РАДИОЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

С помощью сигнальных устройств, описанных в книге, можно обеспечить охрану дома и имущества; они применимы для установки и в служебных помещениях. Все устройства доступны для изготовления начинающему конструктору, не обладающему глубокими знаниями в электронике.

(далее…)

 

Информация о журнале
Название журнала: Радиоконструктор
Год выхода: 2012
Месяц выхода: октябрь
Номер журнала: №10
Формат журнала: PDF
Количество страниц: 52
Качество журнала: высокое
Язык: русский
Размер файла: ~28 Мегабайт

(далее…)

Готовое решение для квартирной электропроводки

Если Вам трудно самостоятельно подобрать сечение жилы провода для электропроводки, то можно воспользоваться требованием ПУЭ (правил устройства электроустановок). Стандартная квартирная электропроводка рассчитывается на максимальный ток потребления при длительной нагрузке 25 ампер (на такой ток устанавливается и автомат защиты на вводе проводов в квартиру) выполняется медным проводом сечением 5мм², что соответствует диаметру провода 2,5мм.

Согласно требований ПУЭ сечение жилы для квартирной электропроводки должно быть не менее 2,5мм², что соответствует диаметру проводника 1,8мм.

Как определить сечение провода

Чем больше нужно подать воды, тем большего диаметра нужна труба, так и для тока. Чем больше потребляемая величина тока электроприборами, тем больше должно быть сечение жил проводов в кабеле.

Что же такое сечение жил провода и как его найти? Если вы перекусите провод и посмотрите на него с торца, то увидите жилу провода, вот площадь торца этой жилы, то есть площадь круга и есть сечение провода. Чем диаметр круга больше, тем больше сечение провода и, следовательно, провод способен разогреваясь до допустимой температуры передать больший ток.

Как видно из формулы, сечение жилы провода кабеля (площадь круга) легко определить по его диаметру. Достаточно величину диаметра жилы провода умножить саму на себя и на 0,785.

Пример расчета. Есть провод диаметром 2мм. Определим его сечение. 2мм×2мм×0,785=3,14мм². Такая точность не нужна и округлим значение до целого числа, сечение жилы диаметром 2мм составляет 3мм². Диаметр проводника можно определить с помощью штангенциркуля с точностью до 0,1мм или микрометра. с точностью до 0,01мм. Если нет под рукой приборов, то в таком случае выручит обыкновенная линейка.

Как определить сечение многожильного провода

Многожильный провод представляет собой свитые вместе много одножильных проволочек, поэтому, что бы определить сечение многожильного провода нужно, сначала определить сечение одной проволочки многожильного провода и затем умножить на количество проволочек в одном проводе.

Рассмотрим пример. Есть многожильный провод, в котором 15 жил диаметром 0,5мм. Сечение одной жилы равно 0,5×0,5×0,785 = 0,19625, после округления получим 0,2мм². Так как у нас в проводе 15 проволочек и каждая имеет сечение 0,2мм², то умножив 0,2×15 определим сечение имеющегося многожильного провода, оно равно 3мм². По таблице для выбора сечения медного провода определяем, что такой многожильный провод выдержит ток 16А.

Можно приблизительно определить сечение многожильного провода в кабеле без замера отдельных проводков, измеряв общий диаметр всех свитых проволочек. Но так как проволочки круглые, то между ними находятся воздушные зазоры, и это надо при определении сечения провода учесть. При замере диаметра надо проследить, что бы многожильный провод ни сплющился. Для исключения площади зазоров, нужно полученный результат вычислений сечение провода по формуле умножить на коэффициент 0,785.

Рассмотрим на примере. В результате измерений многожильный провод имеет диаметром 3,0мм. Рассчитаем его сечение 3,0×3,0×0,785 = 7,0мм². Умножаем полученный результат на коэффициент 0,785. 7,0мм²× 0,785=5,5². По таблице для выбора сечения медного провода определяем, что такой многожильный провод выдержит ток до 30А.

Самостоятельный выбор сечения провода для электропроводки

Для выбора сечения жил провода кабеля нужно проанализировать парк имеющихся электробытовых приборов с точки зрения одновременного их использования. В таблице представлен перечень популярных бытовых электроприборов с указанием потребляемого тока в зависимости от мощности. Вы можете узнать потребляемую мощность своих моделей самостоятельно из этикеток на самих изделиях или паспортам, часто параметры указывают на упаковке.

