En el mundo tecnológico moderno, la electricidad casi ha alcanzado el mismo nivel de importancia que el agua y el aire. Se utiliza en casi cualquier ámbito de la actividad humana. El concepto de electricidad apareció en 1600; antes de eso, no sabíamos más sobre la electricidad que los antiguos griegos. Pero con el tiempo, comenzó a extenderse más y solo en 1920 comenzó a desplazar las lámparas de queroseno del alumbrado público. Desde entonces, la corriente eléctrica comenzó a difundirse rápidamente y ahora está disponible incluso en los pueblos más remotos, al menos para iluminar las casas y para las comunicaciones telefónicas.
La electricidad en sí es una corriente de cargas dirigidas que se mueven a lo largo de un conductor. Un conductor es una sustancia capaz de pasar a través de sí misma estos cargas eléctricas, pero para cada conductor hay resistencia(A excepción de los llamados superconductores, la resistencia de los superconductores es cero; este estado se puede lograr bajando la temperatura a -273,4 grados Celsius).
¿Cómo entender las secciones de cables de cobre y aluminio para cableado?
Este artículo tiene como objetivo enseñarle cómo calcular la sección transversal de un cable. Es como si cuanta más agua quieras suministrar, mayor será el diámetro de la tubería que necesitarás. Entonces aquí, cuanto mayor es el consumo corriente eléctrica, mayor debe ser la sección transversal de cables y alambres. Describiré brevemente de qué se trata: si muerdes un cable o alambre y lo miras desde el extremo, verás su sección transversal, es decir, el grosor del cable, que determina la potencia que es capaz de soportar este cable. de transmitir cuando se calienta a la temperatura permitida.
Para seleccionar la sección correcta del cable de alimentación, es necesario tener en cuenta el valor máximo de la carga actual consumida. Los valores actuales se pueden determinar conociendo la potencia nominal del consumidor, la cual está determinada por la siguiente fórmula: I=P/220, donde P es la potencia del consumidor actual, y 220 es el número de voltios en su salida. En consecuencia, si la toma de corriente es de 110 o 380 voltios, sustituimos este valor.
Es importante saber que el cálculo del valor para redes monofásicas y trifásicas es diferente. Para saber cuántas fases de red necesita, debe calcular la cantidad total de consumo actual en su hogar. Pongamos un ejemplo del equipamiento medio que puedes tener en casa.
Un ejemplo simple de calcular la sección transversal del cable en función del consumo actual, ahora calcularemos la suma de las potencias de los aparatos eléctricos conectados. Los principales consumidores en un apartamento medio son los siguientes dispositivos:
- Televisor - 160W
- Frigorífico - 300 W
- Iluminación - 500 W
- Computadora personal - 550 W
- Aspiradora - 600 W
- Horno microondas - 700 W
- Hervidor eléctrico - 1150 W
- Plancha - 1750 W
- Caldera (calentador de agua) - 1950 W
- Lavadora - 2650 W
- Total 10310W = 10,3kW.
Una vez que conocemos el consumo eléctrico total, podemos utilizar la fórmula para calcular la sección del cable para el normal funcionamiento del cableado. Es importante recordar que para redes monofásicas y trifásicas las fórmulas serán diferentes.
Cálculo de la sección transversal de un cable para una red monofásica (monofásica)
La sección transversal del cable se calcula mediante la siguiente fórmula:
I = (P × K u) / (U × cos(φ))
- PAG- potencia de todos los consumidores de energía en total
- k y- coeficiente de simultaneidad, por regla general, el valor generalmente aceptado para los cálculos es 0,75
- Ud.- tensión de fase, que es de 220 V pero puede oscilar entre 210 V y 240 V.
- porque(φ)- para los electrodomésticos monofásicos este valor es fijo y equivale a 1.
I- fuerza actual;
Cuando hayamos encontrado el consumo actual según la fórmula, podemos empezar a elegir un cable, que nos conviene en términos de potencia. O mejor dicho, su área de sección transversal. A continuación se muestra una tabla especial que proporciona datos que comparan el valor actual, la sección transversal del cable y el consumo de energía.
Los datos pueden variar para cables hechos de diferentes metales. Hoy en día, para aplicaciones residenciales, se suele utilizar cable rígido de cobre. Prácticamente no se utiliza cable de aluminio. Pero aún así, en muchas casas antiguas, el cable de aluminio todavía está presente.
Tabla de capacidad actual estimada del cable. La elección de la sección del cable de cobre se realiza según los siguientes parámetros:
También proporcionamos una tabla para calcular el consumo actual de un cable de aluminio:
Si el valor de potencia resulta ser un promedio entre dos indicadores, entonces debe seleccionar un valor de sección transversal de cable mayor. Ya que debe haber reserva de marcha.
Cálculo de la sección de cable de una red trifásica (trifásica)
Ahora veamos la fórmula para calcular la sección transversal del cable para redes trifásicas.
Para calcular la sección transversal del cable de alimentación utilizamos la siguiente fórmula:
I = P / (√3 × U × cos(φ))
- I- intensidad actual por la cual se selecciona el área de la sección transversal del cable
- Ud.- voltaje de fase, 220V
- cosφ -ángulo de fase
- PAG- muestra el consumo total de todos los electrodomésticos
cosφ- en la fórmula anterior es extremadamente importante, ya que afecta personalmente la fuerza actual. Varía para diferentes equipos; este parámetro se puede encontrar con mayor frecuencia en la documentación técnica o en la marca correspondiente en la carcasa.
La potencia total se encuentra de manera muy simple, sumamos el valor de todos los indicadores de potencia y usamos el número resultante en los cálculos.
