In der Praxis tritt nicht selten das Problem auf, den Widerstand von Leitern und Widerständen für verschiedene Anschlussarten zu finden. Der Artikel beschreibt, wie der Widerstand berechnet wird, wenn Leiter parallel gesch altet werden, und einige andere technische Probleme.
Leiterwiderstand
Alle Leiter haben die Fähigkeit, den Fluss von elektrischem Strom zu verhindern, es wird allgemein als elektrischer Widerstand R bezeichnet, er wird in Ohm gemessen. Dies ist die grundlegende Eigenschaft leitfähiger Materialien.
Der spezifische Widerstand wird für elektrische Berechnungen verwendet - ρ Ohm·m/mm2. Alle Metalle sind gute Leiter, Kupfer und Aluminium werden am häufigsten verwendet, und Eisen wird viel seltener verwendet. Der beste Leiter ist Silber, es wird in der Elektro- und Elektronikindustrie verwendet. Legierungen mit hohem Widerstand sind weit verbreitet.
Bei der Widerstandsberechnung wird die aus dem Schulphysikkurs bekannte Formel verwendet:
R=ρ · l/S, S – Querschnittsfläche; l – Länge.
Wenn wir zwei Leiter nehmen, dann ist ihr Widerstand beiParallelsch altung wird durch die Erhöhung des Gesamtquerschnitts kleiner.
Stromdichte und Leitererwärmung
Für praktische Berechnungen der Betriebsarten von Leitern wird das Konzept der Stromdichte verwendet - δ A/mm2, es wird nach folgender Formel berechnet:
δ=I/S, I – Strom, S – Abschnitt.
Strom, der durch den Leiter fließt, erwärmt ihn. Je größer δ, desto stärker erwärmt sich der Leiter. Für Drähte und Kabel wurden Normen für die zulässige Dichte entwickelt, die in den PUE (Regeln für den Bau elektrischer Anlagen) angegeben sind. Für Leiter von Heizgeräten gibt es Stromdichtenormen.
Ist die Dichte δ größer als die zulässige, kann der Leiter zerstört werden, z. B. bei Überhitzung des Kabels wird dessen Isolierung zerstört.
Die Regeln regeln die Berechnung von Leitern für die Heizung.
Methoden zum Verbinden von Leitern
Jeder Leiter ist viel bequemer in den Diagrammen als elektrischer Widerstand R darzustellen, dann sind sie einfach zu lesen und zu analysieren. Es gibt nur drei Möglichkeiten, Widerstände anzuschließen. Der erste Weg ist der einfachste - serielle Verbindung.
Das Foto zeigt, dass die Impedanz: R=R1 + R2 + R3ist.
Der zweite Weg ist komplizierter - Parallelsch altung. Die Widerstandsberechnung bei Parallelsch altung erfolgt stufenweise. Die Gesamtleitfähigkeit G=1/R wird berechnet und dann die SummeWiderstand R=1/G.
Du kannst es auch anders machen, berechne zuerst den Gesamtwiderstand, wenn die Widerstände R1 und R2 parallel gesch altet sind, dann wiederhole die Operation und finde R.
Die dritte Verbindungsmethode ist die komplexeste - eine gemischte Verbindung, dh alle in Betracht gezogenen Optionen sind vorhanden. Das Diagramm ist auf dem Foto zu sehen.
Um diese Sch altung zu berechnen, sollte sie vereinfacht werden, ersetzen Sie dazu die Widerstände R2 und R3 durch einen R2, 3. Es ergibt sich eine einfache Sch altung.
Jetzt können Sie den Widerstand in Parallelsch altung berechnen, dessen Formel lautet:
R2, 3, 4=R2, 3 R4/(R2, 3 + R4).
Die Sch altung wird noch einfacher, sie enthält immer noch in Reihe gesch altete Widerstände. In komplexeren Situationen wird dieselbe Konvertierungsmethode verwendet.
