วิธีกำหนดหน้าตัดของเส้นลวดตามเส้นผ่านศูนย์กลางและในทางกลับกัน: ตารางสำเร็จรูปและสูตรการคำนวณ

สายไฟมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเครือข่ายไฟฟ้าเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆเมื่อมองแวบแรก การขนส่งพลังงานผ่านสายเคเบิลและสายไฟดูเหมือนเรียบง่ายและเข้าใจได้

อย่างไรก็ตามเพื่อให้แน่ใจว่าการเดินสายไฟฟ้ามีความปลอดภัย จำเป็นต้องคำนึงถึงความแตกต่างที่สำคัญหลายประการเมื่อออกแบบและจัดเตรียมเครือข่ายไฟฟ้า หนึ่งในรายละเอียดเหล่านี้คือความสามารถในการคำนวณหน้าตัดของเส้นลวดตามเส้นผ่านศูนย์กลางได้อย่างถูกต้อง เนื่องจากขีดจำกัดของกระแสที่อนุญาตที่ไหลผ่านตัวนำนั้นขึ้นอยู่กับความแม่นยำของการกำหนด

จะกำหนดหน้าตัดหรือเส้นผ่านศูนย์กลางได้อย่างไร พารามิเตอร์เหล่านี้มีความแตกต่างกันอย่างไร? ลองคิดดูในบทความ นอกจากนี้ เราได้เตรียมตารางสรุปที่จะช่วยคุณเลือกตัวนำโดยขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการติดตั้งของเครือข่ายไฟฟ้า วัสดุของแกนสายเคเบิล และลักษณะกำลังไฟฟ้าของยูนิตที่เชื่อมต่อ

ความจำเป็นและขั้นตอนการคำนวณ

กระแสไฟฟ้าจ่ายให้กับอุปกรณ์หลากหลายประเภทโดยมีระดับพลังงานที่แตกต่างกัน และช่วงกำลังก็กว้างมาก

อุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละชิ้นแสดงถึงโหลด ขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสที่ต้องการความแรงที่แน่นอน

ด้วย "ค่าเริ่มต้น" หรือการเพิกเฉยต่อพื้นฐานของวิศวกรรมไฟฟ้า ทำให้ง่ายต่อการเชื่อมต่อตัวนำ โดยไม่สนใจข้อกำหนดที่มีอยู่ทั้งหมดสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางและหน้าตัด คำถามอีกข้อหนึ่งคือสิ่งที่จะเกิดขึ้นจากการฝึกปฏิบัตินี้ระหว่างการผ่าตัด

ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ต้องการสำหรับโหลดที่ต้องการสามารถส่งผ่านสายไฟที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง (ส่วนต่างๆ) ต่างกันได้

แต่เมื่อหน้าตัดของตัวนำไม่เพียงพอที่จะผ่านกระแสตามจำนวนที่กำหนดจะเกิดผลของความต้านทานที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้มีการบันทึกความร้อนของสายไฟ (สายเคเบิล)

หากคุณเพิกเฉยต่อปรากฏการณ์นี้และยังคงไหลผ่านกระแสน้ำต่อไป มีอันตรายอย่างแท้จริงจากความร้อนจนถึงจุดไฟ สถานการณ์นี้คุกคามเหตุฉุกเฉินร้ายแรง นั่นคือเหตุผลที่ต้องให้ความสนใจเพิ่มขึ้นในการคำนวณและการเลือกวงจรส่งกระแสไฟฟ้าให้กับโหลด

ผลที่ตามมาของการคำนวณตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ถูกต้องตามหน้าตัด (เส้นผ่านศูนย์กลาง) อาจมาพร้อมกับปรากฏการณ์ตั้งแต่การเสียรูปเล็กน้อยของวัสดุฉนวนไปจนถึงไฟไหม้จริงและไฟไหม้ครั้งใหญ่

การคำนวณที่ถูกต้อง การคัดเลือกผู้มีความสามารถ สายเคเบิลและสายไฟ มีผลเชิงบวกต่อการทำงานของอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เป็นโหลด

ดังนั้นนอกเหนือจากปัจจัยด้านความปลอดภัยแล้ว การคำนวณส่วนตัดขวางของสายไฟฟ้าตามเส้นผ่านศูนย์กลางหรือในทางกลับกันเป็นการดำเนินการบังคับจากมุมมองของการรับรองการทำงานของเครื่องจักรไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ

การกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนตัวนำ

จริงๆ แล้ว การดำเนินการนี้สามารถดำเนินการได้ด้วยการวัดเชิงเส้นแบบง่ายๆ เพื่อการวัดที่แม่นยำ ขอแนะนำให้ใช้เครื่องมือชี้ เช่น คาลิเปอร์ หรือไมโครมิเตอร์ที่ดียิ่งกว่านั้น

ผลลัพธ์ที่มีความแม่นยำค่อนข้างต่ำ แต่ค่อนข้างยอมรับได้สำหรับการใช้งานสายไฟหลายประเภท โดยการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางด้วยไม้บรรทัดธรรมดา

การวัดและกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนโดยใช้เครื่องมือชี้ซึ่งเป็นคาลิปเปอร์ วิธีการวัดเชิงเส้นนี้ให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำเพียงพอสำหรับการคำนวณหน้าตัดของตัวนำในภายหลัง

แน่นอนว่าควรทำการวัดในสภาพตัวนำเปลือยนั่นคือก่อนหน้านี้ ฉนวนหุ้มจะถูกถอดออก.

