы [г]
    		Возможно [в] PE возможно [h]

    PEN запрещено

    		Возможно
    Металлические кабельные каналы, такие как трубы [i] каналы, желоба, лотки, лестницы и т. Д. Возможно [в] PE возможно [h]
    PEN не рекомендуется [b] [h]     		Возможно
    Запрещается использовать в качестве проводников PE: металлические трубы [i] , газовые трубы, трубы для горячей воды, ленты для армирования кабелей [i] или провода [i]
    1. ^ 1 2 В схемах TN и IT устранение повреждения обычно достигается с помощью устройств максимального тока (предохранителей или автоматических выключателей), так что полное сопротивление контура тока повреждения должно быть достаточно низким, чтобы гарантировать положительное срабатывание защитного устройства. 1 2 3 4 Запрещено только в некоторых странах. Универсально разрешено использовать для дополнительных эквипотенциальных проводов.
    .

    Размер проводника: методология и определение

    Методология

    (см. , рисунок G1)

    Составные части электрической цепи и ее защиты определяются таким образом, чтобы выполнялись все нормальные и ненормальные условия эксплуатации.

    После предварительного анализа требований к мощности установки, как описано в Подстанции потребителя с измерением низкого напряжения, проводится исследование кабельной разводки [1] и ее электрической защиты, начиная с источника установки, через промежуточные от ступеней до конечных цепей.

    Кабельная разводка и ее защита на каждом уровне должны удовлетворять нескольким условиям одновременно, чтобы обеспечить безопасную и надежную установку, например это должно:

    • Перенести постоянный ток полной нагрузки и нормальные кратковременные сверхтоки
    • Не вызывать перепадов напряжения, которые могут привести к ухудшению рабочих характеристик определенных нагрузок, например: чрезмерно длительный период разгона при запуске двигателя и т. Д.

    Кроме того, защитные устройства (автоматические выключатели или предохранители) должны:

    • Защита кабелей и шин от всех уровней перегрузки по току, вплоть до токов короткого замыкания
    • Обеспечьте защиту людей от опасностей косвенного прикосновения (защита от короткого замыкания), особенно в системах с заземлением TN и IT, где длина цепей может ограничивать величину токов короткого замыкания, тем самым задерживая автоматическое отключение (следует помнить, что TT - заземленные установки обязательно должны быть защищены в источнике УЗО, обычно рассчитанным на 300 мА).

    Площадь поперечного сечения проводников определяется общим методом, описанным в Практическом методе определения наименьшей допустимой площади поперечного сечения проводников цепи данной главы. Помимо этого метода, некоторые национальные стандарты могут предписывать минимальную площадь поперечного сечения, которую необходимо соблюдать из соображений механической прочности. Для особых нагрузок (как указано в главе «Характеристики конкретных источников и нагрузок») необходимо, чтобы питающий их кабель был большего размера, а также была изменена защита цепи.

    Рис. G1 - Схема выбора сечения кабеля и номинала защитного устройства для данной схемы

    Определения

    Максимальный ток нагрузки: I B

    • На уровне конечных цепей этот расчетный ток (согласно IEV «Международный электротехнический словарь» ref 826-11-10) соответствует номинальной мощности нагрузки в кВА. В случае запуска двигателя или других нагрузок, требующих высокого пускового тока, особенно при частом запуске (например,г. подъемные двигатели, точечная сварка сопротивлением и т. д.) необходимо учитывать совокупное тепловое воздействие сверхтоков. Это касается как кабелей, так и тепловых реле.
    • На всех уровнях входной цепи этот ток соответствует подаваемой кВА, которая учитывает коэффициенты разнесения и использования, ks и ku соответственно, как показано на Рис. G2.

    Рис. G2 - Расчет максимального тока нагрузки I B

    Максимально допустимый ток: I z

    Допустимая нагрузка по току I z - это максимально допустимый ток, который кабели цепи могут выдерживать в течение неограниченного периода времени без сокращения его обычного срока службы.

