Размер проводника
Здравый смысл должен знать, что жидкость течет по трубам большого диаметра легче, чем по трубам малого диаметра (если вам нужна практическая иллюстрация, попробуйте пить жидкость через соломинку разного диаметра). Тот же общий принцип действует для потока электронов через проводники:чем шире площадь поперечного сечения (толщина) проводника, тем больше места для протекания электронов и, следовательно, тем легче возникает поток (меньшее сопротивление). .
Две основных разновидности электрического провода:одножильный и многожильный
Электрический провод обычно имеет круглое поперечное сечение (хотя есть некоторые уникальные исключения из этого правила) и бывает двух основных разновидностей: одножильный и многожильный . . Сплошной медный провод звучит так, как звучит:одна сплошная медная жила по всей длине провода. Многожильный провод состоит из более мелких жилок сплошного медного провода, скрученных вместе, чтобы сформировать единый проводник большего размера. Самым большим преимуществом многожильного провода является его механическая гибкость, способность выдерживать многократные изгибы и скручивания намного лучше, чем сплошная медь (которая имеет тенденцию к усталости и со временем ломается).
Размер провода можно измерить несколькими способами. Мы могли бы говорить о диаметре проволоки, но поскольку на самом деле это площадь поперечного сечения, что имеет наибольшее значение для потока электронов, лучше определять размер провода с точки зрения площади.
Изображение сечения провода, показанное выше, конечно, не в масштабе. Диаметр показан как 0,1019 дюйма. Расчет площади поперечного сечения по формуле Area =πr 2 , получаем площадь 0,008155 квадратных дюймов:
Это довольно маленькие числа для работы, поэтому размеры проводов часто выражаются в тысячных долях дюйма или мил . . Для проиллюстрированного примера мы бы сказали, что диаметр проволоки был 101,9 мил (0,1019 дюйма, умноженный на 1000). Мы также могли бы, если бы захотели, выразить площадь провода в квадратных милях, вычислив это значение по той же формуле круга и площади, Площадь =πr 2 :
Расчет круговой площади провода в миле
Однако электрики и другие лица, часто озабоченные размером провода, используют другую единицу измерения площади, специально разработанную для круглого сечения провода. Эта специальная единица называется круговой мил . (иногда сокращенно cmil ). Единственная цель наличия этой специальной единицы измерения состоит в том, чтобы исключить необходимость использования коэффициента π (3,1415927 ...) в формуле для вычисления площади, а также необходимости рассчитать радиус радиуса . когда вам дали диаметр . Формула для расчета площади круглого провода в миле очень проста:
Поскольку это единица площади измерения, математическая степень 2 по-прежнему действует (удвоение ширины круга всегда увеличьте его площадь в четыре раза, независимо от того, какие единицы измерения используются, или если ширина этого круга выражена в единицах радиуса или диаметра). Чтобы проиллюстрировать разницу между измерениями в квадратных милях и измерениями в круглых милах, я сравню круг с квадратом, показывая площадь каждой формы в обеих единицах измерения:
А для провода другого размера:
Очевидно, круг заданного диаметра имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем квадрат ширины и высоты, равный диаметру круга:это отражают обе единицы измерения площади. Однако должно быть ясно, что единица измерения «квадратный мил» действительно предназначена для удобного определения площади квадрата, в то время как «круговой мил» адаптирован для удобного определения площади круга:соответствующую формулу для каждого проще работать с. Следует понимать, что обе единицы действительны для измерения площади формы, независимо от того, какой формы она может быть. Преобразование между круглыми милами и квадратными милами представляет собой простое соотношение:на каждые 4 круглых мила приходится π (3,1415927 ...) квадратных милов.
Измерение площади поперечного сечения провода с помощью калибра
Другой мерой площади поперечного сечения провода является калибр . . Шкала датчика основана на целых числах, а не на дробных или десятичных дюймах. Чем больше номер калибра, тем тоньше провод; чем меньше номер калибра, тем толще проволока. Для тех, кто знаком с дробовиком, эта обратно пропорциональная шкала измерения должна показаться знакомой.