อย่างไรก็ตามการเคลือบฉนวนของลวดทองแดงก็ถือเป็นชั้นเคลือบวานิชแบบพ่นบาง ๆ ซึ่งจะต้องถูกลบออกเมื่อต้องมีการคำนวณที่แม่นยำมาก

มีวิธีการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางแบบ "ครัวเรือน" เหมาะสำหรับในกรณีที่ไม่มีเครื่องมือวัดแบบจุด หากต้องการใช้วิธีนี้ คุณจะต้องใช้ไขควงของช่างไฟฟ้าและไม้บรรทัดของโรงเรียน

ตัวนำสำหรับการวัดจะถูกถอดฉนวนออกก่อนจากนั้นจึงพันให้แน่นแล้วหมุนเพื่อเปิดแกนไขควง โดยปกติแล้วจะมีการพันรอบสิบครั้งซึ่งเป็นตัวเลขที่สะดวกสำหรับการคำนวณทางคณิตศาสตร์

การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงเส้นเป็นอีกวิธีหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการกำหนดพารามิเตอร์ตัวนำสำหรับการคำนวณกำลัง (ปริมาณงาน) ใช้โดยใช้ไม้บรรทัดธรรมดาและฐานใดๆ ที่อนุญาตให้พันตัวนำได้ (+)

จากนั้นให้วัดรอยขดบนแกนไขควงด้วยไม้บรรทัดตั้งแต่รอบแรกถึงรอบสุดท้าย ค่าผลลัพธ์บนไม้บรรทัดจะต้องหารด้วยจำนวนรอบ (ในกรณีนี้คือ 6) ผลลัพธ์ของการคำนวณอย่างง่ายนี้จะเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนลวด

การคำนวณหน้าตัดของสายไฟ

ในการกำหนดค่าหน้าตัดของแกนตัวนำ คุณจะต้องใช้สูตรทางคณิตศาสตร์

โดยพื้นฐานแล้ว หน้าตัดของแกนตัวนำคือพื้นที่หน้าตัด - นั่นคือพื้นที่ของวงกลม เส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนดโดยวิธีการที่อธิบายไว้ข้างต้น

หน้าตัดของแกนกลางคือพื้นที่ของวงกลมจริงๆดังนั้นการคำนวณส่วนของคณิตศาสตร์เชิงเรขาคณิตนี้สามารถดำเนินการได้โดยใช้สูตรดั้งเดิมโดยต้องทราบเส้นผ่านศูนย์กลางหรือรัศมี

ขึ้นอยู่กับค่าเส้นผ่านศูนย์กลาง ง่ายต่อการรับค่ารัศมีโดยการหารเส้นผ่านศูนย์กลางครึ่งหนึ่ง

ที่จริงแล้วคุณจะต้องเพิ่มค่าคงที่ "π" (3.14) ให้กับข้อมูลที่ได้รับหลังจากนั้นคุณสามารถคำนวณค่าของส่วนตัดขวางโดยใช้สูตรใดสูตรหนึ่ง:

S = π*ร² หรือ S = π/4*D²,

ที่ไหน:

• ดี — เส้นผ่านศูนย์กลาง;
• ร — รัศมี;
• ส - ภาพตัดขวาง;
• พาย เป็นค่าคงที่ที่สอดคล้องกับ 3.14

สูตรคลาสสิกเหล่านี้ยังใช้เพื่อกำหนดหน้าตัดของตัวนำตีเกลียวด้วย กลยุทธ์การคำนวณยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ยกเว้นรายละเอียดบางอย่าง

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในขั้นต้นจะมีการคำนวณหน้าตัดของหนึ่งคอร์จากบันเดิล หลังจากนั้นผลลัพธ์ที่ได้จะคูณด้วยจำนวนคอร์ทั้งหมด

มีความเป็นไปได้ที่จะคำนวณหน้าตัดของตัวนำตีเกลียวโดยใช้วิธีทางคณิตศาสตร์แบบเดียวกับที่ใช้กับลวดเส้นเดียว แต่จำนวนตัวนำที่มีอยู่จะถูกนำมาพิจารณาเพิ่มเติมเป็นตัวคูณ