    Ток зависит для данной площади поперечного сечения проводов от нескольких параметров:

    • Состав кабеля и кабельной трассы (медные или алюминиевые жилы; изоляция из ПВХ или EPR и т. Д .; количество активных жил)
    • Температура окружающей среды
    • Способ установки
    • Влияние соседних цепей

    Максимальные токи

    Перегрузка по току возникает каждый раз, когда значение тока превышает максимальный ток нагрузки IB для данной нагрузки.

    Этот ток необходимо отключать с быстротой, зависящей от его величины, если необходимо избежать необратимого повреждения кабеля (и устройства, если перегрузка по току вызвана неисправным компонентом нагрузки).

    Относительно короткие сверхтоки могут возникать при нормальной работе; Различают два типа сверхтока:

    Эти сверхтоки могут возникать в исправных электрических цепях, например, из-за ряда небольших кратковременных нагрузок, которые иногда возникают одновременно: пусковые нагрузки двигателя и так далее.Если хотя бы одно из этих условий сохраняется по истечении заданного периода времени (в зависимости от настроек защитного реле или номиналов предохранителей), цепь будет автоматически отключена.
    Эти токи возникают в результате нарушения изоляции между токоведущими проводниками и / или между токоведущими проводниками и землей (в системах, имеющих нейтрали, заземленные через низкое сопротивление) в любой комбинации, а именно:
    • 3 фазы с коротким замыканием (и на нейтраль и / или землю, или нет)
    • 2 фазы короткозамкнуты (на нейтраль и / или землю или нет)
    • 1 фаза, замкнутая накоротко на нейтраль (и / или на землю)
    1. ^ Термин «кабельная разводка» в этой главе охватывает все изолированные проводники, включая многожильные и одножильные кабели, изолированные провода, протянутые в кабелепроводы и т. Д.
    .

    Типы, размеры и установка электрических кабелей

    Электрический кабель предназначен для передачи электроэнергии из одной точки в другую. В зависимости от конечного применения кабели могут иметь разные конфигурации, всегда основанные на конструкции в соответствии с национальными и международными правилами.

    Кабели электрические Напряжение

    Электрический кабель измеряется в вольтах, и в зависимости от этого они делятся на ту или иную группу:

    • Кабели низкого напряжения (до 750 В): для различных применений, с термопластическим и термореактивным покрытием.Они спроектированы и построены в соответствии с согласованными стандартами.
    • Кабели низкого напряжения (до 1000 В): (также называемые (0,6 / 1 кВ) Кабели в этом разделе используются для промышленных энергетических установок в различных областях (общая промышленность, общественные установки, инфраструктуры и т. Д.) Они разработаны в соответствии с международными стандартами (UNE, IEC, BS, UL).
    • Кабели среднего напряжения: от 1 кВ до 36 кВ. Они используются для распределения электроэнергии от электрических подстанций к трансформаторным станциям.
    • Кабели высокого напряжения: от 36 кВ. Они используются для транспортировки электроэнергии от генерирующих станций на электрические подстанции.

    Виды электрического кабеля по назначению

    Кабели низковольтные

    Кабели для электрощитов

    Кабели гибкие для электромонтажа электрошкафов . Эти электрические кабели особенно подходят для домашнего использования, для прокладки в общественных местах и ​​для внутренней проводки электрических шкафов, распределительных коробок и небольших электрических приборов.

    Кабели силовые

    Кабели энергетические для промышленных объектов и общественных мест . Силовые кабели обычно используются для передачи энергии во всех типах низковольтных соединений, для промышленного использования и для частотно-регулируемых приводов (VFD).

    Кабели армированные

    Кабели с алюминиевой или стальной арматурой для установок с риском механического воздействия . Также часто можно найти бронированные кабели в местах, где присутствуют грызуны, а также в установках в помещениях с риском пожара и взрыва (ATEX).

    Кабели резиновые

    Использование очень гибких резиновых кабелей очень разнообразно. Мы можем найти резиновые кабели в стационарных промышленных установках, а также в мобильных сервисах . Сварочные кабели должны иметь резиновую оболочку, которая позволяет передавать большие токи между сварочным генератором и электродом.