Una característica distintiva de una red trifásica es que un cable más delgado puede soportar una carga mayor. Seleccionamos la sección transversal de cable requerida de acuerdo con la siguiente tabla.
El cálculo de la sección transversal del cable por el consumo de corriente utilizado en una red trifásica se utiliza utilizando un valor como √3 . Este valor es necesario para simplificar la apariencia de la fórmula misma:
U lineal = √3 × U fase
De esta forma, si surge la necesidad, el producto de la tensión de raíz y de fase se sustituye por linea de voltaje. Este valor es igual a 380V (U lineal = 380V).
Concepto de corriente continua
Además, un punto igualmente importante a la hora de elegir un cable para una red trifásica y monofásica es que es necesario tener en cuenta un concepto que suena como corriente permisible a largo plazo. Este parámetro nos muestra la intensidad actual en el cable que el cable puede soportar durante un tiempo ilimitado. Puedes definir el ego en una tabla especial. También difieren significativamente entre los conductores de aluminio y cobre.
Cuando este parámetro excede los valores permitidos, el conductor comienza a sobrecalentarse. La temperatura de calentamiento es inversamente proporcional a la intensidad actual.
Las temperaturas pueden aumentar en algunas zonas no solo debido a una sección transversal de cable incorrectamente seleccionada, y también con mal contacto. Por ejemplo, en el lugar donde se tuercen los cables. Esto sucede muy a menudo en el punto de contacto entre cables de cobre y cables de aluminio. En este sentido, la superficie de los metales sufre oxidación, recubriéndose de una película de óxido que perjudica enormemente el contacto. En tal lugar el cable se calentará por encima de la temperatura permitida.
Cuando hayamos realizado todos los cálculos y comprobado los datos de las tablas, podrás acudir con seguridad a una tienda especializada y comprar los cables necesarios para tender una red en casa o en el campo. Su principal ventaja sobre, por ejemplo, su vecino será que habrá entendido completamente este problema con la ayuda de nuestro artículo y ahorrará mucho dinero sin pagar de más por lo que la tienda quería venderle. Sí, y saber calcular la sección actual de cables de cobre o aluminio nunca será superfluo, y estamos seguros de que nuestros conocimientos le serán útiles en su camino de la vida.
El confort y la seguridad en el hogar dependen de la correcta elección de la sección del cableado eléctrico. Cuando se sobrecarga, el conductor se sobrecalienta y el aislamiento puede derretirse, provocando un incendio o un cortocircuito. Pero no es rentable coger una sección mayor de la necesaria, ya que el precio del cable aumenta.
En general, se calcula en función del número de consumidores, para lo cual primero se determina la potencia total consumida por el apartamento y luego se multiplica el resultado por 0,75. El PUE utiliza una tabla de cargas a lo largo de la sección transversal del cable. A partir de él se puede determinar fácilmente el diámetro de los núcleos, que depende del material y de la corriente que pasa. Normalmente se utilizan conductores de cobre.
La sección transversal del núcleo del cable debe corresponder exactamente a la calculada, en la dirección de aumentar el rango de tamaño estándar. Es más peligroso cuando se subestima. Luego, el conductor se sobrecalienta constantemente y el aislamiento falla rápidamente. Y si instala el adecuado, se activará con frecuencia.
Si aumenta la sección transversal del cable, costará más. Aunque es necesaria una cierta reserva, ya que en el futuro, por regla general, es necesario conectar nuevos equipos. Es aconsejable utilizar un factor de seguridad de aproximadamente 1,5.
Cálculo de la potencia total.
La energía total consumida por el apartamento recae en la entrada principal, que ingresa al cuadro de distribución, y luego se bifurca en las líneas:
- Encendiendo;
- grupos de enchufes;
- electrodomésticos potentes individuales.
Por lo tanto, la sección transversal más grande del cable de alimentación se encuentra en la entrada. En líneas de salida disminuye, dependiendo de la carga. En primer lugar, se determina la potencia total de todas las cargas. Esto no es difícil, ya que está indicado en las carcasas de todos los electrodomésticos y en sus pasaportes.
Todos los poderes suman. Los cálculos se realizan de manera similar para cada circuito. Los expertos sugieren multiplicar la cantidad por 0,75. Esto se debe al hecho de que no todos los dispositivos están conectados a la red al mismo tiempo. Otros sugieren elegir una sección más grande. Debido a esto, se crea una reserva para la posterior puesta en servicio de dispositivos eléctricos adicionales que puedan adquirirse en el futuro. Cabe señalar que esta opción de cálculo de cables es más confiable.
¿Cómo determinar la sección transversal del cable?
Todos los cálculos incluyen la sección transversal del cable. Es más fácil determinarlo por diámetro si usas las fórmulas:
- S=π D²/4;
- D= √(4×S/π).
Donde π = 3,14.
S = N×D²/1,27.
Los cables trenzados se utilizan cuando se requiere flexibilidad. Para instalaciones permanentes se utilizan conductores sólidos más baratos.
¿Cómo elegir un cable en función de la potencia?
Para seleccionar el cableado, utilice la tabla de cargas para la sección del cable:
- Si la línea de tipo abierto se alimenta a 220 V y la potencia total es de 4 kW, se toma un conductor de cobre con una sección transversal de 1,5 mm². Este tamaño se suele utilizar para cableado de iluminación.
- Con una potencia de 6 kW, se requieren conductores de mayor sección transversal: 2,5 mm². El cable se utiliza para enchufes a los que se conectan electrodomésticos.
- Una potencia de 10 kW requiere el uso de cableado de 6 mm². Suele estar destinado a la cocina, donde está conectado. estufa eléctrica. El suministro a dicha carga se realiza a través de una línea separada.
¿Qué cables son mejores?
