Les fils sont largement utilisés dans le domaine des réseaux électriques à des fins diverses. À première vue, le transport de l'énergie à travers des câbles et des fils semble simple et direct.
Cependant, pour assurer le fonctionnement sûr du câblage électrique, il est nécessaire de prendre en compte un certain nombre de nuances importantes dans la conception et la construction des réseaux électriques. L'un de ces détails est la capacité de calculer correctement la section du fil par diamètre, car la limite du courant admissible traversant le conducteur dépend de la précision de la détermination.
Comment déterminer la section ou le diamètre, y a-t-il une différence entre ces paramètres? Nous allons essayer de comprendre l'article. De plus, nous avons préparé des tableaux récapitulatifs qui vous aideront à choisir un conducteur en fonction des conditions d'installation du réseau électrique, du matériau de fabrication de l'âme du câble et des caractéristiques de puissance des unités connectées.
La nécessité et la procédure de calcul
Une variété d'équipements de capacités différentes est alimentée par le courant électrique. Et la gamme de capacités est très étendue.
Chaque appareil électrique individuel représente une charge, selon l'ampleur dont une alimentation en courant d'une certaine force est requise.
Par «défaut» ou ignorance banale des bases de l'électricité, les conducteurs sont faciles à connecter, ignorant toutes les exigences existantes en matière de diamètres et de sections. Une autre question est de savoir ce qui peut être obtenu d'une telle pratique pendant le fonctionnement.
La quantité de courant nécessaire pour la charge requise peut être passée à travers des fils de différents diamètres (sections).
Mais dans des conditions de section de conducteur insuffisante pour le passage d'un volume donné de courant, l'effet d'une résistance accrue se produit. En conséquence, un échauffement du fil (câble) est constaté.
Si vous ignorez ce phénomène et continuez à laisser passer le courant, il y a un réel danger d'échauffement jusqu'au moment du feu. Cette situation menace une grave urgence. C'est pourquoi les calculs et la sélection des circuits de transfert de courant vers la charge nécessitent une attention particulière.
Les conséquences de calculs imprécis des conducteurs électriques le long de la section (diamètre) peuvent s'accompagner de phénomènes allant d'une légère déformation du matériau isolant à un incendie réel et à un incendie majeur
Un calcul correct, une sélection appropriée des câbles et des fils a un effet positif sur le fonctionnement des équipements agissant comme une charge.
Ainsi, en plus du facteur de sécurité, le calcul des sections de câble électrique par diamètre ou vice versa est une action obligatoire du point de vue d'assurer le fonctionnement efficace des machines électriques.
Détermination du diamètre du noyau conducteur
En fait, cette opération peut être effectuée par une simple mesure linéaire. Pour une mesure précise, il est recommandé d'utiliser un instrument ponctuel, par exemple un pied à coulisse, ou mieux encore, un micromètre.
Un résultat de précision relativement faible, mais tout à fait acceptable pour de nombreuses applications des fils, donne une mesure de diamètre avec une règle ordinaire.
Mesure et détermination du diamètre du noyau avec un instrument ponctuel, qui est un pied à coulisse. Cette méthode de mesure linéaire donne un résultat suffisamment précis pour le calcul ultérieur de la section du conducteur
Bien entendu, la mesure doit être effectuée à l'état de conducteur nu, c'est-à-dire que le revêtement isolant est d'abord retiré.
Soit dit en passant, un revêtement isolant, par exemple, d'un fil de cuivre, est également considéré comme une fine couche de vernis, qui doit également être retiré lorsqu'un calcul très précis est requis.
Il existe une méthode «domestique» de mesure du diamètre, adaptée dans les cas où il n'y a pas d'instruments de mesure ponctuels à portée de main. Pour utiliser la méthode, vous aurez besoin d'un tournevis d'électricien et d'une règle d'école.
Le conducteur de mesure est préalablement dépouillé de l'isolant, après quoi il est enroulé de manière étanche tour à tour sur la barre du tournevis. Habituellement, une douzaine de tours sont enroulés - un nombre pratique pour les calculs mathématiques.
La mesure du diamètre linéaire est une autre façon courante de déterminer le paramètre du conducteur pour calculer la puissance (débit). Il est utilisé en utilisant une règle ordinaire et n'importe quelle base où il est permis d'enrouler le conducteur (+)
Ensuite, la bobine enroulée sur la tige du tournevis est mesurée avec une règle du premier au dernier tour. La valeur résultante sur la ligne doit être divisée par le nombre de tours (dans ce cas, 6). Le résultat d'un calcul aussi simple sera le diamètre de l'âme du fil.