    Безгалогенные кабели

    Кабели повышенной безопасности без галогенов (LSZH) с низким выделением дыма и коррозионных газов в случае пожара подходят для использования в электропроводке электрических панелей и общественных мест , всевозможных установок в общественных местах, отдельных ответвлений, аварийных цепей. , общественные торговые сети, а также для мобильной связи.

    Кабели огнестойкие

    Эти кабели специально разработаны для передачи электроэнергии в экстремальных условиях , возникающих во время продолжительного пожара, гарантируя питание аварийного оборудования, такого как сигнализация, дымососы, акустические сигнализации, водяные насосы и т. Д. Их использование рекомендуется в аварийных цепях. в местах с согласия общественности.

    Кабели управления

    Контрольные кабели для стационарных или мобильных установок должны быть чрезвычайно гибкими, поскольку они в основном предназначены для небольших бытовых приборов, для соединения частей машин, используемых в производстве, для систем сигнализации и управления, для подключения двигателей или преобразователей частоты, для передачи сигнала, когда напряжение, вызванное внешним электромагнитным полем, может повлиять на передаваемый сигнал, или для подключений источника питания, чтобы избежать генерации электромагнитных полей.

    Инструментальные кабели

    Это гибкие и экранированные кабели для передачи сигналов между оборудованием в промышленных установках . Особенно подходит для оптимальной передачи данных в средах с высоким уровнем электромагнитных помех.

    Солнечные кабели

    Эти кабели особенно подходят для подключения фотоэлектрических панелей и от панелей к инвертору постоянного тока в переменный. Благодаря конструкции материалов и покрытия, которое особенно устойчиво к солнечному излучению и экстремальным температурам, они могут быть установлены на открытом воздухе с полной гарантией.

    Кабели специальные

    Существует широкий ассортимент электрических кабелей для специальных установок , таких как: установка временных световых гирлянд на торговых ярмарках; соединения для мостовых кранов, подъемников и подъемников; Применяется в погружных насосах и областях питьевой воды, таких как аквариумы, системы очистки, фонтаны питьевой воды или в плавательных бассейнах для освещения, очистки и очистки.

    Алюминиевые кабели

    Алюминиевые кабели для передачи энергии подходят для стационарной прокладки в помещении, на открытом воздухе и / или под землей.

    Кабели среднего напряжения

    RHZ1

    Кабель среднего напряжения типа RHZ1 с изоляцией из сшитого полиэтилена, без галогенов и не распространяющий пламя и / или огонь. Это кабели, идеально приспособленные для транспортировки и распределения энергии в сетях среднего напряжения.

    HEPRZ1

    Кабель среднего напряжения с изоляцией HEPR, без галогенов и не распространяющий пламя и / или огонь. Идеален для транспортировки и распределения энергии в сетях среднего напряжения.

    МВ-90

    Кабель среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена по американскому стандарту. Для транспортировки и распределения энергии в сетях среднего напряжения.

    РХВхМВх

    Медно-алюминиевый кабель среднего напряжения для специальных применений. Особенно рекомендуется для установок, где существует риск присутствия масел и химических агентов углеводородного типа или их производных.

    Компоненты электрического кабеля

    Электрический кабель состоит из:

    • Электрический проводник: , который направляет поток электричества
    • Изоляция: покрывает и сдерживает электрический ток в проводнике.
    • Вспомогательные элементы: , защищающие кабель и гарантирующие его долговечность.
    • Наружная оболочка: покрывает все упомянутые материалы, защищая их снаружи.

    Виды электропроводов

    • Оголенный проводник : одинарный твердотельный провод, негибкий и без покрытия.
    • Алюминиевые электрические проводники: В некоторых случаях также используются алюминиевые проводники, несмотря на то, что этот металл на 60% хуже проводник, чем медь.
    • Медные электрические проводники: наиболее часто используемый материал.
    • Гибкий медный проводник: представляет собой набор тонких проводов, покрытых изоляционным материалом. Они гибкие и податливые.
    • Одножильный кабель: одножильный кабель.
    • Многожильный кабель: кабель с несколькими жилами.

    Виды изоляции электрических кабелей

    Изоляция заключается в нанесении изоляционного покрытия на проводник для предотвращения утечки тока.Их делят на две большие группы: термопласты и термореактивные материалы.

