In de praktijk is het niet ongebruikelijk om het probleem van het vinden van de weerstand van geleiders en weerstanden voor verschillende verbindingsmethoden te vinden. Het artikel bespreekt hoe weerstand wordt berekend wanneer geleiders parallel worden aangesloten en enkele andere technische problemen.
Geleiderweerstand
Alle geleiders hebben het vermogen om de stroom van elektrische stroom te voorkomen, dit wordt gewoonlijk elektrische weerstand R genoemd, het wordt gemeten in ohm. Dit is de basiseigenschap van geleidende materialen.
Weerstand wordt gebruikt voor het uitvoeren van elektrische berekeningen - ρ Ohm·m/mm2. Alle metalen zijn goede geleiders, koper en aluminium worden het meest gebruikt en ijzer wordt veel minder vaak gebruikt. De beste geleider is zilver, het wordt gebruikt in de elektrische en elektronische industrie. Legeringen met hoge weerstand worden veel gebruikt.
Bij het berekenen van de weerstand wordt de formule gebruikt die bekend is uit de natuurkundecursus op school:
R=ρ · l/S, S – doorsnede; l – lengte.
Als we twee geleiders nemen, dan is hun weerstand opparallelle verbinding wordt kleiner door de toename van de totale doorsnede.
Stroomdichtheid en geleiderverwarming
Voor praktische berekeningen van de bedrijfsmodi van geleiders wordt het concept van stroomdichtheid gebruikt - δ A/mm2, het wordt berekend met de formule:
δ=I/S, I – stroom, S – sectie.
Stroom, die door de geleider gaat, verwarmt deze. Hoe groter δ, hoe meer de geleider opwarmt. Voor draden en kabels zijn normen voor toelaatbare dichtheid ontwikkeld, die zijn opgenomen in de PUE (Regels voor de constructie van elektrische installaties). Voor geleiders van verwarmingsapparaten zijn er stroomdichtheidsnormen.
Als de dichtheid δ hoger is dan de toegestane, kan de geleider worden vernietigd, bijvoorbeeld wanneer de kabel oververhit raakt, wordt de isolatie vernietigd.
De regels regelen de berekening van geleiders voor verwarming.
Methoden voor het aansluiten van geleiders
Elke geleider is veel handiger om op de diagrammen weer te geven als een elektrische weerstand R, dan zijn ze gemakkelijk te lezen en te analyseren. Er zijn slechts drie manieren om weerstanden aan te sluiten. De eerste manier is de gemakkelijkste - seriële verbinding.
De foto laat zien dat de impedantie is: R=R1 + R2 + R3.
De tweede manier is ingewikkelder - parallelle verbinding. De berekening van weerstand in parallelle verbinding wordt in fasen uitgevoerd. De totale geleidbaarheid G=1/R wordt berekend en vervolgens het totaalweerstand R=1/G.
Je kunt het anders doen, bereken eerst de totale weerstand wanneer weerstanden R1 en R2 parallel zijn geschakeld, herhaal dan de handeling en vind R.
De derde verbindingsmethode is de meest complexe - een gemengde verbinding, dat wil zeggen dat alle overwogen opties aanwezig zijn. Het diagram wordt getoond in de foto.
Om dit circuit te berekenen, moet het worden vereenvoudigd, om dit te doen, vervangt u de weerstanden R2 en R3 door één R2, 3. Het blijkt een eenvoudig circuit te zijn.
Nu kun je de weerstand berekenen in een parallelle verbinding, waarvan de formule is:
R2, 3, 4=R2, 3 R4/(R2, 3 + R4).
Het circuit wordt nog eenvoudiger, het bevat nog steeds in serie geschakelde weerstanden. In meer complexe situaties wordt dezelfde conversiemethode gebruikt.
Soorten geleiders
In de elektronische techniek, bij de productie van printplaten, zijn geleiders dunne stroken koperfolie. Vanwege hun korte lengte is hun weerstand verwaarloosbaar en in veel gevallen kan deze worden verwaarloosd. Voor deze geleiders neemt de weerstand in parallelschakeling af vanwege de toename van de doorsnede.
Een groot deel van de geleiders wordt weergegeven door wikkeldraden. Ze zijn verkrijgbaar in verschillende diameters - van 0,02 tot 5,6 mm. Voor krachtige transformatoren en elektromotoren worden rechthoekige koperen staven geproduceerd.secties. Soms wordt tijdens reparaties een draad met een grote diameter vervangen door meerdere kleinere parallel aangesloten.
Een speciaal gedeelte van geleiders zijn draden en kabels, de industrie biedt de grootste keuze aan kwaliteiten voor een verscheidenheid aan behoeften. Vaak moet je één kabel vervangen door meerdere, kleinere secties. De redenen hiervoor zijn heel verschillend, zo is een kabel met een doorsnede van 240 mm erg moeilijk te leggen langs een traject met scherpe bochten. Het is vervangen door 2x120mm2, en het probleem is opgelost.
Berekening van draden voor verwarming
De geleider wordt verwarmd door de stromende stroom, als de temperatuur de toegestane waarde overschrijdt, wordt de isolatie vernietigd. PUE zorgt voor de berekening van geleiders voor verwarming, de initiële gegevens daarvoor zijn de stroomsterkte en de omgevingsomstandigheden waarin de geleider wordt gelegd. Op basis van deze gegevens wordt de aanbevolen aderdoorsnede (draad of kabel) geselecteerd uit de tabellen in de PUE.
In de praktijk zijn er situaties waarin de belasting op de bestaande kabel sterk is toegenomen. Er zijn twee manieren om de kabel te vervangen door een andere, dit kan duur zijn, of om een andere parallel te leggen om de hoofdkabel te ontlasten. In dit geval neemt de weerstand van de geleider bij parallelschakeling af, waardoor de warmteontwikkeling afneemt.
Om de doorsnede van de tweede kabel correct te selecteren, gebruikt u de tabellen van de PUE, het is belangrijk om geen fouten te maken met de definitie van de bedrijfsstroom. In deze situatie zal de koeling van de kabels zelfs beter zijn dan die van één. Het wordt aanbevolen om te berekenen:weerstand wanneer twee kabels parallel zijn aangesloten om hun warmteafvoer nauwkeuriger te bepalen.
Berekening van geleiders voor spanningsverlies
Wanneer de verbruiker Rn zich op grote afstand L van de energiebron U1 bevindt, treedt een vrij grote spanningsval op op de lijndraden. De verbruiker Rn ontvangt een spanning U2 die veel lager is dan de initiële U1. In de praktijk werken verschillende parallel op de lijn aangesloten elektrische apparatuur als een belasting.
Om het probleem op te lossen, wordt de weerstand berekend wanneer alle apparatuur parallel is aangesloten, zodat de belastingsweerstand Rn wordt gevonden. Bepaal vervolgens de weerstand van de lijndraden.
Rl=ρ 2L/S,
Hier is S het gedeelte van de lijndraad, mm2.
Vervolgens wordt de lijnstroom bepaald: I=U1/(Rl + Rn). Nu, als u de stroom kent, bepa alt u de spanningsval op de draden van de lijn: U=I Rl. Het is handiger om het te vinden als een percentage van U1.
U%=(I Rl/U1) 100%
Aanbevolen waarde van U% - niet meer dan 15%. De bovenstaande berekeningen zijn van toepassing op elk soort stroom.
