Atsparumas yra priešprieša (sudėtingumas) elektros srovės pratekėjimui. Mes žinome, kad elektros srovė yra elektronų perėjimas (judėjimas) per grandinę arba per grandinės faktorių (imtuvą). Priklausomai nuo kabelio ar laidininko, per kurį turi praeiti elektronai, tipo, medžiagos ir pjūvio (storio), jiems tai kainuos daugiau ar mažiau darbo. Geras laidininkas, eidamas per jį, nesuteiks beveik jokios varžos, o izoliatorius pasiūlys tiek varžos, kad elektronai negalės per jį praeiti.
Tos pastangos, kurias turi įveikti elektronai, kad galėtų cirkuliuoti, yra būtent Elektrinė varža. Kai šie elektronai patenka į imtuvą, pvz., lempą, reikia daugiau darbo pereiti per jį, t. y. jis taip pat sukuria atsparumą jiems pereinant per imtuvą, nes elektronų pernešama energija paverčiama kitos rūšies energija. lempoje (šviečianti). Elektrinė varža yra pasipriešinimas arba sunkumas pratekėti elektros srovei.
Savitoji varža: apibrėžimas ir priklausomybė nuo medžiagos
Atsparumas taip pat žinomas kaip savitoji varža arba savitoji varža. Tai elektrinis parametras, nurodantis laidininko atsparumą srovės pratekėjimui. R=ρL/S kur R laidininko varža Ω; L laidininko ilgis, m; S laido skerspjūvio plotas, mm2; ρ - laidininko savitoji varža, μΩ·m. Atsparumas yra elektrinis parametras, nepriklausomas nuo lydinio medžiagos geometrinio dydžio, kuris yra toks pat kaip jo cheminė sudėtis, metalografinė struktūra.
Medžiagos atsparumas keičiasi priklausomai nuo temperatūros. PASTABA: Vario savitoji varža 20 laipsnių temperatūroje yra 0,017, o esant 70º - 0,021, o esant 90º - 0,023. Kaip matote, kuo aukštesnė temperatūra, tuo didesnė savitoji varža, tai yra, atsparumas keičiasi priklausomai nuo temperatūros. Temperatūros padidėjimas arba pakilimas bus galutinė temperatūra, atėmus pradinę.
Aliuminio savitoji varža ir palyginimas su vario
Aliuminio specifinė varža (kai kur naudojama savitoji varža) lygi 0,028. Vario specifinė varža lygi 0,017. Pagrindinis skirtumas yra srovės atsparumas ir mechaninis stiprumas. Varinės vielos vidinė varža maža. Aliuminio viela turi didesnę vidinę varžą nei varinė viela, tačiau ji išsklaido šilumą greičiau nei varinė viela. Vario savitoji varža yra 0.017, aliuminio 0,029. Taigi dabartinė aliuminio kelamoji galia yra apie 80 procentų vario.
Vario savitoji varža yra maža, o leistina tokio pat skerspjūvio varinių kabelių keliamoji galia yra apie 30% didesnė nei aliuminio kabelių. Daugelis aliuminio laidų dabar yra padengti geltona medžiaga, vadinama variu dengta aliuminio viela, kuri taip pat atrodo geltona. Antra, tai intuityvu atskirti nuo pagrindinės medžiagos. Varinės vielos šerdis yra varinė medžiaga, o aliuminio vielos šerdis yra aliuminio medžiaga. Nes varis yra auksinis, o aliuminis - baltas.
Praktiniai pavyzdžiai ir skaičiavimai
Ar žinote, kad 1.5 kvadrato gyslos varža yra: 11.5 omai vario atveju, aliuminio: 17.7 omo. 2.5 kvadrato vario: 6.9 omo, aliuminio: 10.6 omo. Aliuminio, 25 kvadratų, 100 m. varža 0,11 omo/100 m. 40A srovei įtampos kritimas: 4,4 V. Iššvaistoma šilumai galia: 176 W.
Matematika pavyzdžiui: dažniausiai įvadinis kabelis būna iki 100 m. ilgio. Imkime 6 kvadratų varinį kabelį arba 10 kvadratų aliuminį. Žiūrim varžą: 6 varis: 2.9 omo/km, 10 aliuminis: 2.7 omo/km. Dažniausiai įvadinis kabelis 100 m reiškia vario varža 0.29 omo/100 metrų, aliuminiui 0.27 omo/100 metrų. Omo dėsnis: I = U/R, arba įtampos kritimas mūsų parinktuose kabeliuose bus U=IR, arba skaičiais: Variui - U = 40 A * 0.29 = 11.6 V; Aliuminiui - U = 40 A * 0.27 = 10.8 V. Šie skaičiai reiškia, kad įvadiniame skyde esant 230 V įtampai, prie maksimalios panaudojamos galios (40 A) jūsų buto skydelyje liks tik: 230 V - 11.6 V (10.8) = 218.4 (219.2) voltų.
Krentanti galia 100 m. kabelyje (arba, kodėl kabelis perkaista): P = U * I. Variui: P = 11.6 V * 40 A = 464 W. Šie 464 W šildys aplinką 100 m. atstume nuo vieno skydelio iki kito. Jei šiluma nesugebės išsiskirstyti (kabelis pravestas akmens vatoje), kabelis kais, kol kažkuriuo momentu išsilydys plastmasinė izoliacija, ir susilies fazės gysla su nulio, ar įžeminimo gysla. Įvyks trumpas jungimas.