    1. Термопластическая изоляция

    Наиболее распространенными при производстве электрических кабелей являются:

    • ПВХ: Поливинилхлорид
    • Z1: Полиолефины
    • PE : линейный полиэтилен
    • УЕ: Полиуретан

    2. Термореактивная изоляция

    Самые распространенные:

    • EPR: Этилен пропилен
    • XLPE : сшитый полиэтилен
    • EVA : Этилвинилацетат
    • SI : Силикон
    • PCP: Неопрен
    • SBR : Натуральный каучук

    Виды металлических защит электрических кабелей

    В некоторых случаях кабели могут иметь металлические экраны.

    • Экраны: это электрические металлические защиты, применяемые для изоляции сигналов, проходящих через внутреннюю часть кабеля, от возможных внешних помех.
    • Броня : это механическая защита, защищающая кабель от возможных внешних воздействий: животных, ударов и т. Д.

    Номенклатура электрических кабелей по нормам

    Каждый кабель имеет стандартное обозначение. Это обозначение состоит из набора букв и цифр, каждая из которых имеет определенное значение.Это обозначение относится к ряду характеристик продукта (материалы, номинальное напряжение и т. Д.), Которые облегчают выбор наиболее подходящего кабеля для ваших нужд, избегая возможных ошибок при подаче одного кабеля другим.

    Если на кабеле четко не указаны эти данные, это может быть дефектный кабель, который не соответствует правилам безопасности или не гарантирует срок службы и надлежащую работу кабеля.

    Обозначение по типу изоляции

    номенклатура Тип кабеля
    R Сшитый полиэтилен (XLPE)
    X Сшитый полиэтилен (XLPE)
    Z1 Безгалогенный термопластичный полиолефин
    Z Безгалогенный термореактивный эластомер
    В Поливинилхлорид (ПВХ)
    S Безгалогеновый термореактивный силиконовый компаунд
    D Этилен-пропиленовый эластомер (EPR)

    Обозначение экрана, внутренняя облицовка, якорь сиденья

    номенклатура Тип кабеля
    C3 Экран из медной проволоки, спирально расположенный
    C4 Экран медный в виде оплетки на собранные изолированные жилы.
    В Поливинилхлорид (ПВХ)
    Z1 Безгалогенный термопластичный полиолефин

    Если нет экрана, внутренней облицовки и седла якоря, буква не используется.

    Обозначение различных видов брони

    номенклатура Тип кабеля
    Ф Стальная лента, расположенная по спирали.
    FA Алюминиевая лента по спирали
    FA3 Алюминиевая лента с продольным рифлением
    M Заводная головка из стальной проволоки
    MA Заводная головка из алюминиевой проволоки

    Обозначение наружной оболочки

    номенклатура Тип кабеля
    В Поливинилхлорид (ПВХ)
    Z1 Безгалогенный термопластичный полиолефин
    Z Безгалогенный термореактивный эластомер
    N Вулканизированный хлорированный полимер

    Обозначение проводника

    номенклатура Тип кабеля
    К Гибкая медь (класс 5) для стационарных установок
    Ф Гибкий медный кабель (класс 5) для мобильной связи
    D Гибкий для кабелей сварочного аппарата.Когда на нем нет букв, провод из сплошной меди 1 или 2 класса.
    AL AL Если проводник сделан из алюминия, отображается (AL).

    Номинальная нагрузка

    Номинальный напряжение
    0,6 / 1 кВ Номинальное напряжение 1000 В

    Расшифровка количества жил

    номенклатура Тип кабеля
    nGS Количество и сечение жил в мм2 с желто-зеленым проводом
    nxS Количество и сечение жил в мм2, без жилы Желтый / Зеленый

    Правила проектирования кабелей

    Правила проектирования кабелей также указаны в маркировке каждого кабеля:

    • UNE 21123
    • МЭК 60502
    • UNE 21150

    Дополнительные данные

    номенклатура Тип кабеля
    CE CE Маркировка CE является обязательной для маркетинга продукта в Европейском сообществе.Эта маркировка может быть на продукте или на упаковке.
    Дата изготовления Дата изготовления (ГГММДД). Дата изготовления обычно указывается для отслеживания. Прослеживаемость позволяет узнать, кто, когда и где выполнял каждый этап процесса и с какими материалами.