Los electricistas conocen bien el cable de la marca alemana NUM para oficinas y locales residenciales. En Rusia producen marcas de cables que tienen características inferiores, aunque pueden tener el mismo nombre. Se pueden distinguir por fugas compuestas en el espacio entre los núcleos o por su ausencia.
El alambre se produce monolítico y multialambre. Cada núcleo, así como todos los retorcidos, está aislado por fuera con PVC y el relleno entre ellos no es inflamable:
- Por tanto, el cable NUM se utiliza en interiores, ya que la luz solar destruye el aislamiento en exteriores.
- Y como cable interno, el cable de la marca VVG se usa ampliamente. Es barato y bastante confiable. No se recomienda utilizarlo para colocarlo en el suelo.
- El alambre de la marca VVG se fabrica plano y redondo. No se utiliza relleno entre los núcleos.
- fabricado con una capa exterior que no soporta la combustión. Los núcleos se fabrican redondos hasta una sección transversal de 16 mm² y, por encima, sectoriales.
- Los cables de las marcas PVS y ShVVP están fabricados con varios hilos y se utilizan principalmente para conectar electrodomésticos. A menudo se utiliza como cableado eléctrico doméstico. No se recomienda utilizar conductores de varios hilos en exteriores debido a la corrosión. Además, el aislamiento al doblarse se agrietará a bajas temperaturas.
- En la calle, los cables blindados y resistentes a la humedad AVBShv y VBShv se colocan bajo tierra. La armadura está formada por dos tiras de acero, lo que aumenta la fiabilidad del cable y lo hace resistente a las tensiones mecánicas.
Determinación de la carga actual.
Un resultado más preciso se obtiene calculando la sección del cable por potencia y corriente, donde los parámetros geométricos están relacionados con los eléctricos.
Para el cableado doméstico no solo se debe tener en cuenta la carga activa, sino también la carga reactiva. La fuerza actual está determinada por la fórmula:
I = P/(U∙cosφ).
Se crea la carga reactiva. Lámparas fluorescentes y motores de aparatos eléctricos (frigorífico, aspiradora, herramientas eléctricas, etc.).
Ejemplo actual
Averigüemos qué hacer si necesita determinar la sección transversal del cable de cobre para conectar. electrodomésticos con una potencia total de 25 kW y máquinas trifásicas de 10 kW. Esta conexión se realiza mediante un cable de cinco núcleos tendido en el suelo. La comida en casa proviene de
Teniendo en cuenta el componente reactivo, la potencia de los electrodomésticos y equipos será:
- P vida cotidiana = 25/0,7 = 35,7 kilovatios;
- P rev. = 10/0,7 = 14,3kW.
Las corrientes de entrada se determinan:
- yo vida = 35,7 × 1000/220 = 162 A;
- Yo rev. = 14,3×1000/380 = 38 A.
Si las cargas monofásicas se distribuyen uniformemente en tres fases, una conducirá la corriente:
Si f = 162/3 = 54 A.
Si f = 54 + 38 = 92 A.
No todos los equipos funcionarán al mismo tiempo. Teniendo en cuenta la reserva, cada fase contabiliza la corriente:
Si f = 92×0,75×1,5 = 103,5 A.
En un cable de cinco núcleos sólo se tienen en cuenta los conductores de fase. Para un cable enterrado, se puede determinar una sección de núcleo de 16 mm² para una corriente de 103,5 A (tabla de cargas por sección de cable).
El cálculo refinado de la corriente le permite ahorrar dinero, ya que se requiere una sección transversal más pequeña. Con un cálculo más aproximado de la potencia del cable, la sección transversal del núcleo será de 25 mm², lo que costará más.
Caída de tensión del cable
Los conductores tienen una resistencia que hay que tener en cuenta. Esto es especialmente importante para cables de gran longitud o secciones pequeñas. Se han establecido estándares PES, según los cuales la caída de tensión en el cable no debe exceder el 5%. El cálculo se realiza de la siguiente manera.
- La resistencia del conductor se determina: R = 2×(ρ×L)/S.
- Se encuentra la caída de voltaje: Almohadilla en U. =I×R. En relación al porcentaje lineal, será: U % = (U descendente / U lineal) × 100.
En las fórmulas se utilizan las siguientes notaciones:
- ρ - resistividad, Ohm×mm²/m;
- S - área de la sección transversal, mm².
El coeficiente 2 muestra que la corriente fluye a través de dos cables.
Ejemplo de cálculo de cable basado en caída de tensión.
- La resistencia del cable es: R = 2(0,0175×20)/2,5 = 0,28 ohmios.
- Fuerza actual en el conductor: Yo = 7000/220 = 31,8 A.
- Caída de tensión en la portadora: Almohadilla en U. = 31,8×0,28 = 8,9V.
- Porcentaje de caída de tensión: U% = (8,9/220)×100 = 4,1 %.
El soporte es adecuado para la máquina de soldar de acuerdo con los requisitos de las reglas de operación para instalaciones eléctricas, ya que el porcentaje de caída de voltaje a través del mismo está dentro del rango normal. Sin embargo, su valor en el cable de alimentación sigue siendo grande, lo que puede afectar negativamente al proceso de soldadura. Aquí es necesario comprobar el límite inferior permitido de la tensión de alimentación de la máquina de soldar.
Conclusión
Para proteger de manera confiable el cableado eléctrico contra el sobrecalentamiento durante un exceso prolongado Corriente nominal, las secciones de los cables se calculan en función de las corrientes permitidas a largo plazo. El cálculo se simplifica si se utiliza una tabla de cargas para la sección del cable. Se obtiene un resultado más preciso si el cálculo se realiza en base a la carga actual máxima. Y para un funcionamiento estable y a largo plazo, se instala un interruptor automático en el circuito del cableado eléctrico.
