- La necesidad y procedimiento para el cálculo.
- Mesas para seleccionar un conductor adecuado.
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
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Los cables son ampliamente utilizados en el campo de las redes eléctricas de diversos propósitos. A primera vista, el transporte de energía a través de productos de cable-conductor parece simple y directo.
Sin embargo, para garantizar el funcionamiento seguro del cableado eléctrico, es necesario tener en cuenta varios matices importantes en el diseño y la construcción de redes eléctricas. Uno de estos detalles es la capacidad de calcular correctamente la sección transversal del cable por diámetro, porque el límite de corriente permisible a través de un conductor depende de la precisión de la determinación.
¿Cómo determinar la sección o el diámetro, hay una diferencia entre estos parámetros? Intentaremos entender el artículo. Además, hemos preparado tablas de resumen que lo ayudarán a elegir un conductor según las condiciones de instalación de la red eléctrica, el material de fabricación del núcleo del cable y las características de potencia de las unidades conectadas.
La necesidad y procedimiento para el cálculo.
La corriente eléctrica es alimentada por una variedad de equipos con diferentes capacidades. Y el rango de potencia es muy extenso.
Cada aparato eléctrico que se toma por separado es una carga, dependiendo de la magnitud de la cual se requiere un suministro de corriente de una cierta fuerza.
Por defecto o por ignorancia de los fundamentos, los conductores de electricistas son fáciles de conectar, ignorando todos los requisitos existentes para diámetros y secciones. Otra pregunta es qué se puede obtener de tales prácticas durante la operación.La cantidad requerida de corriente bajo la carga deseada puede pasar a través de los cables de diferente diámetro (sección transversal).
Pero en condiciones de una sección transversal del conductor insuficiente para el paso de una cantidad dada de corriente, se produce el efecto de una mayor resistencia. Como resultado, se observa el calentamiento del cable (cable).
Si ignora este fenómeno y continúa pasando corriente, existe un peligro real de calentamiento hasta el momento del incendio. Esta situación amenaza una grave emergencia. Por eso es necesario prestar especial atención a los cálculos y la selección de los circuitos de transferencia de corriente para la carga.
Las consecuencias de los cálculos imprecisos de los conductores eléctricos en la sección transversal (diámetro) pueden ir acompañadas de fenómenos que van desde una ligera deformación del material aislante hasta un incendio real y un incendio importante.El cálculo correcto, la selección competente de cables e hilos tiene un efecto positivo en la operación del equipo que actúa como una carga.
Entonces, además del factor de seguridad, el cálculo de la sección transversal de un cable eléctrico por diámetro o viceversa es una acción obligatoria desde el punto de vista de garantizar un funcionamiento eficiente de las máquinas eléctricas.
Determinación del diámetro del núcleo del conductor
En realidad, puede realizar esta operación con una medida lineal simple. Para una medición precisa, se recomienda utilizar una herramienta de puntos, por ejemplo, un calibrador, o incluso mejor, un micrómetro.
El resultado, relativamente bajo en precisión, pero bastante aceptable para muchas aplicaciones de cables, proporciona la medición del diámetro con una regla convencional.
Medición y determinación del diámetro del núcleo con una herramienta puntual, que es un calibrador. Este método de medición lineal proporciona un resultado suficientemente preciso para el cálculo posterior de la sección transversal del conductor.Por supuesto, la medición debe llevarse a cabo en la condición de un conductor desnudo, es decir, un recubrimiento aislante se elimina previamente.
Por cierto, un recubrimiento aislante, por ejemplo, alambre de cobre, también se considera una capa delgada de barniz rociado, que también debe eliminarse cuando se requiere un cálculo muy preciso.
Existe un método “doméstico” para medir el diámetro, adecuado en aquellos casos en que no hay instrumentos de medición puntuales disponibles. Para aplicar el método, necesitará un destornillador electricista y una regla escolar.
El conductor bajo la medición se remueve previamente del aislamiento, después de lo cual la bobina se enrolla firmemente en la bobina de la varilla del destornillador. Por lo general, una docena de vueltas, un número conveniente para cálculos matemáticos.
La medición del diámetro lineal es otra forma común de determinar un parámetro de conductor para calcular la potencia (rendimiento). Se aplica utilizando una regla convencional y cualquier base donde se permita enrollar el conductor (+)A continuación, la bobina enrollada en la barra del destornillador se mide con una regla desde la primera hasta la última vuelta. El valor resultante en la regla debe dividirse por el número de vueltas (en este caso, 6). El resultado de este cálculo simple será el diámetro del cable conductor.