    Вы можете просмотреть концепции в этом видео, которое мы подготовили:

    Критерии определения размеров электрических проводников

    Существует два критерия выбора размеров медных проводников:

    • В стандарте AWG-American Wire Gauge проводники определяются путем указания количества проводов и диаметра каждого провода.
    • При европейском сечении (мм2) проводники определяются путем указания максимального сопротивления проводника (Ом / км). Жесткие или гибкие проводники определяются путем указания минимального количества проводов или максимального диаметра проводов, образующих их. Кроме того, фактические геометрические сечения несколько меньше номинальных.

    Измерения электрического кабеля

    Сечение в мм2 (AWG) ТОК ПОТРЕБЛЕНИЯ Б / У
    25 мм2 4 Очень высокий Центральное кондиционирование и промышленное оборудование..
    16 мм2 6 Высокий воздух Кондиционеры, электроплиты и электрические соединения.
    10 мм2 8 Средне-высокий Холодильники и сушилки.
    6 мм2 10 Средний Микроволновая печь и блендеры
    4 мм2 12 Средний Освещение
    2.5 мм2 14 Менее Лампы
    1,5 мм2 16 Очень низкий Термостаты, звонки или системы безопасности.

    Типы цветов электрических кабелей и их значение

    Цвета электрических кабелей соответствуют стандарту Международной электротехнической комиссии IEC 60446 . Для обозначения проводов допускаются следующие цвета: черный, коричневый, красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый, серый, белый, розовый и бирюзовый.

    • Нейтральный провод : синий. Рекомендуется не использовать больше синих проводов, чтобы избежать путаницы.
    • Фазовый провод : черный, серый или коричневый.
    • Защитный провод или заземляющий провод : два цвета, желтый и зеленый. Использование однотонных кабелей желтого или зеленого цвета разрешается только в тех местах, где по соображениям безопасности исключена возможность их перепутывания с системой заземления.
    .

    Проводников в электростатическом поле. Распределение заряда в проводнике. Связь между напряженностью поля на поверхности проводника и поверхностной плотностью заряда. Емкостные проводники. Конденсаторы. Энергия электростатического поля.

    Проводники в электростатическом поле

    § 1 из Распределение заряда в проводнике.

    Связь между напряжённостью поля на поверхности проводника и поверхностной плотностью заряда

    Свободные заряды в проводнике могут перемещаться под действием сколь угодно малой силы. Следовательно, для уравновешивания зарядов в проводнике должны выполняться следующие условия:

    1. Напряженность поля внутри проводника должна быть равна нулю, т.к.
    2. т.е. потенциал внутри проводника должен быть постоянным.
    Напряженность поля на поверхности проводника должна быть перпендикулярна поверхности.

    Следовательно, поверхностный заряд проводника в состоянии равновесия является эквипотенциальным.
    В состоянии равновесия заряды в любом месте внутри проводника не могут быть избыточными - они распределены по поверхности проводника с плотностью σ.

    Рассмотрим замкнутую поверхность в форме цилиндра, генераторы которого перпендикулярны поверхности проводника.На поверхности проводника находятся свободные заряды с поверхностной плотностью σ.

    Поскольку внутри проводника нет зарядов, поток через поверхность цилиндра внутри проводника равен нулю. Поток через верхнюю часть цилиндра вне проводника по теореме Гаусса равен

    т.е. вектор электрического смещения, равный поверхностной плотности свободных зарядов проводника или

    II.Приводя незаряженный проводник к внешнему электростатическому полю, его свободные заряды будут двигаться: положительный - по полю, отрицательный - против поля. Тогда на одной стороне проводника будут накапливаться положительные, а на другой отрицательные заряды. Эти обвинения называются искусственными. Перераспределение зарядов будет до тех пор, пока интенсивность в проводнике станет равной нулю, а интенсивность линии вне проводника будет перпендикулярной к поверхности. Индуцированные заряды появляются на проводнике из-за смещения, т. Е. Представляют собой заряды с поверхностной плотностью и смещены, что называется вектором электрического смещения.