 

Таблица потребляемой мощности и тока бытовыми электроприборами при напряжении питания 220В
Бытовой электроприбор	Потребляемая мощность в зависимости от модели электроприбора, КВ (BA)	Потребляемый ток, А	Примечание
Лампочка накаливания	0,06 – 0,25	0,3 – 1,2
Электрочайник	1,0 – 2,0	5 – 9	Время непрерывной работы до 5 минут
Электроплита	1,0 – 6,0	5 – 60	При мощности более 2 КВ требуется отдельная проводка
Микроволновая печь	1,5 – 2,2	7 – 10	Во время работы максимальный ток потребляется периодически
Электромясорубка	1,5 – 2,2	7 – 10	Во время работы в зависимости от нагрузки потребляемый ток изменяется
Тостер	0,5 – 1,5	2 – 7
Гриль	1,2 – 2,0	7 – 9
Кофемолка	0,5 – 1,5	2 – 8	Во время работы в зависимости от нагрузки потребляемый ток изменяется
Кофеварка	0,5 – 1,5	2 – 8
Электродуховка	1,0 – 2,0	5 – 9	Во время работы максимальный ток потребляется периодически
Посудомоечная машина	1,0 – 2,0	5 – 9	Максимальный ток потребляется с момента включения до нагрева воды
Стиральная машина	1,2 – 2,0	6 – 9	Максимальный ток потребляется с момента включения до нагрева воды
Утюг	1,2 – 2,0	6 – 9	Во время работы максимальный ток потребляется периодически
Пылесос	0,8 – 2,0	4 – 9	Во время работы в зависимости от нагрузки потребляемый ток изменяется
Обогреватель	0,5 – 3,0	2 – 13
Фен для волос	0,5 – 1,5	2 – 8
Кондиционер	1,0 – 3,0	5 – 13	Во время работы максимальный ток потребляется периодически
Стационарный компьютер	0,3 – 0,8	1 – 3	Во время работы максимальный ток потребляется периодически
Электроинструмент (дрель, лобзик и т.п.)	0,5 – 2,5	2 – 13	Во время работы в зависимости от нагрузки потребляемый ток изменяется

 

Ток потребляют еще холодильник, осветительные приборы, радиотелефон, зарядные устройства, телевизор в дежурном и рабочем состоянии. Но это не много и при расчетах можно не учитывать. Если Вы включите все перечисленные электроприборы одновременно, то необходимо будет выбрать сечение провода, способное пропустить ток 160А. Провод понадобиться толщиной в палец! Но такой случай маловероятен. Трудно представить, что кто-то способен одновременно молоть мясо, гладить утюгом, пылесосить и сушить волосы. Хотя когда семья большая, такое возможно.

Пример расчета. Вы встали утром, включили электрочайник, микроволновую печь, тостер и кофеварку.
Потребляемый ток соответственно составит 7А+8А+3А+4А=22А. С учетом включенного освещения, холодильника и в дополнение, например телевизора, потребляемый ток может достигнуть 25А.

Потребляемый ток электроприборами от сети 220В в зависимости от их мощности

Для того, что бы определить суммарный потребляемый ток всеми электроприборами, нужно составить перечень планируемых для подключения электроприборов, узнать какую мощность потребляет каждый из них по отдельности, по таблице зависимости величины потребляемого тока от мощности определить ток потребления каждого прибора. Сложить все величины потребляемых токов вместе, в результате получиться суммарный потребляемый ток. По таблице для выбора сечения провода электропроводки определить, какое должно быть сечение провода.

Вы можете самостоятельно определить потребляемый ток любого электроприбора по простой формуле. Нужно разделить мощность потребляемую электроприбором на напряжение в сети (220В). Например, мощность стиральной машины по паспорту составляет 2000 ватт. Делите 2000 на 220 и определяете, что максимальный ток, который будет потреблять стиральная машина во время работы, не превысит 9,09А.

Можно определить суммарный ток потребления всех электроприборов расчетным путем. Достаточно сложить вместе потребляемую мощность каждого из них и полученный результат разделить на 220.