Calcul de la section transversale du fil électrique
Pour déterminer la valeur de la section transversale du noyau conducteur, vous devrez utiliser la formulation mathématique.
En fait, la section transversale du noyau conducteur est la zone de section transversale - c'est-à-dire la zone du cercle. Dont le diamètre est déterminé par la méthode décrite ci-dessus.
La section centrale est en fait l'aire d'un cercle. En conséquence, le calcul de ce segment de mathématiques géométriques peut être effectué en utilisant une formule traditionnelle, à condition que la valeur connue du diamètre ou du rayon
Sur la base de la valeur du diamètre, il est facile d'obtenir la valeur du rayon en divisant le diamètre en deux.
En fait, vous devez ajouter la constante π (3.14) aux données obtenues, après quoi vous pouvez calculer la valeur de la section efficace en utilisant l'une des formules:
S = π * R2 ou S = π / 4 * D2,
Où:
- ré - diamètre;
- R - rayon;
- S - section transversale;
- π Est une constante correspondant à 3,14.
Ces formules classiques sont également utilisées pour déterminer la section efficace des conducteurs toronnés. La stratégie de calcul reste pratiquement inchangée, à l'exception de certains détails.
En particulier, la section transversale d'un noyau de la poutre est initialement calculée, après quoi le résultat est multiplié par le nombre total de fils.
La section d'un conducteur multicœur peut être calculée en utilisant la même méthode mathématique qui s'applique à un seul fil, mais le nombre de noyaux existants en tant que facteur est également pris en compte
Pourquoi la détermination de la section transversale devrait-elle être considérée comme un facteur important? Le point évident, relié directement par la loi de Joule-Lenz, est que le paramètre limite du conducteur détermine la limite du courant admissible traversant ce conducteur.
Détermination du diamètre en coupe
Il est permis par calcul mathématique de déterminer le diamètre du noyau conducteur lorsque le paramètre de section est connu.
Ceci, bien sûr, n'est pas l'option la plus pratique, étant donné la disponibilité de méthodes plus simples pour déterminer le diamètre, mais l'utilisation de cette option n'est pas exclue.
La mesure du diamètre avec une grande précision à l'aide d'un outil de table - un micromètre, donne presque le même résultat lorsque les calculs sont effectués en utilisant la formule
Pour effectuer le calcul, vous aurez besoin pratiquement des mêmes informations numériques que celles utilisées pour calculer la section efficace à l'aide d'une formule mathématique.
Autrement dit, la constante "π" et la valeur de l'aire du cercle (section).
En utilisant ces valeurs de formule ci-dessous, la valeur de diamètre est obtenue:
D = √4S / π,
Où:
- ré - diamètre;
- S - section transversale;
- π Est une constante correspondant à 3,14.
L'application de cette formule peut être pertinente lorsque le paramètre de section est connu et qu'il n'y a pas d'outils appropriés pour mesurer le diamètre à portée de main.
Le paramètre de section peut être obtenu, par exemple, dans la documentation du conducteur ou dans le tableau des calculs, où les options classiques les plus couramment utilisées sont présentées.
Tableaux pour choisir un conducteur adapté
Une option pratique et pratique pour sélectionner le fil (câble) souhaité est l'utilisation de tableaux spéciaux, qui indiquent les diamètres et les sections transversales par rapport à la puissance et / ou aux courants.
Avoir une telle table à portée de main est un moyen facile et simple de déterminer rapidement le conducteur pour l'installation électrique requise.
La détermination des valeurs souhaitées à l'aide du tableau classique est l'un des moyens les plus pratiques pour sélectionner le conducteur requis lors des travaux d'installation
Étant donné que les conducteurs traditionnels d'installation électrique sont des produits avec des conducteurs en cuivre ou en aluminium, il existe des tableaux pour les deux types de métaux.
De plus, les données tabulaires présentent souvent des valeurs pour des tensions de 220 volts et 380 volts. De plus, les valeurs des conditions d'installation sont prises en compte - câblage fermé ou ouvert.
En fait, il s'avère que sur une feuille de papier ou sur une image téléchargée sur un smartphone, il existe des informations techniques volumineuses qui peuvent se passer des calculs mathématiques (linéaires) mentionnés ci-dessus.
De plus, de nombreux fabricants de produits de câbles, afin de simplifier le choix du conducteur nécessaire pour l'acheteur, par exemple pour l'installation de prises, proposent un tableau dans lequel toutes les valeurs nécessaires sont entrées.
Il ne reste plus qu'à déterminer quelle charge est prévue pour un point électrique particulier et comment l'installation sera effectuée, et sur la base de ces informations, sélectionner le bon fil avec des conducteurs en cuivre ou en aluminium.
