Στην πράξη, δεν είναι ασυνήθιστο να βρεθεί το πρόβλημα της εύρεσης της αντίστασης αγωγών και αντιστάσεων για διάφορες μεθόδους σύνδεσης. Το άρθρο περιγράφει τον τρόπο υπολογισμού της αντίστασης όταν οι αγωγοί συνδέονται παράλληλα και ορισμένα άλλα τεχνικά ζητήματα.
Αντίσταση αγωγού
Όλοι οι αγωγοί έχουν την ικανότητα να εμποδίζουν τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος, ονομάζεται συνήθως ηλεκτρική αντίσταση R, μετριέται σε ohms. Αυτή είναι η βασική ιδιότητα των αγώγιμων υλικών.
Η ειδική αντίσταση χρησιμοποιείται για τη διεξαγωγή ηλεκτρικών υπολογισμών - ρ Ohm·m/mm2. Όλα τα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί, ο χαλκός και το αλουμίνιο χρησιμοποιούνται ευρέως και ο σίδηρος χρησιμοποιείται πολύ λιγότερο συχνά. Ο καλύτερος αγωγός είναι το ασήμι, χρησιμοποιείται στην ηλεκτρική και ηλεκτρονική βιομηχανία. Τα κράματα υψηλής αντοχής χρησιμοποιούνται ευρέως.
Κατά τον υπολογισμό της αντίστασης, χρησιμοποιείται ο τύπος που είναι γνωστός από το μάθημα της σχολικής φυσικής:
R=ρ · l/S, S – περιοχή τομής; l – μήκος.
Αν πάρουμε δύο αγωγούς, τότε η αντίστασή τους στοη παράλληλη σύνδεση θα γίνει μικρότερη λόγω της αύξησης της συνολικής διατομής.
Πυκνότητα ρεύματος και θέρμανση αγωγού
Για πρακτικούς υπολογισμούς των τρόπων λειτουργίας των αγωγών, χρησιμοποιείται η έννοια της πυκνότητας ρεύματος - δ A/mm2, υπολογίζεται με τον τύπο:
δ=I/S, I – ρεύμα, S – τμήμα.
Ρεύμα, που διέρχεται από τον αγωγό, τον θερμαίνει. Όσο μεγαλύτερο είναι το δ, τόσο περισσότερο θερμαίνεται ο αγωγός. Για καλώδια και καλώδια, έχουν αναπτυχθεί πρότυπα επιτρεπόμενης πυκνότητας, τα οποία δίνονται στον PUE (Κανόνες για την κατασκευή ηλεκτρικών εγκαταστάσεων). Για τους αγωγούς των συσκευών θέρμανσης, υπάρχουν τρέχοντα πρότυπα πυκνότητας.
Εάν η πυκνότητα δ είναι μεγαλύτερη από την επιτρεπόμενη, ο αγωγός μπορεί να καταστραφεί, για παράδειγμα, όταν το καλώδιο υπερθερμανθεί, η μόνωση του καταστρέφεται.
Οι κανόνες ρυθμίζουν τον υπολογισμό των αγωγών για θέρμανση.
Μέθοδοι σύνδεσης αγωγών
Οποιοσδήποτε αγωγός είναι πολύ πιο βολικό να απεικονιστεί στα διαγράμματα ως ηλεκτρική αντίσταση R, τότε είναι εύκολο να διαβαστούν και να αναλυθούν. Υπάρχουν μόνο τρεις τρόποι σύνδεσης αντιστάσεων. Ο πρώτος τρόπος είναι ο πιο εύκολος - σειριακή σύνδεση.
Η φωτογραφία δείχνει ότι η σύνθετη αντίσταση είναι: R=R1 + R2 + R3.
Ο δεύτερος τρόπος είναι πιο περίπλοκος - παράλληλη σύνδεση. Ο υπολογισμός της αντίστασης σε παράλληλη σύνδεση πραγματοποιείται σταδιακά. Υπολογίζεται η συνολική αγωγιμότητα G=1/R και στη συνέχεια η συνολικήαντίσταση R=1/G.
Μπορείτε να το κάνετε διαφορετικά, πρώτα υπολογίστε τη συνολική αντίσταση όταν οι αντιστάσεις R1 και R2 συνδέονται παράλληλα, μετά επαναλάβετε τη λειτουργία και βρείτε το R.
Η τρίτη μέθοδος σύνδεσης είναι η πιο περίπλοκη - μια μικτή σύνδεση, δηλαδή, υπάρχουν όλες οι εξεταζόμενες επιλογές. Το διάγραμμα φαίνεται στη φωτογραφία.
Για να υπολογίσετε αυτό το κύκλωμα, θα πρέπει να απλοποιηθεί. Για να γίνει αυτό, αντικαταστήστε τις αντιστάσεις R2 και R3 με ένα R2, 3. Αποδεικνύεται ένα απλό κύκλωμα.
Τώρα μπορείτε να υπολογίσετε την αντίσταση σε παράλληλη σύνδεση, ο τύπος της οποίας είναι:
R2, 3, 4=R2, 3 R4/(R2, 3 + R4).
Το κύκλωμα γίνεται ακόμα πιο απλό, εξακολουθεί να περιέχει αντιστάσεις συνδεδεμένες σε σειρά. Σε πιο περίπλοκες καταστάσεις, χρησιμοποιείται η ίδια μέθοδος μετατροπής.