Потребляемый ток электроприборами от бортовой сети автомобиля 12В в зависимости от их мощности

При ремонте бортовой электросети автомобиля или установки дополнительного электрооборудования тоже необходимо выбрать провод требуемого сечения в зависимости от потребляемой мощности электрооборудования. При замене вышедших из строй проводов, сначала следует определить их сечение и заменить проводами такого же типа и сечения. Если сечение нового провода будет больше, чем установленного раньше, то будет только лучше. При установке дополнительного электро оборудования нужно подобрать сечение провода в зависимости от потребляемого электроприбором тока, если известна потребляемая мощность, то ток можно определить по, ниже приведенной таблице.

Вы можете самостоятельно определить потребляемый ток любого электроприбора автомобиля по простой формуле. Нужно разделить мощность потребляемую электроприбором на напряжение бортовой сети (12В). Например, мощность лампочки фары включенной в режиме дальнего света по паспорту составляет 100 ватт. Делите 100 ватт на 12В и определяете, что максимальный ток, который будет потреблять одна фара, включенная в режиме работы дальнего света, не превысит 8,4А.

Таблица для выбора сечения медного провода электропроводки

Ниже приведена таблица для подбора требуемого сечения медного провода в зависимости от величины протекающего по электропроводке тока. Приведенные данные можно использовать для выбора сечения провода для всех случаев его применения. Например, при установке дополнительного оборудования в автомобиле – сабвуфера, световых приборов и других дополнительных опций. При выборе сечения провода по величине тока не имеет значение переменный это ток или постоянный. Не имеет значение также величина и частота изменения напряжения в электропроводке, это может быть бортовая сеть автомобиля постоянного тока на 12В или 24В, самолета на 27В частотой 400Гц, катера или электропроводка 220В или 380В частотой 50Гц, высоковольтная линия на 10000В.

Пример применения таблицы на практике. Допустим Вам нужно подключить Стиральную машину мощностью 4000 ватт, потребляющую ток 18A. В таблице нет столбика с величиной тока 18А, по этому данные берем из соседнего, большей величины, то есть 20А. Для такой нагрузки подойдет провод сечением 3,3мм² (диаметр 2,05мм). Из ниже расположенной Таблицы соответствия стандартных сечений жил проводов их диаметрам, выбираем для подключения стиральной машины провод стандартного сечения 4,0мм². При выборе действует простое правило, чем больше сечение провода, тем лучше, и по этому округлять всегда нужно в большую сторону.

Если есть провод меньшего чем необходимо сечения, то можно проводку сделать из двух и более проводов, соединив их параллельно. Главное, что бы сумма сечений каждого из них была не меньше расчетной.

Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5мм², а нужен по расчетам 10. Соединяете их все параллельно, и проводка будет выдерживать ток до 50 Ампер. Да Вы и сами многократно видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов. Например, для сварки используется ток до 150А и для того, что бы сварщик мог управлять электродом, нужен гибкий провод. Его и делают из сотен параллельно соединенных тонких медных проволочек. В автомобиле аккумулятор к бортовой сети тоже подключают с помощью такого же гибкого многожильного провода, так как во время пуска двигателя стартер потребляет от аккумулятора ток до 100А. А при установке и снятии аккумулятора необходимо провода отводить в сторону, то есть провод должен быть достаточно гибким.

Выбор сечения провода для подключения электроприборов к трехфазной сети 380В

При работе электроприборов, например, электродвигателя, подключенных к трехфазной сети, потребляемый ток протекает уже не по двум проводам, а по трем и, следовательно, величина протекающего тока в каждом отдельном проводе несколько меньше. Это позволяет использовать для подключения электроприборов к трехфазной сети провод меньшего сечения.

Для подключения электроприборов к трехфазной сети напряжением 380В, например электродвигателя, сечение провода для каждой фазы берется в 1,75 раза меньше, чем для подключения к сети 220В. Например, нужно подключить электродвигатель мощностью 20кВт. Суммарный ток потребления электродвигателем такой мощности по трем фазам составит 52А. По таблице получается, что нужен провод сечением 8,4мм², с учетом выше изложенного 8,4/1,75=4,8мм². Следовательно, для подключения электродвигателя мощностью 20кВт к трехфазной сети 380В понадобиться медный трехжильный кабель, с сечением каждой жилы 4,8мм².

