I praktiken är det inte ovanligt att hitta problemet med att hitta resistansen hos ledare och motstånd för olika anslutningsmetoder. Artikeln diskuterar hur resistans beräknas när ledare är parallellkopplade och några andra tekniska problem.
Ledarmotstånd
Alla ledare har förmågan att förhindra flödet av elektrisk ström, det kallas vanligtvis elektriskt motstånd R, det mäts i ohm. Detta är den grundläggande egenskapen hos ledande material.
Resistivitet används för att utföra elektriska beräkningar - ρ Ohm·m/mm2. Alla metaller är bra ledare, koppar och aluminium används mest och järn används mycket mer sällan. Den bästa ledaren är silver, den används i den elektriska och elektroniska industrin. Högresistanslegeringar används ofta.
Vid resistansberäkning används formeln som är känd från skolfysikkursen:
R=ρ · l/S, S – tvärsnittsarea; l – längd.
Om vi tar två ledare, då deras motstånd vidparallellkopplingen kommer att bli mindre på grund av ökningen av det totala tvärsnittet.
Strömtäthet och ledaruppvärmning
För praktiska beräkningar av ledarnas driftsätt används begreppet strömtäthet - δ A/mm2, det beräknas med formeln:
δ=I/S, I – aktuell, S – sektion.
Ström, som passerar genom ledaren, värmer upp den. Ju större δ, desto mer värms ledaren upp. För ledningar och kablar har normer för tillåten densitet utvecklats, vilka ges i PUE (Regler för konstruktion av elektriska installationer). För ledare av värmeanordningar finns strömdensitetsstandarder.
Om densiteten δ är högre än den tillåtna, kan ledaren förstöras, till exempel när kabeln överhettas, dess isolering förstörs.
Reglerna reglerar beräkningen av ledare för uppvärmning.
Metoder för att ansluta ledare
Vilken ledare som helst är mycket bekvämare att avbilda på diagrammen som ett elektriskt motstånd R, då är de lätta att läsa och analysera. Det finns bara tre sätt att ansluta motstånd. Det första sättet är det enklaste - seriell anslutning.
Fotot visar att impedansen är: R=R1 + R2 + R3.
Det andra sättet är mer komplicerat - parallellkoppling. Beräkningen av resistans i parallellkoppling utförs i etapper. Den totala konduktiviteten G=1/R beräknas, och sedan den totalamotstånd R=1/G.
Du kan göra det annorlunda, beräkna först det totala motståndet när motstånden R1 och R2 är parallellkopplade, upprepa sedan operationen och hitta R.
Den tredje anslutningsmetoden är den mest komplexa - en blandad anslutning, det vill säga alla övervägda alternativ finns. Diagrammet visas på bilden.
För att beräkna denna krets bör den förenklas, för att göra detta, byt ut motstånden R2 och R3 med en R2, 3. Det blir en enkel krets.
Nu kan du beräkna motståndet i parallellkoppling, vars formel är:
R2, 3, 4=R2, 3 R4/(R2, 3 + R4).
Kretsen blir ännu enklare, den innehåller fortfarande seriekopplade motstånd. I mer komplexa situationer används samma konverteringsmetod.
Typer av konduktörer
Inom elektronikteknik, vid tillverkning av tryckta kretskort, är ledare tunna remsor av kopparfolie. På grund av deras korta längd är deras motstånd försumbart, och i många fall kan det försummas. För dessa ledare minskar motståndet i parallellkoppling på grund av ökningen i tvärsnitt.
En stor del av ledare representeras av lindningstrådar. De finns i olika diametrar - från 0,02 till 5,6 mm. För kraftfulla transformatorer och elmotorer tillverkas rektangulära kopparstänger.sektioner. Ibland, under reparationer, ersätts en tråd med stor diameter med flera mindre anslutna parallellt.
En speciell sektion av ledare är ledningar och kablar, branschen erbjuder det bredaste urvalet av kvaliteter för en mängd olika behov. Ofta måste man byta ut en kabel med flera mindre sektioner. Orsakerna till detta är väldigt olika, till exempel är en kabel med ett tvärsnitt på 240 mm2 mycket svår att lägga längs en sträcka med skarpa kurvor. Den är ersatt med 2x120mm2, och problemet löst.
Beräkning av ledningar för uppvärmning
Ledaren värms upp av strömmen, om dess temperatur överstiger det tillåtna värdet förstörs isoleringen. PUE tillhandahåller beräkning av ledare för uppvärmning, de initiala uppgifterna för det är strömstyrkan och miljöförhållandena i vilka ledaren läggs. Enligt dessa data väljs det rekommenderade ledartvärsnittet (tråd eller kabel) från tabellerna i PUE.
I praktiken finns det situationer då belastningen på den befintliga kabeln har ökat kraftigt. Det finns två utvägar - att byta ut kabeln med en annan, det kan bli dyrt, eller att lägga en annan parallellt med den för att avlasta huvudkabeln. I detta fall minskar ledarens resistans när den är parallellkopplad, varför värmealstringen minskar.
För att korrekt välja tvärsnittet av den andra kabeln, använd tabellerna för PUE, det är viktigt att inte göra ett misstag med definitionen av dess driftström. I den här situationen blir kylningen av kablarna ännu bättre än en. Det rekommenderas att beräknamotstånd när två kablar är parallellkopplade för att mer exakt bestämma deras värmeavledning.
Beräkning av ledare för spänningsförlust
När konsumenten Rn befinner sig på ett stort avstånd L från energikällan U1 uppstår ett ganska stort spänningsfall på ledningstrådarna. Konsumenten Rn får spänning U2 mycket lägre än den initiala U1. I praktiken fungerar olika elektrisk utrustning som är kopplad till ledningen parallellt som en last.
För att lösa problemet beräknas motståndet när all utrustning är parallellkopplad, så belastningsmotståndet Rn hittas. Bestäm sedan resistansen för ledningstrådarna.
Rl=ρ 2L/S,
Här S är sektionen av linjetråden, mm2.
Därefter bestäms linjeströmmen: I=U1/(Rl + Rn). När du känner till strömmen, bestäm nu spänningsfallet på ledningens ledningar: U=I Rl. Det är bekvämare att hitta det som en procentandel av U1.
U%=(I Rl/U1) 100%
Rekommenderat värde på U% - högst 15%. Ovanstående beräkningar är tillämpliga för alla typer av ström.