    § 2 Емкостные проводники.

    Конденсаторы


    I. Уединенные называют проводниками, вдали от других проводников тел зарядов. Потенциал такого проводника прямо пропорционален заряду на нем.

    Из опыта следует, что разные проводники, будучи одинаково заряженными Q 1 = Q 2 , принимают разные потенциалы φ 1 ≠ φ 2 из-за различных форм, размеров и окружающей среды проводник (ε).Следовательно, для изолированного проводника имеем формулу

    ,

    , где - емкость , уединенного проводника . Емкость изолированного проводника равна заряду q, дают проводник, изменяющий свой потенциал на 1 вольт.

    В системе СИ емкость измеряется в фарадах

    Вместимость мяча

    1. II.Емкость одиночных проводников очень мала. Для практических целей необходимо создание такого устройства, позволяющего хранить большие заряды при небольших размерах и емкостях. Конденсатор - устройство для накопления заряда и электроэнергии. Самый простой конденсатор состоит из двух проводников, разделенных зазором из воздуха или диэлектрика (воздух - это тоже диэлектрик). Проводники называются обкладками конденсатора, и их расположение по отношению друг к другу выбирается таким образом, чтобы электрическое поле концентрировалось в зазоре между ними.Под емкостью конденсатора понимается физическая величина C, равная отношению заряда q, накопленного на пластинах, к разности потенциалов между пластинами.

    Рассчитайте емкость конденсатора с параллельными пластинами с пластинами площадью S, поверхностную плотность заряда σ, диэлектрическую проницаемость диэлектрика ε между пластинами, расстояние между пластинами d. Напряженность поля

    .

    Используя соотношение Δ φ и E , находим

    –

    емкость пластинчатого конденсатора

    Для цилиндрического конденсатора:

    Для сферического конденсатора:

    Поскольку при некоторых значениях напряжения в диэлектрике происходит пробой (электрический разряд через диэлектрический слой), то возникает напряжение пробоя конденсаторов.Напряжение пробоя зависит от формы облицовки, диэлектрических свойств и ее толщины.

    III. Емкость при параллельном и последовательном соединении конденсаторов

    параллельно

    По закону сохранения заряда

    б) последовательное соединение

    По закону сохранения заряда

    § 3 Энергия электростатического поля


    1.Энергия системы фиксированных зарядов

    Электростатическое поле потенциальное. Силы, действующие между зарядами - консервативные силы. Система фиксированных зарядов должна иметь потенциальную энергию. Находим потенциальную энергию двух фиксированных точечных зарядов q 1 и q 2 , разделенных расстоянием r друг от друга.

    Потенциальная энергия заряда q 2 в поле созданного заряда q 1 , равна

    Аналогично потенциальная энергия заряда q 1 в поле, создаваемом зарядом q 2 , равна

    Видно, что Вт 1 = Вт 2 , затем определить потенциальную энергию системы зарядов q 1 и q 2 в Вт , мы можем написать

    где φ i - потенциал, генерируемый в точке, где находится заряд q i , все заряды, кроме i-го.

    1. Энергия изолированного заряженного проводника.

    Энергию электрического поля заряженного изолированного проводника можно определить, рассматривая полную работу, совершаемую при перемещении небольших количеств заряда dq из бесконечности к этому проводнику.

    Если проводник имеет заряд q , емкость C и потенциал φ , то для переноса заряда d q из бесконечности на проводник работа должна быть затрачена

    Для зарядки проводника от потенциала земли до потенциала φ необходимо выполнить работу

    Потенциальная энергия, равная работе, которую необходимо совершить, чтобы зарядить проводник

    4.Энергия заряженного конденсатора.

    Выразим энергию конденсатора через значения, характеризующие конденсатор.

    , поскольку поле внутри конденсатора однородно, вы можете ввести объемную плотность энергии (объемная плотность - энергия на единицу объема)

    .