La sección de corte del cable está estandarizada en todos los países. Esto se aplica tanto a los países de la CEI como a Europa. Este tema está regulado en nuestro país por el documento “Reglas para la Construcción de Instalaciones Eléctricas”, las cuales se denominan PUE. El cálculo de la sección transversal del cable por potencia se selecciona mediante tablas especiales. Por supuesto, muchos calculan los parámetros necesarios del conductor "a ojo", pero esto no es del todo correcto. Este indicador puede ser diferente para cada apartamento. Esto se debe a la cantidad de consumidores eléctricos y su potencia. Sin un cálculo adecuado, pueden surgir muchas situaciones desagradables y costosas reparaciones tanto del cableado como de los apartamentos.
Dispositivo de cable
Para determinar la sección transversal del cable por potencia, debe comprender su principio y diseño. Se puede comparar, por ejemplo, con un oleoducto o gasoducto. De la misma forma que por estas comunicaciones, a través de un conductor eléctrico fluye un flujo. Su potencia limita la sección transversal del conductor.
La sección del cable mediante el indicador de alimentación se puede realizar incorrectamente en dos casos:
- El canal de transporte actual será demasiado estrecho. Esto provocará un aumento de la densidad de corriente y, en consecuencia, un sobrecalentamiento del aislamiento. Con el tiempo, este estado del conductor se caracterizará por la presencia de puntos débiles donde es posible que haya fugas. Este estado del canal puede provocar un incendio.
- El cable que transporta corriente es demasiado ancho. Ciertamente esta no es la peor opción. La amplitud de transporte del flujo eléctrico permitirá un uso más funcional y duradero del conductor. Sin embargo, a medida que aumenta la sección transversal, también aumenta el coste del cable.
La primera opción supone un peligro para la vida, la salud y la propiedad. El segundo método es seguro, pero la compra de materiales será bastante cara.
Camino fácil
El cálculo de la sección transversal del cable por potencia se basa en la conocida ley desarrollada por Ohm. Le dice que el flujo de corriente multiplicado por el voltaje será igual a la potencia. El voltaje en la vida cotidiana se considera un valor constante. En una red monofásica es igual a 220 V. Por lo tanto, para determinar la sección del cable en función de la corriente y la potencia, solo quedan dos variables.
A continuación, se calculan los valores actuales y la carga esperada. Además, el tamaño del cable en función de su potencia se puede seleccionar según la tabla PUE. Este indicador se calcula para el cable adecuado para los enchufes. Tradicionalmente, para las líneas de iluminación se tiende un cable con una sección transversal de 1,5 mm 2.
Sin embargo, sucede que al grupo de enchufes se conectan dispositivos como secador de pelo, microondas, hervidor eléctrico, etc., es necesario distribuir la carga y calcular correctamente la sección del cable en función de los indicadores de potencia, correlacionando el diámetro y carga.
Si no es posible separar los grupos de enchufes, muchos electricistas recomendarán instalar inmediatamente un cable con un núcleo de cobre de hasta 6 mm 2.
Área seccional y diámetro.
El cálculo de la sección del cable por potencia, diámetro y carga no son conceptos equivalentes. El primer indicador se calcula en mm 2 y el segundo, simplemente en mm. Puede seleccionar la potencia y la corriente permitida de la tabla tanto en función de la sección del cable como de su diámetro.
Si la tabla tiene en cuenta solo el tamaño del área de la sección transversal en mm 2 y solo hay datos sobre el diámetro del cable, el indicador que falta se puede encontrar usando la siguiente fórmula:
S = 3,14D2/4 = 0,785D2,
donde: S es la sección transversal del cable y D es el diámetro.
Si la sección transversal del cable no es redonda, sino rectangular, su área de la sección transversal se calcula multiplicando la longitud por el ancho (como el área de un rectángulo).
Cálculo basado en carga
La forma más sencilla de calcular la sección transversal del cable es sumando las potencias de todas las unidades que se conectarán a la línea. Para hacer esto, deberá realizar una determinada secuencia de acciones.
En primer lugar, se determina qué aparatos eléctricos se utilizarán en el hogar y cuáles probablemente funcionarán simultáneamente. A continuación, es necesario consultar las fichas técnicas de cada una de estas unidades. Será necesario calcular la suma de las potencias de aquellos consumidores eléctricos que deben operar simultáneamente.
Luego se redondea hacia arriba la cifra obtenida como resultado de los cálculos. Esto garantizará un suministro seguro de energía para el cableado eléctrico. La sección transversal del alambre o cable se calcula además utilizando tablas PUE.
De manera similar, puede resumir la intensidad actual, que se indica en las hojas de datos de los equipos eléctricos. El redondeo y la búsqueda se realizan utilizando la tabla de cálculo de potencia.
Tabla de potencia, corriente y sección transversal de cables de cobre.
Según el PUE, en los edificios residenciales es necesario utilizar únicamente conductores de cobre para el cableado. La fuente de alimentación de algunos equipos eléctricos, que pertenecen a tipos de receptores de ingeniería, se puede conectar a la red mediante conductores de aluminio con una sección transversal de al menos 2,5 mm 2.
Tabla de potencia, corriente y sección de cables de aluminio.
El especialista también podrá realizar factores de corrección según el tipo de ubicación del cable, temperatura ambiente, para un cable enterrado, etc. La tabla para calcular la potencia, la sección o la corriente del cable se aplica a conductores con aislamiento de plástico o goma. Entre ellas se incluyen marcas tan comunes como GDP, PVS, PPV, VPP, AVVG, VVG, APPV, etc. Los cables no aislados o apantallados con papel deben calcularse según la tabla correspondiente.