เหตุใดจึงถือเป็นปัจจัยสำคัญ? คำจำกัดความของส่วน? จุดที่ชัดเจนที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับกฎ Joule-Lenz คือเนื่องจากพารามิเตอร์หน้าตัดของตัวนำกำหนดขีดจำกัดของกระแสที่อนุญาตที่ไหลผ่านตัวนำนี้

การกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางตามส่วน

โดยการคำนวณทางคณิตศาสตร์ คุณสามารถกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนตัวนำได้เมื่อทราบพารามิเตอร์หน้าตัด

แน่นอนว่านี่ไม่ใช่ตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงที่สุด เนื่องจากมีวิธีที่ง่ายกว่าในการกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลาง แต่ก็ไม่รวมถึงการใช้ตัวเลือกนี้

การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางด้วยความแม่นยำสูงโดยใช้เครื่องมือโลหะ - ไมโครมิเตอร์ ให้ผลลัพธ์เกือบเหมือนกันเมื่อทำการคำนวณโดยใช้สูตร

ในการคำนวณคุณจะต้องมีข้อมูลตัวเลขเดียวกันกับที่ใช้ในการคำนวณส่วนตัดขวางโดยใช้สูตรทางคณิตศาสตร์

นั่นคือค่าคงที่ “π” และค่าของพื้นที่วงกลม (ส่วน)

การใช้ค่าสูตรด้านล่างจะทำให้ได้ค่าเส้นผ่านศูนย์กลาง:

D = √4S/π,

ที่ไหน:

• ดี — เส้นผ่านศูนย์กลาง;
• ส - ภาพตัดขวาง;
• พาย เป็นค่าคงที่ที่สอดคล้องกับ 3.14

การใช้สูตรนี้อาจเกี่ยวข้องเมื่อทราบพารามิเตอร์ส่วนและไม่มีเครื่องมือที่เหมาะสมในการวัดเส้นผ่านศูนย์กลาง

สามารถรับพารามิเตอร์หน้าตัดได้เช่นจากเอกสารประกอบของตัวนำหรือจากตารางการคำนวณซึ่งนำเสนอตัวเลือกคลาสสิกที่ใช้บ่อยที่สุด

ตารางการเลือกตัวนำที่เหมาะสม

ตัวเลือกที่สะดวกและใช้งานได้จริงในการเลือกสายไฟ (สายเคเบิล) ที่ต้องการคือการใช้ตารางพิเศษที่ระบุเส้นผ่านศูนย์กลางและหน้าตัดที่สัมพันธ์กับกำลังและ/หรือกระแสที่ไหลผ่าน

การมีโต๊ะอยู่ใกล้มือเป็นวิธีที่ง่ายและสะดวกในการกำหนดตัวนำสำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่ต้องการอย่างรวดเร็ว

การกำหนดค่าที่ต้องการโดยใช้ตารางแบบคลาสสิกเป็นวิธีที่สะดวกที่สุดในการเลือกตัวนำที่ต้องการระหว่างการติดตั้ง

เมื่อพิจารณาว่าตัวนำแบบดั้งเดิมสำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้าเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีตัวนำทองแดงหรืออลูมิเนียมจึงมีตารางสำหรับโลหะทั้งสองประเภท

นอกจากนี้ข้อมูลแบบตารางมักแสดงค่าแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์และ 380 โวลต์นอกจากนี้ยังคำนึงถึงเงื่อนไขการติดตั้งด้วย - ปิดหรือ สายไฟแบบเปิด.

ในความเป็นจริงปรากฎว่ากระดาษหนึ่งแผ่นหรือรูปภาพที่โหลดลงในสมาร์ทโฟนมีข้อมูลทางเทคนิคมากมายที่ช่วยให้คุณทำได้โดยไม่ต้องคำนวณทางคณิตศาสตร์ (เชิงเส้น) ที่กล่าวมาข้างต้น

นอกจากนี้ผู้ผลิตผลิตภัณฑ์เคเบิลหลายรายเพื่อให้ผู้ซื้อเลือกตัวนำที่เหมาะสมได้ง่ายขึ้นเช่นสำหรับการติดตั้งซ็อกเก็ตให้เสนอตารางที่ป้อนค่าที่จำเป็นทั้งหมด

สิ่งที่เหลืออยู่คือการกำหนดว่าโหลดใดที่วางแผนไว้สำหรับจุดไฟฟ้าเฉพาะและวิธีการติดตั้ง และเลือกสายไฟที่ถูกต้องด้วยตัวนำทองแดงหรืออลูมิเนียมจากข้อมูลนี้

ตัวอย่างของตัวเลือกดังกล่าวสำหรับการคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางหน้าตัดของเส้นลวดมีอยู่ในตารางซึ่งกล่าวถึงตัวเลือกสำหรับตัวนำทองแดงและอะลูมิเนียมตลอดจนวิธีการวางสายไฟ - แบบเปิดหรือซ่อน จากตารางแรก คุณสามารถกำหนดตัวบ่งชี้ได้ ส่วนตัดขวางกำลังและกระแส.