    Определение размера нейтрального проводника - Руководство по электрическому монтажу

    Влияние типа системы заземления

    Схемы ТТ и ТН-С

    • Однофазные цепи или цепи других производителей. ≤ 16 мм 2 (медь) 25 мм 2 (алюминий): c.s.a. нейтрального проводника должна быть равна фазе
    • Трехфазные цепи КЗ. > 16 мм 2 медь или 25 мм 2 алюминий: c.s.a. из нейтральных могут быть выбраны:
      • Равно фазным проводам или
      • Меньше, при условии, что:
        • Ток, который может протекать через нейтраль в нормальных условиях, меньше допустимого значения Iz.Особое внимание следует уделить влиянию тройных гармоник [1] или
        • Нейтральный провод защищен от короткого замыкания
        • Размер нейтрального проводника не менее 16 мм 2 из меди или 25 мм 2 из алюминия

    Схема TN-C

    Теоретически применяются те же условия, что и упомянутые выше, но на практике нейтральный провод не должен размыкаться ни при каких обстоятельствах, поскольку он представляет собой PE, а также нейтральный проводник (см. Рисунок G59 “c.s.a. колонки PEN-проводника »).

    Схема ИТ

    В общем случае не рекомендуется распределять нейтральный провод, т.е. предпочтительна трехфазная трехпроводная схема. Однако, когда необходима 3-фазная 4-проводная установка, применимы условия, описанные выше для схем TT и TN-S.

    Влияние гармонических токов

    Влияние тройной [1] гармоник

    Гармоники генерируются нелинейными нагрузками установки (компьютеры, флуоресцентное освещение, выпрямители, силовые электронные прерыватели) и могут создавать высокие токи в нейтрали.В частности, тройные гармоники трех фаз имеют тенденцию накапливаться в нейтрали, как:

    • Основные токи сдвинуты по фазе на 2π / 3, так что их сумма равна нулю
    • С другой стороны, тройные гармоники трех фаз всегда расположены одинаково по отношению к их собственной основной гармонике и находятся в фазе друг с другом (см. рис. G64).

    Рис. G64 - Тройные гармоники синфазны и накапливаются в нейтрали

    На рисунке G65 показан коэффициент нагрузки нейтрального проводника как функция процента гармоники 3 rd .

    На практике этот максимальный коэффициент нагрузки не может превышать 3 {\ displaystyle {\ sqrt {3}}}.

    Рис. G65 - Коэффициент нагрузки нейтрального проводника в зависимости от процента третьей гармоники

    Коэффициенты снижения гармонических токов в четырехжильных и пятижильных кабелях с четырехжильным током

    Базовый расчет кабеля касается только кабелей с тремя нагруженными проводниками, т. Е. В нейтральном проводе отсутствует ток. Из-за тока третьей гармоники в нейтрали возникает ток.В результате этот нейтральный ток создает горячую среду для трех фазных проводов, и по этой причине необходим понижающий коэффициент для фазных проводов (см. Рисунок G67).

    Коэффициенты понижения, применяемые к допустимой нагрузке по току кабеля с тремя нагруженными проводниками, дают допустимую нагрузку по току кабеля с четырьмя нагруженными проводниками, где ток в четвертом проводе обусловлен гармониками. Коэффициенты понижения также учитывают эффект нагрева от гармонического тока в фазных проводниках.

    • Если ожидается, что ток нейтрали будет выше, чем ток фазы, тогда размер кабеля следует выбирать на основе тока нейтрали
    • Если выбор размера кабеля основан на токе нейтрали, который ненамного превышает фазный ток, необходимо уменьшить приведенную в таблице допустимую нагрузку по току для трех нагруженных проводов
    • Если ток нейтрали превышает 135% фазного тока и размер кабеля выбирается на основе тока нейтрали, то три фазных проводника не будут полностью загружены.Уменьшение тепла, выделяемого фазными проводниками, компенсирует тепло, выделяемое нейтральным проводником, до такой степени, что нет необходимости применять какой-либо понижающий коэффициент к допустимой нагрузке по току для трех нагруженных проводников.
    • Для защиты кабелей плавкий предохранитель или автоматический выключатель должны быть рассчитаны с учетом наибольшего из значений линейных токов (фазных или нейтральных). Однако существуют специальные устройства (например, автоматический выключатель Compact NSX, оснащенный устройством отключения OSN), которые позволяют использовать выключатель c.s.a. фазных проводов меньше, чем с.з. нейтрального проводника. Таким образом можно получить большую экономическую выгоду.

