Как определить сечение провода по диаметру и наоборот: готовые таблицы и расчетные формулы
Провода и кабели широко применяются в сфере электрических сетей самого разного назначения. Транспортировка энергии посредством проводов и кабелей на первый взгляд кажется простой и понятной.
Однако за простотой скрывается достаточно много деталей, зачастую представляющих сложную задачу для пользователей электрических сетей. Одна из таких деталей – сечение провода по диаметру, определение которого крайне актуально для обеспечения безопасной эксплуатации.
Как определить сечение или диаметр и какая разница между этими двумя параметрами? Постараемся разобраться в статье.
Содержание статьи:
- Необходимость и порядок проведения расчета
- Определение диаметра жилы проводника
- Вычисление сечения электрического провода
- Определение диаметра по сечению
- Таблицы для выбора подходящего проводника
- Выводы и полезное видео по теме
Необходимость и порядок проведения расчета
Электрическим током питается самое разное оборудование, обладающее различной мощностью. И диапазон мощностей весьма обширный.
Каждый отдельно взятый электрический аппарат представляет собой нагрузку, в зависимости от величины которой требуется подвод тока определенной силы.
По «умолчанию» или банальному незнанию основ электрики проводники несложно подключить, игнорируя все существующие требования к диаметрам и сечениям. Другой вопрос – что может получиться из такой практики в процессе эксплуатации
Необходимое количество тока под требуемую нагрузку можно пропустить через провода разного диаметра (сечения).
Но в условиях недостаточного сечения проводника для прохождения заданного объёма тока возникает эффект увеличенного сопротивления. Как следствие – отмечается нагрев провода (кабеля).
Если игнорировать подобное явление и продолжать пропускать ток, создаётся реальная опасность нагрева вплоть до момента возгорания. Такая ситуация грозит серьёзной аварийной ситуацией. Вот почему расчетам и подбору цепей передачи тока к нагрузке требуется уделять повышенное внимание.
Последствия неточных расчетов электрических проводников по сечению (диаметру) могут сопровождаться явлениями от незначительной деформации изолирующего материала до реального возгорания и крупного пожара
Правильный расчёт и подбор проводящих элементов позитивно сказывается и на работе оборудования, выступающего в качестве нагрузки.
Так что, помимо фактора безопасности, расчёт сечений электрического кабеля по диаметру или наоборот, является обязательным действием с точки зрения обеспечения эффективной эксплуатации электрических машин.
Определение диаметра жилы проводника
Собственно, выполнить эту операцию можно простым линейным замером. Для точного замера рекомендуется использовать точечный инструмент, например, штангенциркуль, а ещё лучше — микрометр.
Относительно низкий по точности результат, но вполне приемлемый для многих вариантов применения проводов даёт замер диаметра обычной линейкой.
Замер и определение диаметра жилы точечным инструментом, в качестве которого выступает штангенциркуль. Этот способ линейного измерения даёт результат, достаточно точный для последующего расчета сечения проводника
Конечно же, измерение следует проводить в состоянии оголенного проводника, то есть предварительно снимается изоляционное покрытие.
Кстати, изоляционным покрытием, к примеру, медного провода, считается также тонкий слой напыления лака, которое также необходимо снимать, когда требуется очень точный расчет.
Существует «бытовой» способ измерения диаметра, пригодный в тех случаях, когда под руками отсутствуют точечные измерительные инструменты. Для применения способа потребуется отвертка электрика и школьная линейка.
Проводник под измерение предварительно зачищается от изоляции, после чего наматывается плотно виток к витку на штанге отвертки. Обычно мотают десяток витков – удобное число для математических расчетов.
Линейное измерение диаметра – ещё один широко распространенный способ определения параметра проводника для расчета мощности (пропускной способности). Применяется с использованием обычной линейки и любого основания, куда допустимо намотать проводник
Далее намотанную на штанге отвертки катушку измеряют линейкой от первого до последнего витка. Полученное значение на линейке необходимо разделить на число витков (в данном случае на 6). Результатом такого нехитрого расчета будет диаметр жилы провода.
Вычисление сечения электрического провода
Для определения значения сечения жилы проводника придется уже пользоваться математической формулировкой.
По сути, сечением жилы проводника является площадь поперечного среза – то есть, площадь круга. Диаметр которого определяется методикой, описанной выше.
Сечение жилы – фактически площадь круга. Соответственно вычисление этого сегмента геометрической математики допустимо выполнить посредством традиционной формулы при условии известного значения диаметра или радиуса
Опираясь на значение диаметра, несложно получить значение радиуса, разделив диаметр пополам.
Собственно, потребуется к полученным данным добавить константу «π» (3,14), после чего можно формулой вычислить значение сечения:
S = π * R2 или S = π / 4 * D2,
Где:
- D — диаметр;
- R — радиус;
- S — поперечное сечение;
- π — константа, соответствующая 3,14.
Указанные классические формулы используются и для определения сечения многожильных проводников. Стратегия расчёта остается практически неизменной, за исключением некоторых деталей.