Longitud y sección
Simplemente se debe utilizar el cálculo de la sección transversal del cable por potencia para determinar su longitud. Estos datos son importantes a la hora de crear cables de extensión largos. Los valores exactos obtenidos deben incrementarse en 10-15 cm, margen necesario para la conmutación mediante soldadura, soldadura o engarzado.
En la construcción, la sección transversal del cable se calcula en función de la potencia y la longitud en la etapa de diseño del cableado eléctrico. Esto es muy importante, especialmente para aquellas comunicaciones que estarán sujetas a cargas importantes o adicionales.
En la vida cotidiana, la longitud del cable se calcula mediante la siguiente fórmula:
I=P/U*cosφ, donde:
- P - potencia (W);
- I - fuerza actual (A);
- U - voltaje (V);
- cosφ es un coeficiente igual a 1.
Primero debe consultar la sección del cable en la tabla. La fórmula ayudará a determinar la longitud correcta del cable.
Densidad actual
La intensidad de la corriente varía en el rango de 6 a 10 A, lo que se determinó experimentalmente. Este valor se calcula para la corriente que circula por 1 mm 2 de conductor de cobre.
Esta afirmación significa que el cálculo de la sección transversal del cable para potencia y corriente toma como base un cable de cobre con una sección transversal de 1 mm 2, a través del cual puede fluir una corriente de 6 a 10 A sin fundirse ni sobrecalentamiento a los electrodomésticos que lo esperan.
Según el código PUE, se asigna una reserva del 40% a cada cable para sobrecalentamiento que sea seguro para la funda. Si un valor de 6 A caracteriza el funcionamiento del conductor presentado durante un período infinitamente largo y sin límites de tiempo, entonces un valor de 10 A es adecuado para un flujo de corriente de corto plazo a través del núcleo.
Si una corriente de 12 A fluye a través de un conductor de cobre de 1 mm 2, quedará atrapado en dicho conductor. Esto conducirá a un aumento en la densidad de corriente. El núcleo comenzará a calentarse y derretir el aislamiento.
Por lo tanto, dichos cálculos son necesarios al elegir la sección transversal del cable para cada tipo de cableado.
Habiéndose familiarizado con los métodos que le permiten calcular la sección transversal del cable en función de la potencia y la corriente, podrá instalar o reparar cableado antiguo que durará mucho tiempo y será completamente seguro para las personas que viven en la casa. Muchos métodos bastante simples pero efectivos lo ayudarán a determinar con precisión el tamaño de la sección transversal requerida para la red eléctrica.
A menudo, antes de comprar productos de cable, es necesario medir de forma independiente su sección transversal para evitar engaños por parte de los fabricantes, quienes, debido al ahorro y al establecimiento de un precio competitivo, pueden subestimar ligeramente este parámetro.
También es necesario saber determinar la sección del cable, por ejemplo, al agregar un nuevo punto de consumo de energía en habitaciones con cableado eléctrico antiguo que no tiene Información técnica. En consecuencia, la cuestión de cómo averiguar la sección transversal de los conductores siempre sigue siendo relevante.
Información general sobre cables y alambres.
Cuando se trabaja con conductores, es necesario comprender su designación. Hay alambres y cables que se diferencian entre sí por su estructura interna y características técnicas. Sin embargo, muchas personas suelen confundir estos conceptos.
Un alambre es un conductor que tiene en su diseño un alambre o un grupo de alambres entrelazados y una delgada capa aislante común. Un cable es un núcleo o un grupo de núcleos que tiene tanto su propio aislamiento como una capa aislante común (funda).
Cada tipo de conductor tendrá sus propios métodos para determinar las secciones transversales, que son casi similares.
Materiales conductores
La cantidad de energía que transmite un conductor depende de varios factores, el principal de los cuales es el material de los conductores que transportan corriente. Como material central de alambres y cables se pueden utilizar los siguientes metales no ferrosos:
- Aluminio. Conductores baratos y ligeros, que es su ventaja. Se caracterizan por cualidades negativas como baja conductividad eléctrica, tendencia al daño mecánico, alta resistencia eléctrica transitoria de superficies oxidadas;
- Cobre. Los conductores más populares, que tienen un coste elevado en comparación con otras opciones. Sin embargo, se caracterizan por una baja resistencia eléctrica y de transición en los contactos, una elasticidad y resistencia bastante altas y facilidad de soldadura y soldadura;
- Cobre de aluminio. Productos de cable con núcleos de aluminio recubiertos de cobre. Se caracterizan por una conductividad eléctrica ligeramente menor que sus homólogos de cobre. También se caracterizan por su ligereza, resistencia media y relativo bajo precio.
¡Importante! Algunos métodos para determinar la sección transversal de cables y alambres dependerán específicamente del material de su componente conductor, lo que afecta directamente la potencia de rendimiento y la intensidad de la corriente (método para determinar la sección transversal de conductores por potencia y corriente).
Medición de la sección transversal de conductores por diámetro.
Hay varias formas de determinar la sección transversal de un cable o alambre. La diferencia en la determinación del área de la sección transversal de alambres y cables será que en los productos de cable es necesario medir cada núcleo por separado y resumir los indicadores.
Para información. Al medir el parámetro considerado con instrumentación, es necesario medir inicialmente los diámetros de los elementos conductores, preferiblemente quitando la capa aislante.
Instrumentos y proceso de medición.
Los instrumentos de medición pueden ser un calibre o un micrómetro. Generalmente se utilizan dispositivos mecánicos, pero también se pueden utilizar análogos electrónicos con pantalla digital.