ตารางเส้นผ่านศูนย์กลางหน้าตัดของตัวนำทองแดงและอะลูมิเนียม ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการติดตั้ง

นอกจากนี้ยังมีมาตรฐานสำหรับหน้าตัดและเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใช้กับตัวนำไฟฟ้าสายเคเบิล สายไฟ และสายไฟแบบกลม (มีรูปทรง) ที่ปิดผนึกและปิดผนึก พารามิเตอร์เหล่านี้ได้รับการควบคุม GOST 22483-2012.

มาตรฐานครอบคลุมถึงสายเคเบิลที่ทำจากทองแดง (ทองแดงกระป๋อง) ลวดอะลูมิเนียมที่ไม่เคลือบโลหะหรือเคลือบด้วยโลหะ

ตัวนำทองแดงและอลูมิเนียมของสายเคเบิลและสายไฟสำหรับการติดตั้งแบบอยู่กับที่แบ่งออกเป็นคลาส 1 และ 2 สายไฟสายไฟสายเคเบิลสำหรับการติดตั้งแบบไม่อยู่กับที่และแบบอยู่กับที่ซึ่งต้องการระดับความยืดหยุ่นในการติดตั้งที่เพิ่มขึ้นแบ่งออกเป็นคลาสตั้งแต่ 3 ถึง 6.

ตารางความสอดคล้องตามประเภทสำหรับตัวนำทองแดงสายเคเบิล (ลวด)

สำหรับตัวนำและสายเคเบิลอะลูมิเนียม GOST 22483-2012 ยังมีพารามิเตอร์สำหรับหน้าตัดที่ระบุของแกนซึ่งสอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางที่สอดคล้องกันขึ้นอยู่กับระดับของแกน

ยิ่งไปกว่านั้น ตาม GOST เดียวกัน เส้นผ่านศูนย์กลางที่ระบุสามารถใช้สำหรับตัวนำทองแดงคลาส 1 ได้ หากคุณต้องการคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำ

ตารางความสอดคล้องตามประเภทสำหรับตัวนำอะลูมิเนียมเคเบิล (ลวด)

คำแนะนำเพิ่มเติมสำหรับการเลือกประเภทของสายไฟและสายเคเบิลสำหรับจัดวางเครือข่ายไฟฟ้าในอพาร์ทเมนต์และบ้านมีอยู่ในบทความ:

1. สายไฟใดที่จะใช้เดินสายไฟในบ้าน: คำแนะนำในการเลือก
2. สายเคเบิลชนิดใดที่จะใช้เดินสายไฟในบ้านไม้: ประเภทของสายเคเบิลที่ไม่ติดไฟและการติดตั้งที่ปลอดภัย
3. สายเคเบิลใดที่จะใช้สำหรับเดินสายไฟในอพาร์ทเมนต์: ภาพรวมของสายไฟและการเลือกตัวเลือกที่ดีที่สุด

บทสรุปและวิดีโอที่เป็นประโยชน์ในหัวข้อ

วิดีโอด้านล่างแสดงตัวอย่างเชิงปฏิบัติในการกำหนดหน้าตัดของตัวนำโดยใช้วิธีการง่ายๆ

แนะนำให้ดูวิดีโอเนื่องจากข้อมูลที่นำเสนออย่างชัดเจนจะช่วยเพิ่มปริมาณความรู้:

การทำงานกับสายไฟฟ้าจำเป็นต้องมีทัศนคติที่รับผิดชอบจากมุมมองการคำนวณเสมอ

ดังนั้นช่างไฟฟ้าทุกระดับจะต้องรู้วิธีการคำนวณและสามารถใช้ตารางทางเทคนิคที่มีอยู่ได้ สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการติดตั้งได้อย่างมากเนื่องจากการคำนวณที่แม่นยำ แต่ที่สำคัญที่สุดคือรับประกันความปลอดภัยของการทำงานของสายการผลิตที่แนะนำ.

คุณมีอะไรจะเพิ่มหรือมีคำถามเกี่ยวกับการกำหนดหน้าตัดของสายไฟหรือไม่? คุณสามารถแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับสิ่งพิมพ์เข้าร่วมการสนทนาและแบ่งปันประสบการณ์ของคุณในการเลือกสายไฟสำหรับติดตั้งเครือข่ายไฟฟ้าในบ้านหรืออพาร์ตเมนต์ แบบฟอร์มการติดต่ออยู่ในบล็อกด้านล่าง