Leitertypen
In der Elektrotechnik, bei der Herstellung von Leiterplatten, sind Leiterbahnen dünne Streifen aus Kupferfolie. Aufgrund ihrer geringen Länge ist ihr Widerstand vernachlässigbar und kann in vielen Fällen vernachlässigt werden. Bei diesen Leitern verringert sich der Widerstand bei Parallelsch altung durch die Querschnittsvergrößerung.
Ein großer Teil der Leiter wird durch Wickeldrähte dargestellt. Sie sind in verschiedenen Durchmessern erhältlich - von 0,02 bis 5,6 mm. Für leistungsstarke Transformatoren und Elektromotoren werden rechteckige Kupferstangen hergestellt. Abschnitte. Manchmal wird bei Reparaturen ein Draht mit großem Durchmesser durch mehrere parallel gesch altete kleinere ersetzt.
Ein besonderer Abschnitt von Leitern sind Drähte und Kabel. Die Industrie bietet die größte Auswahl an Qualitäten für eine Vielzahl von Anforderungen. Oft muss ein Kabel durch mehrere, kleinere Abschnitte ersetzt werden. Die Gründe dafür sind sehr unterschiedlich, zum Beispiel ist ein Kabel mit einem Querschnitt von 240 mm2 entlang einer Strecke mit scharfen Kurven sehr schwierig zu verlegen. Es wird ersetzt durch 2x120mm2, und Problem gelöst.
Berechnung der Heizdrähte
Der Leiter wird durch den fließenden Strom erwärmt, überschreitet seine Temperatur den zulässigen Wert, wird die Isolierung zerstört. PUE sieht die Berechnung von Leitern zum Heizen vor, Ausgangsdaten dafür sind die Stromstärke und die Umgebungsbedingungen, in denen der Leiter verlegt ist. Entsprechend dieser Angaben wird der empfohlene Leiterquerschnitt (Draht oder Kabel) aus den Tabellen im PUE ausgewählt.
In der Praxis gibt es Situationen, in denen die Belastung des vorhandenen Kabels stark zugenommen hat. Es gibt zwei Auswege - das Kabel durch ein anderes ersetzen, das kann teuer werden, oder ein weiteres parallel dazu verlegen, um das Hauptkabel zu entlasten. In diesem Fall verringert sich der Widerstand des parallel gesch alteten Leiters, wodurch die Wärmeentwicklung abnimmt.
Um den Querschnitt des zweiten Kabels richtig auszuwählen, verwenden Sie die Tabellen des PUE, es ist wichtig, sich bei der Definition seines Betriebsstroms nicht zu irren. In dieser Situation wird die Kühlung der Kabel noch besser sein als die einer. Es wird empfohlen zu rechnenWiderstand, wenn zwei Kabel parallel gesch altet werden, um deren Wärmeableitung genauer zu bestimmen.
Berechnung von Leitern für Spannungsverlust
Wenn sich der Verbraucher Rn in einem großen Abstand L von der Energiequelle U1 befindet, entsteht ein ziemlich großer Spannungsabfall auf den Leitungsdrähten. Der Verbraucher Rn erhält eine Spannung U2 viel niedriger als die ursprüngliche U1. In der Praxis wirken verschiedene parallel an die Leitung angeschlossene elektrische Betriebsmittel als Verbraucher.
Um das Problem zu lösen, wird der Widerstand berechnet, wenn alle Geräte parallel gesch altet sind, sodass der Lastwiderstand Rn gefunden wird. Bestimmen Sie als nächstes den Widerstand der Leitungsdrähte.
Rl=ρ 2L/S,
Hier ist S der Querschnitt des Linienleiters, mm2.
Als nächstes wird der Leitungsstrom bestimmt: I=U1/(Rl + Rn). Bestimmen Sie nun, wenn Sie den Strom kennen, den Spannungsabfall an den Drähten der Leitung: U=I Rl. Es ist bequemer, es als Prozentsatz von U1. zu finden
U%=(I Rl/U1) 100%
Empfohlener Wert von U% - nicht mehr als 15%. Die obigen Berechnungen gelten für jede Art von Strom.