Básicamente, el diámetro de alambres y cables se mide con un calibre, ya que se encuentra en casi todos los hogares. También puede medir el diámetro de los cables en una red en funcionamiento, por ejemplo, un enchufe o un panel.
El diámetro de la sección transversal del cable se determina mediante la siguiente fórmula:
S = (3,14/4)*D2, donde D es el diámetro del alambre.
Si el cable contiene más de un núcleo, entonces es necesario medir el diámetro y calcular la sección transversal usando la fórmula anterior para cada uno de ellos, luego combinar el resultado obtenido usando la fórmula:
Total= S1 + S2 +…+Sn, donde:
- Total – área transversal total;
- S1, S2,…, Sn – secciones transversales de cada núcleo.
En una nota. Para garantizar la precisión de los resultados obtenidos, se recomienda realizar mediciones al menos tres veces, girando el conductor en diferentes direcciones. El resultado será el promedio.
En ausencia de un calibre o micrómetro, el diámetro del conductor se puede determinar con una regla normal. Para hacer esto, debe realizar las siguientes manipulaciones:
- Limpiar la capa aislante del núcleo;
- Gire las vueltas del lápiz firmemente entre sí (debe haber al menos 15-17 piezas);
- Mida la longitud del devanado;
- Divida el valor resultante por el número de vueltas.
¡Importante! Si las vueltas no se colocan uniformemente en el lápiz con espacios, entonces la precisión de los resultados obtenidos al medir la sección transversal del cable por diámetro estará en duda. Para aumentar la precisión de las mediciones, se recomienda tomar medidas desde diferentes lados. Será difícil enrollar cables gruesos en un simple lápiz, por lo que es mejor recurrir a un calibre.
Después de medir el diámetro, el área de la sección transversal del cable se calcula usando la fórmula descrita anteriormente o se determina usando una tabla especial, donde cada diámetro corresponde al área de la sección transversal.
Es mejor medir el diámetro del cable, que contiene núcleos ultrafinos, con un micrómetro, ya que un calibre puede romperlo fácilmente.
La forma más sencilla de determinar la sección transversal del cable por diámetro es utilizar la siguiente tabla.
Tabla de correspondencia entre el diámetro del alambre y la sección transversal del alambre.
| Diámetro del elemento conductor, mm | Área de la sección transversal del elemento conductor, mm2 |
|---|---|
| 0,8 | 0,5 |
| 0,9 | 0,63 |
| 1 | 0,75 |
| 1,1 | 0,95 |
| 1,2 | 1,13 |
| 1,3 | 1,33 |
| 1,4 | 1,53 |
| 1,5 | 1,77 |
| 1,6 | 2 |
| 1,8 | 2,54 |
| 2 | 3,14 |
| 2,2 | 3,8 |
| 2,3 | 4,15 |
| 2,5 | 4,91 |
| 2,6 | 5,31 |
| 2,8 | 6,15 |
| 3 | 7,06 |
| 3,2 | 7,99 |
| 3,4 | 9,02 |
| 3,6 | 10,11 |
| 4 | 12,48 |
| 4,5 | 15,79 |
Sección del cable del segmento
Los productos de cable con una sección transversal de hasta 10 mm2 casi siempre se fabrican en forma redonda. Estos conductores son suficientes para proporcionar necesidades del hogar casas y apartamentos. Sin embargo, con una sección transversal de cable mayor, los núcleos de entrada de la red eléctrica externa se pueden realizar en forma de segmento (sector), y será bastante difícil determinar la sección transversal del cable por diámetro.
En tales casos, es necesario recurrir a una tabla donde el tamaño (alto, ancho) del cable toma el valor correspondiente del área de la sección transversal. Inicialmente, es necesario medir la altura y el ancho del segmento requerido con una regla, después de lo cual se puede calcular el parámetro requerido correlacionando los datos obtenidos.
Tabla para calcular el área de un sector central de cable eléctrico.
| Tipo de cable | Área seccional del segmento, mm2 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| S | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 | |
| Segmento de cuatro núcleos | V | - | 7 | 8,2 | 9,6 | 10,8 | 12 | 13,2 | - |
| w | - | 10 | 12 | 14,1 | 16 | 18 | 18 | - | |
| Trenzado segmentario de tres núcleos, 6(10) | V | 6 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13,2 | 15,2 |
| w | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 25 | |
| Monofilar segmentario de tres núcleos, 6(10) | V | 5,5 | 6,4 | 7,6 | 9 | 10,1 | 11,3 | 12,5 | 14,4 |
| w | 9,2 | 10,5 | 12,5 | 15 | 16,6 | 18,4 | 20,7 | 23,8 | |
Dependencia de la corriente, la potencia y la sección transversal del núcleo.
No basta con medir y calcular la sección transversal del cable en función del diámetro del núcleo. Antes de instalar cableado u otro tipo de redes eléctricas, también es necesario conocer la capacidad de los productos de cable.
Al elegir un cable, uno debe guiarse por varios criterios:
- la fuerza de la corriente eléctrica que pasará por el cable;
- potencia consumida por las fuentes de energía;
Fuerza
El parámetro más importante durante los trabajos de instalación eléctrica (en particular, el tendido de cables) es el rendimiento. La potencia máxima de electricidad transmitida a través de él depende de la sección transversal del conductor. Por lo tanto, es sumamente importante conocer la potencia total de las fuentes de consumo de energía que estarán conectadas al cable.
Normalmente, los fabricantes de electrodomésticos, electrodomésticos y otros productos eléctricos indican en la etiqueta y en la documentación que los acompaña el consumo de energía máximo y medio. Por ejemplo, una lavadora puede consumir electricidad desde decenas de W/h durante el modo de enjuague hasta 2,7 kW/h cuando calienta agua. En consecuencia, se le debe conectar un cable con una sección transversal suficiente para transmitir electricidad de máxima potencia. Si dos o más consumidores están conectados al cable, entonces la potencia total se determina sumando los valores límite de cada uno de ellos.