Kabelio pasirinkimas ir saugos reikalavimai
Nedarykite pagrindinių klaidų pasirinkdami laidininką: laidininku pratekančios srovės dydis nepriklauso nuo įtampos, t.y. ar įtampa bus 5V, ar 12V, ar 220V, ar 380V: bet kokiu atveju 1,5 kvadrato vienu variniu laidu „kabančiu ore“ (viena gysla) tekanti ilgalaikė srovė neturi viršyti 23 A. (žemiau lentelėje: tiesiamų atvirai)
220 V įtampos grandinėse naudojame dvi gyslas: fazę (L) ir nulį (N), vadinasi per šiuos abu laidus tekės srovė, ir jei tai kabelis (2, ar 3 gyslų) srovė neturi viršyti 18 A. Trečia gysla - įžeminimas. Šia gysla srovė tekės tik avariniame režime.
1.5 kvadrato varinis kabelis privalo būti apsaugotas 16 A apsaugos įrenginiu. 2.5 kvadrato varinis kabelis privalo būti apsaugotas 20 A apsaugos įrenginiu. 1.5 kvadrato varinis kabelis (tradiciškai naudojamas kabelis apšvietimui) atlaikys ilgalaikę 18 A srovę. 2.5 kvadrato varinis kabelis (tradiciškai naudojamas kabelis rozetėms) atlaikys ilgalaikę 25 A srovę.
Ekonominiai aspektai: aliuminis vs varis
Pinigai: 6 kvadratų varis: 6,38+PVM, 25 kvadratų aliuminis: 4,40+PVM, arba: 7.72 eur/varis, ir 5.32 eur/aliuminis, sutaupytas skirtumas: 2.40. Prarandamų galių skirtumas tarp: 464 ir 176 bus 288 W, arba 2,88 W/metrui. Elektros kaina nuo 2021 07 01 d. 14,1 ct/kWh su PVM. Per valandą sutaupytume naudodami 25 kvadratų aliuminį: 2,88 W/m, arba per 1000 valandų 2,88 kWh/m, arba 40,60 ct.
Jei mūsų kabelis bus bent 20 m. ilgio tarp lauko apskaitos ir vidaus elektros skydelio, šie 40,60 ct jau virs 8,12 euro. Metai turi 8760 valandų, 365 paras. Tačiau, mes niekada neišnaudosime maksimaliai elektros, tiek, kiek leidžia kabelis. Manyčiau tik apie 20 proc. Vadinasi per valandą sutaupytume 2,88/5 = 0,576 W/m, arba 5,046 kWh/metai, arba 71,11 ct/metams. Pridėjus kabelio ilgį: 20 m. gausime 14,23 euro/metams.
Įdomiausia, mes pasirinkome 25 kvadratų aliuminį kabelį, kuris „paveš“ 65 A prieš 34 A 6 kvadratų varį, vadinasi turėsim rezervo nuo 32 A automatuko iki 63 A.
Atsparumo charakteristikos elektrokaitinimo lydiniams (papildoma informacija)
Antra, elektrinio lydinio varžos charakteristikos: viena iš charakteristikų, išskiriančių elektroterminio lydinio medžiagas nuo įprastų laidžių medžiagų, yra ta, kad jos turi tam tikrus reikalavimus medžiagos savitumui. Įprastos laidžios medžiagos tikisi, kad varža bus kuo mažesnė, o elektrinio lydinio medžiagos savitoji varža turi būti pakankama, kad būtų užtikrinta, jog pagamintas elektrinis kaitinimo elementas turi aukštą elektroterminės konversijos greitį, kompaktišką struktūrą, stabilų energijos perdavimą ir pan.
Elektroterminio lydinio medžiagos turi turėti šias charakteristikas: (1) Didelė varžos vertė; (2) Varža naudojimo metu išlieka stabili; (3) Atsparumo vienodumas turėtų būti geras; (4) Atsparumo pokyčio vertė su temperatūra yra maža. Nikelio-chromo ir nikelio-chromo lydiniai turi santykinai stabilią metalografinę struktūrą aukštoje temperatūroje, todėl atsparumas išlieka stabilus ilgai naudojant.
Rekomendacijos renkantis laidininką praktikams
- Renkantis tarp vario ir aliuminio, įvertinkite tiek specifinę varžą (ρ), tiek mechaninį atsparumą ir kainą.
- Numatykite įtampos kritimą kabeliuose bei ilgį - nuo to priklauso įvado apsaugos dydis ir ar srovė neviršys saugių reikšmių.
- Jeigu kabelis ilgas, apsvarstykite storesnį laidą arba aliuminį didesnio skerspjūvio, kad sumažintumėte nuostolius ir šilumos išsiskyrimą.
- Visada pasirūpinkite tinkama apsauga (automatukai, saugikliai) pagal konkrečias kabelio talpas.
- Praktikoje kloti 6 kvadratų varinį kabelį namo įvadui galima (arba 10 kvadratų aliuminį), tačiau pasitaiko, kad verta numatyti ateitį ir panaudoti dar didesnio skerspjūvio kabelį.
Kaip pagauti karpį lengvai? Žingsniai, kuriuos žino tik rimti karpininkai
Lentelė: pasirinkti pavyzdiniai varžos ir įtampos kritimo skaičiavimai
| Laido tipas | Skerspjūvis | Varža (Ω/km) | Varža 100 m (Ω) | U kritimas @40 A (V) | Iššvaistoma galia @40 A (W) |
|---|---|---|---|---|---|
| Varis | 6 mm2 | 2.9 | 0.29 | 11.6 | 464 |
| Aliuminis | 10 mm2 | 2.7 | 0.27 | 10.8 | 432 |
| Aliuminis | 25 mm2 | - | 0.11 | 4.4 | 176 |
Ši lentelė iliustruoja, kaip skiriasi įtampos kritimas ir nuostoliai tarp skirtingų medžiagų ir skerspjūvių. Praktiniuose sprendimuose svarbu atsižvelgti į kabelio ilgį, medžiagą ir numatomą ilgalaikę srovę.