Des exemples de telles options pour calculer le diamètre du fil sur la section transversale sont donnés dans le tableau, où les options pour les conducteurs en cuivre et en aluminium sont considérées, ainsi que les méthodes de pose du câblage - de type ouvert ou caché. À partir du premier tableau, vous pouvez déterminer l'indicateur de section transversale pour la puissance et le courant.
Tableau de correspondance pour le diamètre des conducteurs en cuivre et en aluminium en fonction des conditions d'installation
Puissance, W | Courant, A | Noyau conducteur en cuivre | Noyau conducteur en aluminium | ||||||
Type ouvert | Type fermé | Type ouvert | Type fermé | ||||||
S mm2 | D mm | S mm2 | D mm | S mm2 | D mm | S mm2 | D mm | ||
100 | 0,43 | 0,09 | 0,33 | 0,11 | 0,37 | 0,12 | 0,40 | 0,14 | 0,43 |
200 | 0,87 | 0,17 | 0,47 | 0,22 | 0,53 | 0,25 | 0,56 | 0,29 | 0,61 |
300 | 1,30 | 0,26 | 0,58 | 0,33 | 0,64 | 0,37 | 0,69 | 0,43 | 0,74 |
400 | 1,74 | 0,35 | 0,67 | 0,43 | 0,74 | 0,50 | 0,80 | 0,58 | 0,86 |
500 | 2,17 | 0,43 | 0,74 | 0,54 | 0,83 | 0,62 | 0,89 | 0,72 | 0,96 |
750 | 3,26 | 0,65 | 0,91 | 0,82 | 1,02 | 0,93 | 1,09 | 1,09 | 1,18 |
1000 | 4,35 | 0,87 | 1,05 | 1,09 | 1,18 | 1,24 | 1,26 | 1,45 | 1,36 |
1500 | 6,52 | 1,30 | 1,29 | 1,63 | 1,44 | 1,86 | 1,54 | 2,17 | 1,66 |
2000 | 8,70 | 1,74 | 1,49 | 2,17 | 1,66 | 2,48 | 1,78 | 2,90 | 1,92 |
2500 | 10,87 | 2,17 | 1,66 | 2,72 | 1,86 | 3,11 | 1,99 | 3,62 | 2,15 |
3000 | 13,04 | 2,61 | 1,82 | 3,26 | 2,04 | 3,73 | 2,18 | 4,35 | 2.35 |
3500 | 15,22 | 3,04 | 1,97 | 3,80 | 2,20 | 4,35 | 2,35 | 5,07 | 2,54 |
4000 | 17,39 | 3,48 | 2,10 | 4,35 | 2,35 | 4,97 | 2,52 | 5,80 | 2,72 |
4500 | 19,57 | 3,91 | 2,23 | 4,89 | 2,50 | 5,59 | 2,67 | 6,52 | 2,88 |
5000 | 21,74 | 4,35 | 2,35 | 5,43 | 2,63 | 6,21 | 2,81 | 7,25 | 3,04 |
6000 | 26,09 | 5,22 | 2,58 | 6,52 | 2,88 | 7,45 | 3,08 | 8,70 | 3,33 |
7000 | 30,43 | 6,09 | 2,78 | 7,61 | 3,11 | 8,70 | 3,33 | 10,14 | 3,59 |
8000 | 34,78 | 6,96 | 2,98 | 8,70 | 3,33 | 9,94 | 3,56 | 11,59 | 3,84 |
9000 | 39,13 | 7,83 | 3,16 | 9,78 | 3,53 | 11,18 | 3,77 | 13,04 | 4,08 |
10000 | 43,48 | 8,70 | 3,33 | 10,87 | 3,72 | 12,42 | 3,98 | 14,49 | 4,30 |
De plus, il existe une norme pour les sections transversales et les diamètres qui s'applique aux conducteurs conducteurs ronds (profilés) non scellés et scellés des câbles, fils et cordons. Ces paramètres sont régulés GOST 22483-2012.
Les câbles en cuivre (cuivre étamé), fil d'aluminium sans revêtement métallique ou avec un revêtement métallique relèvent de la norme.
Les conducteurs en cuivre et en aluminium des câbles et fils de pose stationnaire sont divisés en classes 1 et 2. Les fils, cordons, câbles de pose stationnaire et stationnaire, où une plus grande flexibilité à l'installation est requise, sont divisés en classes de 3 à 6.