La potencia media de todos los aparatos eléctricos y dispositivos de iluminación de un apartamento rara vez supera los 7500 W para una red monofásica. Por consiguiente, las secciones de los cables en el cableado eléctrico deben ajustarse a este valor.
Así, para una potencia total de 7,5 kW, es necesario utilizar un cable de cobre con una sección de núcleo de 4 mm2, que es capaz de transmitir unos 8,3 kW. La sección transversal del conductor con núcleo de aluminio en este caso debe ser de al menos 6 mm2, por lo que debe pasar una potencia de corriente de 7,9 kW.
En edificios residenciales individuales, a menudo se usa un sistema de suministro de energía trifásico de 380 V. Sin embargo, la mayoría de los equipos no están diseñados para tal voltaje eléctrico. Se crea un voltaje de 220 V conectándolos a la red a través de un cable neutro con una distribución uniforme de la carga actual en todas las fases.
Corriente eléctrica
A menudo, el propietario puede desconocer la potencia de los equipos y equipos eléctricos debido a la ausencia de esta característica en la documentación o a la pérdida total de documentos y etiquetas. Solo hay una salida en tal situación: calcular usted mismo utilizando la fórmula.
El poder está determinado por la fórmula:
P = U*I, donde:
- P – potencia, medida en vatios (W);
- I – intensidad de la corriente eléctrica, medida en amperios (A);
- U es el voltaje eléctrico aplicado, medido en voltios (V).
Cuando se desconoce la fuerza de la corriente eléctrica, se puede medir con instrumentos de control y medición: un amperímetro, un multímetro y una pinza amperimétrica.
Después de determinar el consumo de energía y la corriente eléctrica, puede utilizar la siguiente tabla para conocer la sección transversal del cable requerida.
Se debe realizar el cálculo de la sección transversal de los productos de cable en función de la carga actual para protegerlos aún más del sobrecalentamiento. Cuando pasa demasiada corriente eléctrica a través de los conductores para su sección transversal, puede ocurrir la destrucción y fusión de la capa aislante.
La carga de corriente máxima permitida a largo plazo es el valor cuantitativo de la corriente eléctrica que puede pasar a través del cable durante mucho tiempo sin sobrecalentarse. Para determinar este indicador, inicialmente es necesario sumar las potencias de todos los consumidores de energía. Después de esto, calcule la carga usando las fórmulas:
- I = P∑*Ki/U (red monofásica),
- I = P∑*Kи/(√3*U) (red trifásica), donde:
- P∑ – potencia total de los consumidores de energía;
- Ki – coeficiente igual a 0,75;
- U – tensión eléctrica en la red.
Ejército de reservabombardeo para hacer coincidir el área de la sección transversal de los conductores de cobreproductos conductores corriente y potencia *
| Sección de productos de cables y alambres. | Tensión eléctrica 220 V. | Tensión eléctrica 380 V. | ||
|---|---|---|---|---|
| Fuerza actual, A | potencia, kWt | Fuerza actual, A | potencia, kWt | |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 50 | 11 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 90 | 19,8 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 140 | 30,8 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
*¡Importante! Los conductores con conductores de aluminio tienen diferentes valores.
La determinación de la sección transversal de un producto de cable es un proceso particularmente importante en el que los errores de cálculo son inaceptables. Debe tener en cuenta todos los factores, parámetros y reglas, confiando únicamente en sus cálculos. Las medidas tomadas deben coincidir con las tablas descritas anteriormente; si no contienen valores específicos, se pueden encontrar en las tablas de muchos libros de referencia de ingeniería eléctrica.
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La calidad de los trabajos de instalación eléctrica afecta a la seguridad de todo el edificio. El factor determinante a la hora de realizar este tipo de trabajos es la sección transversal del cable. Para realizar el cálculo es necesario conocer las características de todos los consumidores de electricidad conectados. Es necesario calcular la sección transversal del cable en función de la potencia. La tabla es necesaria para ver los indicadores requeridos.
Un cable adecuado y de alta calidad garantiza un funcionamiento seguro y duradero de cualquier red
El área de sección transversal óptima del cable permite que fluya la máxima cantidad de corriente sin calentarse. Al realizar un proyecto de cableado eléctrico, es importante encontrar el valor correcto del diámetro del cable que se adapte a las condiciones específicas de consumo de energía. Para realizar los cálculos, es necesario determinar la corriente total. En este caso, necesita averiguar la potencia de todos los equipos que están conectados al cable.
Antes del trabajo, se calculan la sección transversal del cable y la carga. La tabla le ayudará a encontrar estos valores. Para una red estándar de 220 voltios, el valor de corriente aproximado se calcula de la siguiente manera: I(corriente)=(P1+P2+….+Pn)/220, Pn – potencia. Por ejemplo, la corriente óptima para un cable de aluminio es de 8 A/mm y para un cable de cobre es de 10 A/mm.
La tabla muestra cómo realizar los cálculos, conociendo las características técnicas.
Cálculo de carga
Incluso habiendo determinado el valor deseado, se pueden realizar ciertos ajustes para la carga. Después de todo, no es frecuente que todos los dispositivos funcionen simultáneamente en la red. Para que los datos sean más precisos, es necesario multiplicar el valor de la sección transversal por Kc (factor de corrección). Si todos los equipos están encendidos al mismo tiempo, este coeficiente no se aplica.
Para realizar los cálculos correctamente, utilice la tabla de cálculo de la sección del cable por potencia. Hay que tener en cuenta que existen dos tipos de este parámetro: reactivo y activo.
