در عمل، یافتن مشکل یافتن مقاومت هادی ها و مقاومت ها برای روش های مختلف اتصال غیر معمول نیست. این مقاله نحوه محاسبه مقاومت در هنگام اتصال موازی هادی ها و برخی مسائل فنی دیگر را مورد بحث قرار می دهد.
مقاومت هادی
همه رساناها توانایی جلوگیری از جریان الکتریکی را دارند، معمولاً مقاومت الکتریکی R نامیده می شود، آن را با اهم اندازه گیری می کنند. این ویژگی اساسی مواد رسانا است.
مقاومت برای انجام محاسبات الکتریکی استفاده می شود - ρ Ohm·m/mm2. همه فلزات رسانای خوبی هستند، مس و آلومینیوم بیشترین استفاده را دارند و آهن کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. بهترین هادی نقره است که در صنایع برق و الکترونیک کاربرد دارد. آلیاژهای با مقاومت بالا به طور گسترده استفاده می شوند.
هنگام محاسبه مقاومت، از فرمول شناخته شده از درس فیزیک مدرسه استفاده می شود:
R=ρ · l/S، S – سطح مقطع; l – طول.
اگر دو رسانا را در نظر بگیریم، مقاومت آنها در برابر استاتصال موازی به دلیل افزایش سطح مقطع کل کوچکتر می شود.
چگالی جریان و گرمایش رسانا
برای محاسبات عملی حالت های عملکرد رساناها، از مفهوم چگالی جریان استفاده می شود - δ A/mm2، با فرمول: محاسبه می شود.
δ=I/S، I – جریان، S – بخش.
جریان با عبور از هادی، آن را گرم می کند. هر چه δ بزرگتر باشد، هادی بیشتر گرم می شود. برای سیم ها و کابل ها، هنجارهای چگالی مجاز ایجاد شده است که در PUE (قوانین ساخت تاسیسات برقی) آورده شده است. برای هادی های دستگاه های گرمایش، استانداردهای چگالی فعلی وجود دارد.
اگر چگالی δ بیشتر از حد مجاز باشد، هادی ممکن است از بین برود، مثلاً وقتی کابل بیش از حد گرم می شود، عایق آن از بین می رود.
قوانین محاسبه هادی ها برای گرمایش را تنظیم می کند.
روش های اتصال هادی
هر هادی برای نشان دادن روی نمودارها به عنوان مقاومت الکتریکی بسیار راحت تر است، سپس خواندن و تجزیه و تحلیل آنها آسان است. فقط سه راه برای اتصال مقاومت ها وجود دارد. اولین راه ساده ترین است - اتصال سریال.
عکس نشان می دهد که امپدانس این است: R=R1 + R2 + R3.
راه دوم پیچیده تر است - اتصال موازی. محاسبه مقاومت در اتصال موازی به صورت مرحله ای انجام می شود. رسانایی کل G=1/R و سپس کل محاسبه می شودمقاومت R=1/G.
می توانید این کار را متفاوت انجام دهید، ابتدا مقاومت کل را در زمانی که مقاومت های R1 و R2 به صورت موازی متصل هستند محاسبه کنید، سپس عملیات را تکرار کنید و R را پیدا کنید.
سومین روش اتصال پیچیده ترین است - یک اتصال مختلط، یعنی همه گزینه های در نظر گرفته شده وجود دارند. نمودار در عکس نشان داده شده است.
برای محاسبه این مدار، باید آن را ساده کرد، برای انجام این کار، مقاومت های R2 و R3 را با یک R2، 3 جایگزین کنید. معلوم می شود یک مدار ساده است.
حالا می توانید مقاومت را در اتصال موازی محاسبه کنید که فرمول آن این است:
R2, 3, 4=R2, 3 R4/(R2, 3 + R4).
مدار حتی ساده‌تر می‌شود، همچنان حاوی مقاومت‌های متصل به سری است. در موقعیت‌های پیچیده‌تر، از همان روش تبدیل استفاده می‌شود.