Tableau de classification des conducteurs en cuivre (câbles)
Section nominale, mm2 | Le diamètre le plus admissible des veines de cuivre, mm | ||||
fil unique (classe 1) | multi-fils (classe 2) | multi-fils (classe 3) | multi-fils (classe 4) | souple (classes 5 et 6) | |
0,05 | – | – | – | 0,35 | – |
0,08 | – | – | – | 0,42 | – |
0,12 | – | – | – | 0,55 | – |
0,20 | – | – | – | 0,65 | – |
0,35 | – | – | – | 0,9 | – |
0,5 | 0,9 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
0,75 | 1,0 | 1,2 | 1,2 | 1,3 | 1,3 |
1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
1,2 | – | – | 1,6 | 1,6 | – |
1,3 | 1,5 | 1,7 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
2,0 | – | – | 1,9 | 2,0 | – |
2,5 | 1,9 | 2,2 | 2,4 | 2,5 | 2,6 |
3,0 | – | – | 2,5 | 2,6 | – |
4 | 2,4 | 2,7 | 2,8 | 3,0 | 3,2 |
5 | – | – | 3,0 | 3,2 | – |
6 | 2,9 | 3,3 | 3,9 | 4,0 | 3,9 |
8 | – | – | 4,0 | 4,2 | – |
10 | 3,7 | 4,2 | 4,7 | 5,0 | 5,1 |
16 | 4,6 | 5,3 | 6,1 | 6,1 | 6,3 |
25 | 5,7 | 6,6 | 7,8 | 7,8 | 7,8 |
35 | 6,7 | 7,9 | 9,1 | 9,1 | 9,2 |
50 | 7,8 | 9,1 | 11,6 | 11,6 | 11,0 |
70 | 9,4 | 11,0 | 13,7 | 13,7 | 13,1 |
95 | 11,0 | 12,9 | 15,0 | 15,0 | 15,1 |
120 | 12,4 | 14,5 | 17,1 | 17,2 | 17,0 |
150 | 13,8 | 16,2 | 18,9 | 19,0 | 19,0 |
185 | – | 18,0 | 20,0 | 22,0 | 21,0 |
240 | – | 20,6 | 23,0 | 28,3 | 24,0 |
300 | – | 23,1 | 26,2 | 34,5 | 27,0 |
400 | – | 26,1 | 34,8 | 47,2 | 31,0 |
500 | – | 29,2 | 43,5 | – | 35,0 |
625 | – | 33,0 | – | – | – |
630 | – | 33,2 | – | – | 39,0 |
800 | – | 37,6 | – | – | – |
1000 | – | 42,2 | – | – | – |
Pour les conducteurs et câbles en aluminium, GOST 22483-2012 fournit également des paramètres pour la section nominale du noyau, qui correspondent au diamètre correspondant, selon la classe du noyau.
De plus, selon le même GOST, les diamètres indiqués peuvent être utilisés pour un conducteur en cuivre de classe 1 s'il est nécessaire de calculer son diamètre minimum.
Tableau de classification des conducteurs de câbles (fils) en aluminium
Section nominale, mm2 | Diamètre des veines rondes (aluminium), mm | |||
Grade 1 | Classe 2 | |||
le minimum | maximum | le minimum | maximum | |
16 | 4,1 | 4,6 | 4,6 | 5,2 |
25 | 5,2 | 5,7 | 5,6 | 6,5 |
35 | 6,1 | 6,7 | 6,6 | 7,5 |
50 | 7,2 | 7,8 | 7,7 | 8,0 |
70 | 8,7 | 9,4 | 9,3 | 10,2 |
95 | 10,3 | 11,0 | 11,0 | 12,0 |
120 | 11,6 | 12,4 | 12,5 | 13,5 |
150 | 12,9 | 13,8 | 13,9 | 15,0 |
185 | 14,5 | 15,4 | 15,5 | 16,8 |
240 | 16,7 | 17,6 | 17,8 | 19,2 |
300 | 18,8 | 19,8 | 20,0 | 21,6 |
400 | – | – | 22,9 | 24,6 |
500 | – | – | 25,7 | 27,6 |
625 | – | – | 29,0 | 32,0 |
630 | – | – | 29,3 | 32,5 |
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La vidéo ci-dessous montre un exemple pratique de détermination de la section d'un conducteur par des méthodes simples.
Il est recommandé de regarder la vidéo, car des informations clairement présentées contribuent à augmenter le volume de connaissances:
Travailler avec des fils électriques nécessite toujours une attitude responsable en termes de calcul.
Par conséquent, un électricien de n'importe quel grade doit connaître la méthodologie de calcul et être capable d'utiliser les tableaux techniques existants. Ainsi, non seulement des économies importantes de coûts d'installation sont réalisées grâce à un calcul précis, mais surtout - la sécurité de fonctionnement de la ligne d'entrée est garantie.
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