En las redes eléctricas fluye una corriente alterna, cuyo indicador puede cambiar. Se necesita potencia activa para calcular el promedio. Los calentadores eléctricos y las lámparas incandescentes tienen potencia activa. Si hay motores eléctricos y transformadores en la red, pueden ocurrir algunas desviaciones. Al mismo tiempo se genera potencia reactiva. En los cálculos, el indicador de carga reactiva se refleja como un coeficiente (cosф).
¡Informacion util! En la vida cotidiana, el valor medio de cosph es 0,8. Pero para una computadora esta cifra es 0,6-0,7.
Cálculo por longitud
Los cálculos de los parámetros de longitud son necesarios al construir líneas de producción, cuando el cable está sometido a cargas pesadas. Para los cálculos, utilice una tabla de secciones de cables para potencia y corriente. Cuando la corriente circula por las carreteras aparecen pérdidas de potencia, que dependen de la resistencia que aparece en el circuito.
Según los parámetros técnicos, la mayor caída de voltaje no debe ser superior al cinco por ciento.
Usando una tabla de secciones de cables por potencia.
En la práctica, se utiliza una tabla para realizar cálculos. El cálculo de la sección transversal del cable para la potencia se realiza teniendo en cuenta la dependencia mostrada de los parámetros de corriente y potencia de la sección transversal. Existen normas especiales para la construcción de instalaciones eléctricas, donde se puede consultar información sobre las medidas requeridas. La tabla muestra valores comunes.
Para seleccionar un cable para una carga específica, es necesario realizar algunos cálculos:
- calcular el indicador de fuerza actual;
- redondear hasta indicador más alto usando una mesa;
- seleccione el parámetro estándar más cercano.
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¡Información importante! La mayoría de los fabricantes reducen el tamaño de la sección para ahorrar material. Por lo tanto, al realizar una compra, utilice un calibre, mida el cable usted mismo y luego calcule el área. Esto evitará problemas de sobrecarga. Si el cable consta de varios elementos trenzados, entonces es necesario medir la sección transversal de un elemento y multiplicarla por su número.
¿Cuáles son algunos ejemplos?
Un cierto esquema te permitirá hacer Buena elección secciones de cable para su apartamento. En primer lugar, planifique los lugares donde se colocarán las fuentes de luz y los enchufes. También deberás averiguar qué equipos se conectarán a cada grupo. Esto le permitirá elaborar un plan para conectar todos los elementos, así como calcular la longitud del cableado. No olvides añadir 2 cm en las uniones de los cables.
Determinación de la sección transversal del cable teniendo en cuenta. diferentes tipos cargas
Usando los valores obtenidos, el valor actual se calcula usando fórmulas y la sección transversal se determina a partir de la tabla. Por ejemplo, necesita averiguar la sección transversal del cable de un electrodoméstico cuya potencia es de 2400 W. Calculamos: I = 2400/220 = 10,91 A. Después del redondeo quedan 11 A.
Para determinar el área de la sección transversal exacta, se utilizan diferentes coeficientes. Estos valores son especialmente relevantes para una red de 380 V. Para aumentar el margen de seguridad conviene añadir otros 5 A al indicador obtenido.
Vale la pena considerar que para los apartamentos se utilizan cables de tres núcleos. Usando las tablas, puede seleccionar el valor actual más cercano y la sección transversal del cable correspondiente. Puede ver qué sección transversal de cable se necesita para 3 kW, así como para otros valores.
en los cables diferentes tipos Hay algunas sutilezas de los cálculos. La corriente trifásica se utiliza cuando se necesitan equipos de gran potencia. Esto se utiliza, por ejemplo, con fines de producción.
Para identificar los parámetros necesarios en la producción, es importante calcular con precisión todos los coeficientes, así como tener en cuenta las pérdidas de energía debido a las fluctuaciones de voltaje. Al realizar trabajos de instalación eléctrica en casa, no es necesario realizar cálculos complejos.
Debe tener en cuenta las diferencias entre el alambre de aluminio y el de cobre. La versión de cobre tiene un precio más alto, pero al mismo tiempo es superior a su contraparte en términos de especificaciones técnicas. Los productos de aluminio pueden desmoronarse al doblarse, oxidarse y tener una conductividad térmica más baja. Por razones de seguridad, en los edificios residenciales sólo se utilizan productos de cobre.
Materiales básicos para cables
Dado que la corriente alterna se mueve a través de tres canales, se utiliza un cable de tres núcleos para los trabajos de instalación. Al instalar dispositivos acústicos, se utilizan cables con un valor de resistencia mínimo. Esto ayudará a mejorar la calidad de la señal y eliminar posibles interferencias. Para conectar tales estructuras, se utilizan cables cuyo tamaño es 2 * 15 o 2 * 25.
Algunos valores promedio le ayudarán a elegir el indicador de sección transversal óptimo para el uso diario. Para enchufes, vale la pena comprar un cable de 2,5 mm2 y para diseños de iluminación, 1,5 mm2. Los equipos de mayor potencia requieren un tamaño de sección transversal de 4-6 mm2.
Una tabla especial le ayudará si tiene dudas durante los cálculos. Para determinar indicadores precisos, es necesario tener en cuenta todos los factores que influyen en la corriente en el circuito. Estos son la longitud de las secciones individuales, el método de instalación, el tipo de aislamiento y el valor de sobrecalentamiento permitido. Todos los datos ayudan a aumentar la productividad a escala de producción y utilizar la energía eléctrica de manera más eficiente.
Cálculo de secciones transversales de cables y alambres en función de la potencia y la corriente para conectar una casa privada (video)
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