انواع هادی
در مهندسی الکترونیک، در تولید بردهای مدار چاپی، هادی ها نوارهای نازکی از فویل مسی هستند. به دلیل طول کوتاه، مقاومت آنها ناچیز است و در بسیاری از موارد می توان از آن چشم پوشی کرد. برای این هادی ها، مقاومت در اتصال موازی به دلیل افزایش سطح مقطع کاهش می یابد.
بخش بزرگی از هادی ها با سیم های سیم پیچ نشان داده می شود. آنها در قطرهای مختلف موجود هستند - از 0.02 تا 5.6 میلی متر. برای ترانسفورماتورهای قدرتمند و موتورهای الکتریکی، میله های مسی مستطیلی شکل تولید می شود.بخش ها گاهی اوقات، در حین تعمیر، یک سیم با قطر بزرگ با چندین سیم کوچکتر که به صورت موازی متصل شده اند جایگزین می شود.
بخش خاصی از هادی ها سیم ها و کابل ها هستند، این صنعت گسترده ترین انتخاب درجه ها را برای انواع نیازها فراهم می کند. اغلب باید یک کابل را با چندین بخش کوچکتر جایگزین کنید. دلایل این امر بسیار متفاوت است، برای مثال، کابلی با مقطع 240 میلی متر2 در مسیری با خم های تیز بسیار دشوار است. با 2x120mm2، جایگزین شد و مشکل حل شد.
محاسبه سیم برای گرمایش
هادی توسط جریان جاری گرم می شود، اگر دمای آن از مقدار مجاز بیشتر شود، عایق از بین می رود. PUE محاسبه هادی ها را برای گرمایش فراهم می کند ، داده های اولیه برای آن قدرت فعلی و شرایط محیطی است که هادی در آن قرار می گیرد. با توجه به این داده ها، مقطع هادی توصیه شده (سیم یا کابل) از جداول PUE انتخاب می شود.
در عمل، شرایطی وجود دارد که بار روی کابل موجود بسیار افزایش یافته است. دو راه وجود دارد - تعویض کابل با یکی دیگر، ممکن است گران باشد، یا قرار دادن یکی دیگر به موازات آن به منظور از بین بردن کابل اصلی. در این حالت، مقاومت هادی هنگام اتصال موازی کاهش می‌یابد، بنابراین تولید گرما کاهش می‌یابد.
برای انتخاب صحیح مقطع کابل دوم، از جداول PUE استفاده کنید، مهم است که در تعریف جریان عملکرد آن اشتباه نکنید. در این شرایط، خنک کننده کابل ها حتی بهتر از یک خواهد بود. توصیه می شود محاسبه شودمقاومت زمانی که دو کابل به صورت موازی به هم وصل می شوند تا اتلاف حرارت آنها را با دقت بیشتری مشخص کنیم.
محاسبه هادی ها برای افت ولتاژ
وقتی مصرف کننده Rn در فاصله L زیاد از منبع انرژی U1 قرار دارد، افت ولتاژ نسبتاً زیادی رخ می دهد. روی سیم های خط مصرف کننده Rn ولتاژ U2 را بسیار کمتر از U۱ دریافت می کند. در عمل، تجهیزات الکتریکی مختلف متصل به خط به صورت موازی به عنوان بار عمل می کنند.
برای حل مشکل، مقاومت زمانی محاسبه می شود که همه تجهیزات به صورت موازی متصل شوند، بنابراین مقاومت بار Rn پیدا می شود. سپس مقاومت سیم های خط را تعیین کنید.
Rl=ρ 2L/S،
اینجا S بخش سیم خط است، mm2.
بعد، جریان خط تعیین می شود: I=U1/(Rl + Rn). اکنون با دانستن جریان، افت ولتاژ سیم های خط را تعیین کنید: U=I Rl. یافتن آن به عنوان درصد U1 راحت تر است.
U%=(I Rl/U11) 100%
مقدار توصیه شده U% - نه بیشتر از 15%. محاسبات فوق برای هر نوع جریان قابل اجرا هستند.