В частности, изначально вычисляется сечение одной жилы из пучка, после чего полученный результат умножается на общее количество жил.
Рассчитать сечение многожильного проводника допустимо при помощи того же математического способа, что применяется к одинарному проводу, но дополнительно учитывается число существующих жил в качестве множителя
Почему следует считать важным фактором определение сечения? Очевидный момент, связанный напрямую законом Джоуля-Ленца, – потому что параметром сечения проводника определяется граница допустимого тока, текущего через этот проводник.
Определение диаметра по сечению
Математическим расчетом допустимо определить диаметр жилы проводника, когда известен параметр сечения.
Это, конечно, не самый практичный вариант, учитывая наличие более простых способов определения диаметра, но использование такого варианта не исключается.
Измерение диаметра с высокой точностью при помощи слесарного инструмента – микрометра, даёт практически аналогичный результат, когда расчеты проводят с помощью формулы
Для выполнения расчета потребуются фактически те же самые числовые сведения, что использовались при расчетах сечения с помощью математической формулы.
То есть, константа «π» и значение площади круга (сечения). Применяя эти значения формулы ниже, получают значение диаметра:
D = √ 4S / π,
Где:
- D — диаметр;
- S — поперечное сечение;
- π — константа, соответствующая 3,14.
Применение этой формулы может быть актуальным, когда известен параметр сечения и под руками нет никаких подходящих инструментов для измерения диаметра.
Параметр сечения допустимо получить, к примеру, из документации на проводник или из таблицы для расчетов, где представлены наиболее часто используемые классические варианты.
Таблицы для выбора подходящего проводника
Удобным и практичным вариантом подбора нужного провода (кабеля) является пользование специальными таблицами, где обозначены диаметры и сечения относительно мощностей и/или проводимых токов.
Наличие такой таблицы под рукой – легкий и простой способ быстро определиться с проводником под требуемую электрическую установку.
Определение нужных значений посредством классической таблицы – один из наиболее удобных способов выбора требуемого проводника при производстве монтажных работ
Учитывая, что традиционными проводниками электротехнического монтажа выступают продукты с медными или алюминиевыми жилами, существуют таблицы для обоих видов металлов.
Также табличными данными зачастую представлены значения для напряжения 220 вольт и 380 вольт. Плюс, учитываются значения условий монтажа — закрытый или открытый.
Фактически получается, что на одном листе бумаги или на картинке, загруженной в смартфон, содержится объёмная техническая информация, которая позволяет обойтись без отмеченных выше математических (линейные) расчетов.
Более того, многие производители кабельной продукции, чтобы упростить покупателю выбор нужного проводника, к примеру, под установку розеток, предлагают таблицу, в которой внесены все нужные значения.
Останется только определить, какая нагрузка планируется на конкретную электроточку и каким образом будет выполнен монтаж, и на основании этой информации подобрать правильный провод с медными или алюминиевыми жилами.
Примеры таких вариантов расчета диаметра провода по сечению приведены в таблице, где рассмотрены варианты для медных и алюминиевых жил, а также способы укладки проводки — открытый или скрытый тип.
Таблица соответствия сечения диаметру медных и алюминиевых жил в зависимости от условий монтажа
Мощность, Вт
Ток, А
Медная жила проводника
Алюминиевая жила проводника
Открытый тип
Закрытый тип
Открытый тип
Закрытый тип
S, мм2
D, мм
S, мм2
D, мм
S, мм2
D, мм
S, мм2
D, мм
100
0,43
0,09
0,33
0,11
0,37
0,12
0,40
0,14
0,43
200
0,87
0,17
0,47
0,22
0,53
0,25
0,56
0,29
0,61
300
1,30
0,26
0,58
0,33
0,64
0,37
0,69
0,43
0,74
400
1,74
0,35
0,67
0,43
0,74
0,50
0,80
0,58
0,86
500
2,17
0,43
0,74
0,54
0,83
0,62
0,89
0,72
0,96
750
3,26
0,65
0,91
0,82
1,02
0,93
1,09
1,09
1,18
1000
4,35
0,87
1,05
1,09
1,18
1,24
1,26
1,45
1,36
1500
6,52
1,30
1,29
1,63
1,44
1,86
1,54
2,17
1,66
2000
8,70
1,74
1,49
2,17
1,66
2,48
1,78
2,90
1,92
2500
10,87
2,17
1,66
2,72
1,86
3,11
1,99
3,62
2,15
3000
13,04
2,61
1,82
3,26
2,04
3,73
2,18
4,35
2.35
3500
15,22
3,04
1,97
3,80
2,20
4,35
2,35
5,07
2,54
4000
17,39
3,48
2,10
4,35
2,35
4,97
2,52
5,80
2,72
4500
19,57
3,91
2,23
4,89
2,50
5,59
2,67
6,52
2,88
5000
21,74
4,35
2,35
5,43
2,63
6,21
2,81
7,25
3,04
6000
26,09
5,22
2,58
6,52
2,88
7,45
3,08
8,70
3,33
7000
30,43
6,09
2,78
7,61
3,11
8,70
3,33
10,14
3,59
8000
34,78
6,96
2,98
8,70
3,33
9,94
3,56
11,59
3,84
9000
39,13
7,83
3,16
9,78
3,53
11,18
3,77
13,04
4,08
10000
43,48
8,70
3,33
10,87
3,72
12,42
3,98
14,49
4,30
Кроме того, существует стандарт сечений и диаметров, распространяемый на круглые (фасонные) неуплотненные и уплотненные токопроводящие жилы кабелей, проводов, шнуров. Эти параметры регламентирует ГОСТ 22483-2012.