Таблица в конце этого раздела приравнивает калибр к диаметру в дюймах, круглым милам и квадратным дюймам для сплошной проволоки. Провода большего диаметра достигают конца общей шкалы (которая, естественно, достигает максимума, равного 1), и представлены серией нулей. «3/0» - это еще один способ представления «000», и он произносится как «тройной дол». Опять же, тем, кто знаком с ружьями, следует признать терминологию, как бы странно это ни звучало. Что еще больше усложняет ситуацию, в мире существует более одного «стандарта» калибра. Для определения размеров электрических проводов используйте American Wire Gauge (AWG), также известный как Браун и Шарп Измерительный прибор (B&S) является предпочтительной системой измерения. В Канаде и Великобритании используется калибр проводов британского стандарта (SWG) - это юридическая система измерения электрических проводников. В мире существуют и другие системы калибровки проволоки для классификации диаметра проволоки, такие как заглушки . калибр стальной проволоки и калибр стальной музыкальной проволоки (MWG), но эти системы измерения применимы к неэлектрическим проводам.
Система измерения American Wire Gauge (AWG), несмотря на ее странности, была разработана с одной целью:на каждые три шага на шкале калибра площадь провода (и вес на единицу длины) примерно удваивается. Это удобное правило, которое следует помнить при приблизительной оценке диаметра проволоки!
Для очень проводов большого диаметра (толще 4/0) обычно отказываются от системы калибровки проволоки для измерения площади поперечного сечения в тысячах круглых мил (MCM), заимствуя старую римскую цифру «M» для обозначения числа, кратного «тысяче». перед «CM» для «круговых милов». В следующей таблице сечения проводов не указаны размеры больше, чем 4/0, потому что сплошной медная проволока такого размера становится непрактичной. Вместо этого предпочтение отдается многопроволочной конструкции.
Таблица проводов для одножильных и круглых медных проводников
Для некоторых сильноточных приложений требуются проводники сечением, превышающим практический предел размера круглого провода. В этих случаях толстые стержни из твердого металла, называемые шинами используются как проводники. Шины обычно изготавливаются из меди или алюминия и чаще всего неизолированы. Они физически поддерживаются вдали от каркаса или конструкции, удерживающей их, с помощью опорных изоляторов. Хотя квадратное или прямоугольное поперечное сечение очень распространено для формы шин, используются также и другие формы. Площадь поперечного сечения сборных шин обычно измеряется в круглых милах (даже для квадратных и прямоугольных шин!), Скорее всего, для удобства возможности напрямую приравнять размер шины к круглому проводу.
ОБЗОР:
- Ток течет по проводам большого диаметра легче, чем по проводам малого диаметра, из-за большей площади поперечного сечения, по которой они могут двигаться.
- Вместо того, чтобы измерять небольшие размеры проволоки в дюймах, часто используется единица измерения - "мил" (1/1000 дюйма).
- Площадь поперечного сечения провода может быть выражена в квадратных единицах (квадратных дюймах или квадратных миллиметрах), круговых милах или «калибровочной» шкале.
- Для вычисления площади провода круглого сечения используется формула площади круга:
- A =πr 2 (квадратные единицы)
- Вычислить площадь проволоки в милах для круглой проволоки намного проще, поскольку размер «круглых милов» был задан именно для этой цели:чтобы исключить «пи» и d / 2 (радиус). факторы в формуле.
- A =d 2 (круглые единицы)
- На каждые 4 круглых мил приходится π (3,1416) квадратных мил.
- датчик Система выбора размеров проводов основана на целых числах, большие числа представляют провода меньшей площади и наоборот. Провода толще 1 калибра обозначаются нулями:0, 00, 000 и 0000 (произносятся «одинарная», «двойная», «тройная» и «четверная».
- Провода очень большого диаметра измеряются в тысячах круглых милов (MCM), что типично для шин и проводов сечением выше 4/0.
- Сборные шины представляют собой сплошные шины из меди или алюминия, используемые в конструкции сильноточных цепей. Соединения, выполняемые с шинами, обычно являются сварными или болтовыми, а шины часто голые (неизолированные) и поддерживаются вдали от металлических каркасов за счет использования изолирующих стоек.
СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ :
- Таблица типов и размеров проводов
Промышленные технологии