    Рис. G66 - Автоматический выключатель Compact NSX100

    Рис. G67 - Коэффициенты уменьшения гармонических токов в четырехжильных и пятижильных кабелях (согласно IEC 60364-5-52)

    Содержание третьей гармоники фазного тока (%) Коэффициент уменьшения
    Размер выбирается в зависимости от фазного тока Выбор размера основан на токе нейтрали.
    0-15 1.Если ток нейтрали превышает 135% фазного тока и размер кабеля выбирается на основе тока нейтрали, тогда три фазных проводника не будут полностью загружены. Уменьшение тепла, выделяемого фазными проводниками, компенсирует тепло, выделяемое нейтральным проводником, до такой степени, что нет необходимости применять какой-либо понижающий коэффициент к допустимой нагрузке по току для трех нагруженных проводников.

    Примеры

    Рассмотрим трехфазную цепь с расчетной нагрузкой 37 А, которая должна быть установлена ​​с использованием четырехжильного кабеля с ПВХ изоляцией, прикрепленного к стене, метод установки C.Из Рисунок G24, кабель 2 с медными жилами 6 мм имеет допустимую нагрузку по току 40 А и, следовательно, подходит, если в цепи отсутствуют гармоники.

    • Если присутствует третья гармоника 20%, применяется понижающий коэффициент 0,86, и расчетная нагрузка становится: 37 / 0,86 = 43 А.
    Для этой нагрузки необходим кабель длиной 10 мм 2 .
    В этом случае использование специального защитного устройства (например, Compact NSX, оснащенного расцепителем OSN) позволит использовать кабель 6 мм 2 для фаз и 10 мм 2 для нейтрали.
    • Если присутствует третья гармоника 40%, выбор размера кабеля основан на токе нейтрали, который составляет: 37 x 0,4 x 3 = 44,4 A, и применяется понижающий коэффициент 0,86, что приводит к расчетная нагрузка: 44,4 / 0,86 = 51,6 А.
    Для этой нагрузки подходит кабель 10 мм 2 .
    • Если присутствует 50% третьей гармоники, размер кабеля снова выбирается на основе тока нейтрали, который составляет: 37 x 0,5 x 3 = 55,5 А. В этом случае коэффициент мощности равен 1 и кабель 2 диаметром 16 мм. 1 2 Гармоники порядка 3 и кратные 3
      • .

      % PDF-1.4 % 262 0 объект > endobj xref 262 41 0000000017 00000 н. 0000001292 00000 н. 0000002480 00000 н. 0000002866 00000 н. 0000002931 00000 н. 0000003123 00000 п. 0000003396 00000 н. 0000003756 00000 н. 0000003926 00000 н. 0000003958 00000 н. 0000004161 00000 п. 0000004244 00000 н. 0000004549 00000 н. 0000023454 00000 п. 0000024077 00000 п. 0000024525 00000 п. 0000024722 00000 п. 0000025000 00000 н. 0000025322 00000 п. 0000025514 00000 п. 0000025795 00000 п. 0000028076 00000 п. 0000028104 00000 п. 0000028276 00000 п. 0000028308 00000 п. 0000028513 00000 п. 0000028824 00000 п. 0000056587 00000 п. 0000057200 00000 п. 0000057734 00000 п. 0000057933 00000 п. 0000058217 00000 п. 0000058502 00000 п. 0000058667 00000 п. 0000058699 00000 п. 0000058897 00000 п. 0000059197 00000 п. 0000105193 00000 п. 0000106011 00000 п. 0000106563 00000 н. 0000001385 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 263 0 объект > endobj 302 0 объект > поток xc``b``d`c`X Ȁ

      .

      Смотрите также

      • © 2011-2020 | «Русские традиции» — строительство загородных домов и бань под ключ
      • Карта сайта, XML