Τύποι αγωγών
Στην ηλεκτρονική μηχανική, στην παραγωγή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων, οι αγωγοί είναι λεπτές λωρίδες από φύλλο χαλκού. Λόγω του μικρού τους μήκους, η αντοχή τους είναι αμελητέα, και σε πολλές περιπτώσεις μπορεί να παραμεληθεί. Για αυτούς τους αγωγούς, η αντίσταση στην παράλληλη σύνδεση μειώνεται λόγω της αύξησης της διατομής.
Ένα μεγάλο τμήμα αγωγών αντιπροσωπεύεται από καλώδια περιέλιξης. Διατίθενται σε διαφορετικές διαμέτρους - από 0,02 έως 5,6 mm. Για ισχυρούς μετασχηματιστές και ηλεκτρικούς κινητήρες, παράγονται ορθογώνιες ράβδοι χαλκού.ενότητες. Μερικές φορές, κατά τη διάρκεια των επισκευών, ένα καλώδιο μεγάλης διαμέτρου αντικαθίσταται με πολλά μικρότερα συνδεδεμένα παράλληλα.
Ένα ειδικό τμήμα αγωγών είναι τα καλώδια και τα καλώδια, η βιομηχανία παρέχει την ευρύτερη επιλογή ποιοτήτων για ποικίλες ανάγκες. Συχνά πρέπει να αντικαταστήσετε ένα καλώδιο με πολλά, μικρότερα τμήματα. Οι λόγοι για αυτό είναι πολύ διαφορετικοί, για παράδειγμα, ένα καλώδιο με διατομή 240 mm2 είναι πολύ δύσκολο να τοποθετηθεί σε μια διαδρομή με απότομες στροφές. Αντικαταστάθηκε με 2x120mm2, και το πρόβλημα λύθηκε.
Υπολογισμός καλωδίων για θέρμανση
Ο αγωγός θερμαίνεται από το ρεύμα ροής, εάν η θερμοκρασία του υπερβαίνει την επιτρεπόμενη τιμή, η μόνωση καταστρέφεται. Το PUE προβλέπει τον υπολογισμό των αγωγών για θέρμανση, τα αρχικά δεδομένα για αυτό είναι η τρέχουσα ισχύς και οι περιβαλλοντικές συνθήκες στις οποίες τοποθετείται ο αγωγός. Σύμφωνα με αυτά τα δεδομένα, η συνιστώμενη διατομή αγωγού (σύρμα ή καλώδιο) επιλέγεται από τους πίνακες στο PUE.
Στην πράξη, υπάρχουν περιπτώσεις όπου το φορτίο στο υπάρχον καλώδιο έχει αυξηθεί πολύ. Υπάρχουν δύο τρόποι εξόδου - να αντικαταστήσετε το καλώδιο με ένα άλλο, μπορεί να είναι ακριβό ή να τοποθετήσετε ένα άλλο παράλληλα με αυτό για να ανακουφίσετε το κύριο καλώδιο. Σε αυτή την περίπτωση, η αντίσταση του αγωγού όταν συνδέεται παράλληλα μειώνεται, επομένως η παραγωγή θερμότητας μειώνεται.
Για να επιλέξετε σωστά τη διατομή του δεύτερου καλωδίου, χρησιμοποιήστε τους πίνακες του PUE, είναι σημαντικό να μην κάνετε λάθος με τον ορισμό του ρεύματος λειτουργίας του. Σε αυτήν την περίπτωση, η ψύξη των καλωδίων θα είναι ακόμη καλύτερη από αυτή ενός. Συνιστάται ο υπολογισμόςαντίσταση όταν δύο καλώδια συνδέονται παράλληλα για να προσδιοριστεί με μεγαλύτερη ακρίβεια η απαγωγή θερμότητας.
Υπολογισμός αγωγών για απώλεια τάσης
Όταν ο καταναλωτής Rn βρίσκεται σε μεγάλη απόσταση L από την πηγή ενέργειας U1, εμφανίζεται μια μάλλον μεγάλη πτώση τάσης στα καλώδια της γραμμής. Ο καταναλωτής Rn λαμβάνει τάση U2 πολύ χαμηλότερη από την αρχική U1. Στην πράξη, διάφορος ηλεκτρικός εξοπλισμός που συνδέεται παράλληλα στη γραμμή λειτουργεί ως φορτίο.
Για την επίλυση του προβλήματος, η αντίσταση υπολογίζεται όταν όλος ο εξοπλισμός είναι συνδεδεμένος παράλληλα, οπότε βρίσκεται η αντίσταση φορτίου Rn. Στη συνέχεια, προσδιορίστε την αντίσταση των καλωδίων γραμμής.
Rl=ρ 2L/S,
Εδώ S είναι το τμήμα του καλωδίου γραμμής, mm2.
Στη συνέχεια, προσδιορίζεται το ρεύμα γραμμής: I=U1/(Rl + Rn). Τώρα, γνωρίζοντας το ρεύμα, προσδιορίστε την πτώση τάσης στα καλώδια της γραμμής: U=I Rl. Είναι πιο βολικό να το βρείτε ως ποσοστό U1.
U%=(I Rl/U1) 100%
Συνιστώμενη τιμή U% - όχι περισσότερο από 15%. Οι παραπάνω υπολογισμοί ισχύουν για κάθε είδους ρεύμα.