Под стандарт подпадают кабели из медной (медной луженой), алюминиевой проволоки без металлического покрытия или с металлическим покрытием.
Медные и алюминиевые жилы кабелей и проводов стационарной укладки разделяют по классам 1 и 2. Провода, шнуры, кабели нестационарной и стационарной укладки, где требуется повышенная степень гибкости на монтаже, разделяются на классы от 3 до 6.
Таблица соответствия по классам для кабельных (проводных) медных жил
Номинальное сечение жилы, мм2
Максимально допустимый диаметр медных жил, мм
однопроволочных
(класс 1)
многопроволочных
(класс 2)
многопроволочных
(класс 3)
многопроволочных
(класс 4)
гибких
(классы 5 и 6)
0,05
—
—
—
0,35
—
0,08
—
—
—
0,42
—
0,12
—
—
—
0,55
—
0,20
—
—
—
0,65
—
0,35
—
—
—
0,9
—
0,5
0,9
1,1
1,1
1,1
1,1
0,75
1,0
1,2
1,2
1,3
1,3
1,0
1,2
1,4
1,5
1,5
1,5
1,2
—
—
1,6
1,6
—
1,3
1,5
1,7
1,8
1,8
1,8
2,0
—
—
1,9
2,0
—
2,5
1,9
2,2
2,4
2,5
2,6
3,0
—
—
2,5
2,6
—
4
2,4
2,7
2,8
3,0
3,2
5
—
—
3,0
3,2
—
6
2,9
3,3
3,9
4,0
3,9
8
—
—
4,0
4,2
—
10
3,7
4,2
4,7
5,0
5,1
16
4,6
5,3
6,1
6,1
6,3
25
5,7
6,6
7,8
7,8
7,8
35
6,7
7,9
9,1
9,1
9,2
50
7,8
9,1
11,6
11,6
11,0
70
9,4
11,0
13,7
13,7
13,1
95
11,0
12,9
15,0
15,0
15,1
120
12,4
14,5
17,1
17,2
17,0
150
13,8
16,2
18,9
19,0
19,0
185
—
18,0
20,0
22,0
21,0
240
—
20,6
23,0
28,3
24,0
300
—
23,1
26,2
34,5
27,0
400
—
26,1
34,8
47,2
31,0
500
—
29,2
43,5
—
35,0
625
—
33,0
—
—
—
630
—
33,2
—
—
39,0
800
—
37,6
—
—
—
1000
—
42,2
—
—
—
Для алюминиевых проводников и кабелей ГОСТом 22483-2012 также предусмотрены параметры номинального сечения жилы, которые отвечают соответствующему диаметру, зависящему от класса жилы.
Более того, согласно этому же ГОСТу, указанные диаметры можно использовать для медного проводника класса 1, если требуется вычислить его минимальный диаметр.
Таблица соответствия по классам для кабельных (проводных) алюминиевых жил
Номинальное сечение жилы, мм2
Диаметр круглых жил (алюминиевых), мм
Класс 1
Класс 2
минимальный
максимальный
минимальный
максимальный
16
4,1
4,6
4,6
5,2
25
5,2
5,7
5,6
6,5
35
6,1
6,7
6,6
7,5
50
7,2
7,8
7,7
8,0
70
8,7
9,4
9,3
10,2
95
10,3
11,0
11,0
12,0
120
11,6
12,4
12,5
13,5
150
12,9
13,8
13,9
15,0
185
14,5
15,4
15,5
16,8
240
16,7
17,6
17,8
19,2
300
18,8
19,8
20,0
21,6
400
—
—
22,9
24,6
500
—
—
25,7
27,6
625
—
—
29,0
32,0
630
—
—
29,3
32,5
Выводы и полезное видео по теме
Видеороликом ниже демонстрируется практический пример определения сечения проводника простыми методами.
Просмотр ролика рекомендуется, так как наглядно представленная информация способствует увеличению объёма знаний:
Работа с электрическими проводами всегда требует ответственного отношения с точки зрения расчета.
Поэтому электрик любого ранга должен знать методику расчета и уметь пользоваться существующими техническими таблицами. Тем самым достигается не только существенная экономия средств на монтаже за счет точного расчета, но главное гарантируется безопасность эксплуатации вводимой линии.