Cálculo de la sección de cable eléctrico.
Para determinar el valor de la sección transversal del conductor, deberá utilizar la formulación matemática.
De hecho, la sección del núcleo del conductor es el área de la sección transversal, es decir, el área del círculo. El diámetro del cual está determinado por el método descrito anteriormente.
La sección transversal de la vena es en realidad el área del círculo. Por consiguiente, el cálculo de este segmento de las matemáticas geométricas se puede realizar mediante la fórmula tradicional, siempre que se conozca el diámetro o el radio.Basado en el valor del diámetro, es fácil obtener el valor del radio al dividir el diámetro por la mitad.
En realidad, será necesario agregar la constante “π” (3.14) a los datos obtenidos, después de lo cual puede calcular el valor de la sección transversal usando una de las fórmulas:
S = π * R 2 o S = π / 4 * D 2,
donde:
- D es el diámetro;
- R es el radio;
- S es la sección transversal;
- π es una constante que corresponde a 3.14.
Estas fórmulas clásicas se utilizan para determinar la sección transversal de conductores trenzados. La estrategia de cálculo permanece casi sin cambios, con la excepción de algunos detalles.
En particular, la sección transversal de un solo núcleo de la viga se calcula inicialmente, después de lo cual el resultado se multiplica por el número total de núcleos.
Calcular la sección transversal de un conductor multinúcleo es permisible utilizando el mismo método matemático que se aplica a un solo cable, pero además tiene en cuenta el número de vetas existentes como un multiplicador¿Por qué una definición transversal debería ser un factor importante? El punto obvio, directamente relacionado con la ley Joule-Lenz, se debe a que el parámetro de la sección transversal del conductor define el límite de la corriente permisible que fluye a través de este conductor.
Determinación del diámetro de la sección transversal.
Por cálculo matemático, es permisible determinar el diámetro del núcleo del conductor cuando se conoce el parámetro de la sección.
Esta, por supuesto, no es la opción más práctica, dada la disponibilidad de métodos más simples para determinar el diámetro, pero el uso de esta opción no está excluido.
La medición del diámetro con alta precisión mediante una herramienta de plomería, un micrómetro, da casi el mismo resultado cuando los cálculos se realizan utilizando la fórmulaPara realizar el cálculo, realmente necesitará la misma información numérica que se utilizó para calcular la sección mediante una fórmula matemática.
Es decir, la constante "π" y el valor del área de un círculo (sección transversal).
Usando estos valores de la fórmula a continuación, obtenemos el valor de diámetro:
D = √4S / π,
donde:
- D es el diámetro;
- S es la sección transversal;
- π es una constante que corresponde a 3.14.
El uso de esta fórmula puede ser relevante cuando se conoce el parámetro de la sección y no hay herramientas adecuadas para medir el diámetro disponible.
El parámetro de sección se puede obtener, por ejemplo, de la documentación del conductor o de la tabla para cálculos, donde se presentan las variantes clásicas más utilizadas.
Mesas para seleccionar un conductor adecuado.
Una opción conveniente y práctica para la selección del cable (cable) deseado es el uso de tablas especiales, donde los diámetros y las secciones transversales se indican en relación con las potencias y / o corrientes conducidas.
La presencia de una mesa de este tipo es una manera fácil y sencilla de determinar rápidamente el conductor para la instalación eléctrica deseada.
La determinación de los valores deseados mediante una tabla clásica es una de las formas más convenientes de seleccionar el conductor requerido durante el trabajo de instalación.Dado que los conductores tradicionales de instalación eléctrica son productos con conductores de cobre o aluminio, existen tablas para ambos tipos de metales.
Además, los datos tabulares a menudo presentan valores para 220 voltios y 380 voltios. Además, se tienen en cuenta los valores de las condiciones de instalación: cableado cerrado o abierto.
De hecho, resulta que en una sola hoja de papel o en una imagen cargada en un teléfono inteligente hay una información técnica voluminosa que le permite prescindir de los cálculos matemáticos (lineales) mencionados anteriormente.
Además, muchos fabricantes de productos de cable, para simplificar la elección del conductor deseado para el comprador, por ejemplo, para la instalación de enchufes, ofrecen una tabla en la que se ingresan todos los valores necesarios.