Таблица для определения нагрузочной способности электропроводки выполненной из алюминиевого провода

В давно построенных домах электропроводка, как правило, выполнена из алюминиевых проводов. И не смотря на прошедшее время, электропроводка из алюминия продолжает служить и еще проработает не один десяток лет. Если соединения в распределительных коробках выполнены правильно, срок службы алюминиевой проводки может составлять и сто лет. Ведь алюминий практически не окисляется, и срок службы электропроводки будет определяться только сроком службы пластмассовой изоляции и надежностью контактов в местах присоединения.

В случае подключения дополнительных энергоемких электроприборов в квартире с алюминиевой электропроводкой необходимо определить по сечению или диаметру жил проводов способность ее выдержать дополнительную мощность. По ниже приведенной таблице это легко сделать.

Если у Вас проводка в квартире выполнена из алюминиевых проводов и возникла необходимость подключить вновь установленную розетку в распределительной коробке медными проводами, то такое соединение выполняется в соответствии с рекомендациями статьи Соединение алюминиевых проводов.

О выборе марки кабеля для домашней электропроводки

Делать квартирную электропроводку из алюминиевых проводов на первый взгляд кажется дешевле, но эксплуатационные расходы из-за низкой надежности контактов со временем многократно превысят затраты на электропроводку из меди. Рекомендую делать проводку исключительно из медных проводов! Алюминиевые провода незаменимы при прокладке воздушной электропроводки, так как они легкие и дешевые, и при правильном соединении служат надежно продолжительное время.

А какой провод лучше использовать при монтаже электропроводки, одножильный или многожильный? С точки зрения способности проводить ток на единицу сечения и монтажа, одножильный лучше. Так что для домашней электропроводки нужно использовать только одножильный провод. Многожильный допускает многократные изгибы и чем тоньше в нем проводники, тем он более гибкий и долговечнее. Поэтому многожильный провод применяют для подключения к электросети нестационарных электроприборов, таких как электрофен, электробритва, электроутюг и все остальных.

После принятия решения по сечению провода встает вопрос о марке кабеля для электропроводки. Тут выбор не велик и представлен всего несколькими марками кабелей: ПУНП, ВВГнг и NYM.

Кабель ПУРП – с 1990 года, в соответствии с решением Главгосэнергонадзора «О запрете применения проводов типа АПВН, ППБН, ПЕН, ПУНП и др., выпускаемых по ТУ 16-505. 610-74 вместо проводов АПВ, АППВ, ПВ и ППВ по ГОСТ 6323-79*» к применению запрещен.

Кабель ВВГ и ВВГнг – медные провода в двойной поливинилхлоридной изоляции, плоской формы. Предназначен, для работы при температуре окружающей среды от -50°С до +50°С, для выполнения проводки внутри зданий, открытом воздухе в земле при прокладке в тубах. Срок службы до 30 лет. Буквы «нг» в обозначении марки говорят о негорючести изоляции провода. Выпускаются двух, трех и четырех жильные с сечением жил от 1,5 до 35,0 мм². Если в обозначении кабеля перед ВВГ стоит буква А (АВВГ), то жилы в проводе алюминиевые.

Кабель NYM, российский аналог кабель ВВГ, с медными жилами, круглой формы, с негорючей изоляцией, соответствует немецкому стандарту VDE 0250. Технические характеристики и область применения, практически одинаковые с кабелем ВВГ. Выпускаются двух, трех и четырех жильные с сечением жил от 1,5 до 4,0 мм².

Как видите, выбор для прокладки электропроводки не велик и определяется в зависимости от того, какой формы кабель более подходит для монтажа, круглой или плоской. Кабель круглой формы удобнее прокладывается через стены, особенно если делается ввод с улицы в помещение. Понадобиться просверлить отверстие, чуть больше диаметра кабеля, а при большей толщине стены это становиться актуальным. Для внутренней проводки удобнее применять плоский кабель ВВГ.

Первоисточник  http://ydoma.info

Статья размещена с разрешения автора.

Генераторы параллельного возбуждения.

Условия самовозбуждения генератора.

В генераторах с самовозбуждением, а к ним относится и генератор параллельного возбуждения, обмотки возбуждения получают питание непосредственно от якоря самого генератора, при этом посторонний источник питания им не требуется.