Solo será necesario determinar qué carga se planea para un punto eléctrico específico y cómo se realizará la instalación, y sobre la base de esta información, seleccione el cable correcto con conductores de cobre o aluminio.
En la tabla se dan ejemplos de tales opciones para calcular el diámetro del cable a través de la sección, donde se consideran las opciones para los conductores de cobre y aluminio, así como las formas de colocar el cableado: tipo abierto u oculto. Desde la primera tabla puede determinar el indicador de sección transversal para la potencia y la corriente.
Tabla de correspondencia del diámetro de los conductores de cobre y aluminio según las condiciones de instalación.
| Potencia w | Actual, a | Conductor de cobre conductor | Conductor de aluminio conductor | ||||||
| Tipo abierto | Tipo cerrado | Tipo abierto | Tipo cerrado | ||||||
| S, mm 2 | D, mm | S, mm 2 | D, mm | S, mm 2 | D, mm | S, mm 2 | 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 |
| 4, 000 | 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 |
| 7, 000 | 30.43 | 6.09 | 2, 78 | 7.61 | 3.11 | 8.70 | 3, 33 | 10.14 | 3.59 |
| 8, 000 | 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 |
| 10, 000 | 43.48 | 8.70 | 3, 33 | 10.87 | 3.72 | 12.42 | 3.98 | 14.49 | 4.30 |
Además, existe un estándar para secciones y diámetros, que se distribuye a los cables conductores redondos (con forma) no consolidados y compactados de cables, cables, cables. Estos parámetros están regulados por GOST 22483-2012 .
El estándar cubre cables hechos de cobre (cobre estañado), alambre de aluminio sin recubrimiento metálico o con recubrimiento metálico.
Los alambres de cobre y aluminio de los alambres de tendido estacionario se dividen en las clases 1 y 2. Los alambres, cordones, cables de tendido estacionario y no estacionario, donde se requiere un mayor grado de flexibilidad en la instalación, se dividen en clases de 3 a 6.
Tabla de clasificación para cables (cable) conductores de cobre
| Sección transversal nominal del núcleo, mm 2. | Diámetro máximo permitido de los alambres de cobre, mm | ||||
| solo cable
(clase 1) | varado
(clase 2) | varado
(clase 3) | varado
(clase 4) | flexible
(grados 5 y 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 | - | - | - |
Para conductores y cables de aluminio, GOST 22483-2012 también proporciona los parámetros de la sección transversal nominal del núcleo, que corresponden al diámetro correspondiente, según la clase de núcleo.
Además, de acuerdo con el mismo GOST, estos diámetros pueden usarse para conductores de cobre de clase 1, si es necesario calcular su diámetro mínimo.
Tabla de clasificación para cables (cable) conductores de aluminio
| Sección transversal nominal del núcleo, mm 2. | Diámetro de las venas redondas (aluminio), mm. | |||
| Clase 1 | Clase 2 | |||
| mínimo | maximo | mínimo | maximo | |
| 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 |
En los siguientes artículos se dan recomendaciones adicionales sobre la elección del tipo de cables y cables para organizar las redes eléctricas en un apartamento y una casa:
- Qué cable utilizar para el cableado de la casa: recomendaciones para la selección
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- Qué cable usar para el cableado en el apartamento: una revisión de los cables y la elección de la mejor opción
Conclusiones y video útil sobre el tema.
El siguiente video muestra un ejemplo práctico de cómo definir una sección transversal de un conductor utilizando métodos simples.
Se recomienda ver el video, ya que la información claramente presentada ayuda a aumentar la cantidad de conocimiento:
Trabajar con cables eléctricos siempre requiere una actitud responsable en términos de cálculo.
Por lo tanto, un electricista de cualquier rango debe conocer el método de cálculo y poder utilizar las tablas técnicas existentes. De este modo, no solo se logran ahorros sustanciales en los costos de instalación a través de cálculos precisos, sino que lo principal es que se garantiza la seguridad operacional de la línea de entrada .
¿Hay algo para complementar o tiene preguntas sobre la definición de la sección transversal del cable? Puede dejar comentarios sobre la publicación, participar en discusiones y compartir su propia experiencia en la selección de cables para organizar la red eléctrica en una casa o apartamento. La forma de comunicación está en el bloque inferior.