Самовозбуждение генератора возможно при выполнении трех условий:

1) наличие потока остаточного намагничивания полюсов Ф_ост;

2) согласное направление магнитного потока остаточного намагничивания и магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения генератора;

3) сопротивление цепи возбуждения r_в должно быть ниже некоторого критического значения, а частота вращения должна быть не ниже номинального значения.

В электрической машине практически всегда существует небольшой, порядка (2...5)% от номинального, поток остаточного намагничивания. Если в генераторе такой поток отсутствует, то необходимо его намагнитить, пропустив ток по обмотке возбуждения от постороннего источника.

Если привести якорь генератора во вращение с частотой, равной номинальной, то под действием потока остаточного намагничивания в обмотке якоря возникает небольшая ЭДС E_ост=с_еnФ_ост   равная (2...5)% от U_н.

Под действием этой ЭДС по цепи возбуждения потечет ток, который создает добавочный поток намагничивания Ф_доб. Ток, создающий Ф_доб, равен

где r_в=r_рв+r_шо; r_рв — сопротивление регулировочного реостата; r_шо — сопротивление параллельной обмотки возбуждения; r_а — сопротивление цепи якоря.

В зависимости от направления тока I_в в обмотке возбуждения поток Ф_доб  может быть направлен либо встречно относительно Ф_оcт, либо согласно с ним. При встречном направлении Ф_ост и Ф_доб  процесс самовозбуждения идти не будет, т.к. не выполняется второе условие. В этом случае необходимо поменять направление тока I_в , переключив концы питания обмотки возбуждения. Если потоки направлены согласно, то развивается процесс самовозбуждения, который можно представить в виде следующий логической схемы

При выполнении двух первых условий процесс самовозбуждения будет развиваться до определенного предела. Этот предел зависит от сопротивления цепи возбуждения r_в, вида ее вольт-амперной характеристики и вида характеристики холостого хода. На рисунке-1., представлены характеристики холостого хода (1) при частоте вращения генератора n₁, и (2) при частоте вращения n₂ >n₁, и вольтамперные характеристики цепи возбуждения генератора (3-6) при различных углах a.

Рисунок-1 – Условия самовозбуждения генератора параллельного возбуждения

Определим предел, до которого идет процесс самовозбуждения. При этом считаем, что генератор работает на холостом ходу, т.е. I=0.

При самовозбуждении I_в≠const и следовательно уравнение ЭДС может быть написано в двух вариантах следующим образом

где U_в — напряжения возбуждения, равные изменяющемуся напряжению U на генераторе; I_в — ток возбуждения; r_в — сопротивление цепи возбуждения ; L_в — индуктивность цепи возбуждения.

Так как r_в=const, то напряжение I_вr_в изменяется прямо пропорционально току I_в. Графически эта зависимость выражается прямой (3) (рисунок — 1), выходящей из начала координат под углом a, причем

следовательно, каждому значению r_в соответствует определенная характеристика цепи возбуждения, выходящая из начала координат под углом, определяемым формулой.

При работе генератора на холостом ходу ток I_в мал, поэтому можно считать, что I_ar_a≈0, тогда из уравнения равновесия ЭДС следует, что U=E_a и зависимость изменения напряжения на зажимах генератора определяется характеристикой холостого хода (кривая I). Отрезки ординат между кривой 1 и линией 3 дают разность

и служат мерой интенсивности происходящего процесса самовозбуждения, т.е. скорости изменения тока возбуждения. Очевидно, что этот процесс окончится тогда, когда разность

станет равной нулю, т.е. установившееся значение тока I_в определяется точкой А пересечения характеристик 1 и 3.

Если увеличить r_в, то вольтамперная характеристика пойдет круче и примет положение 4. Процесс самовозбуждения в этом случае замедляется и заканчивается в точке А₁ при меньшем напряжении на генераторе. При дальнейшем увеличении r_в  получим прямую 5, каса­тельную к начальной части характеристики холостого хода. Значение r_в, соответствующее прямой 5, называется критическим (r_вкр). При сопротивлении цепи обмотки возбуждения, равной и большей r_вкр (кривая 6) генератор практически не возбуждается.

Если изменять частоту вращения генератора, то вид характеристики холостого хода меняется (кривая 2), следовательно, величина критического сопротивления r_вкр зависит также от частоты вращения генератора. Большей частоте вращения генератора соответствует большее значение критического сопротивления r_вкр.