Супраціў пры раўналежным злучэнні: формула разліку

На практыцы нярэдка сустракаецца задача знаходжання супраціву правадыроў і рэзістараў пры розных спосабах злучэння. У артыкуле разгледжана, як разлічваецца супраціў пры раўналежным злучэнні правадыроў і некаторыя іншыя тэхнічныя пытанні.

супраціў правадыра

Усе праваднікі маюць ўласцівасць перашкаджаць плыні электрычнага току, яго прынята называць электрычным супрацівам R, яно вымяраецца ў омах. Гэта асноўная ўласцівасць правадніковыя матэрыялаў.

Для вядзення электратэхнічных разлікаў прымяняецца ўдзельнае супраціў - ρ Ом · м / мм ^2. Усе металы - добрыя праваднікі, найбольшае ўжыванне атрымалі медзь і алюміній, значна радзей ужываецца жалеза. Лепшы правадыр - срэбра, яно ўжываецца ў электратэхнічнай і электроннай прамысловасці. Шырока распаўсюджаныя сплавы з высокім значэннем супраціву.

Пры разліку супраціву выкарыстоўваецца вядомая са школьнага курсу фізікі формула:

R = ρ · l / S, S - плошча перасеку; l - даўжыня.

Калі ўзяць два праваднікі, то іх супраціў пры раўналежным злучэнні стане менш з-за павелічэння агульнага перасеку.

Шчыльнасць току і нагрэў правадыра

Для практычных разлікаў рэжымаў працы правадыроў ўжываецца паняцце шчыльнасці току - δ А / мм ^2, яна вылічаецца па формуле:

δ = I / S, I - ток, S - перасек.

Ток, праходзячы па правадыру, награвае яго. Чым больш δ, тым мацней награваецца правадыр. Для правадоў і кабеляў распрацаваны нормы дапушчальнай шчыльнасці, якія прыводзяцца ў ПУЭ (Правілах прылады электраўстановак). Для правадыроў награвальных прылад існуюць свае нормы шчыльнасці току.

Калі шчыльнасць δ вышэй дапушчальнай, можа адбыцца разбурэнне правадыра, напрыклад, пры перагрэве кабеля ў яго руйнуецца ізаляцыя.

Правіламі рэгламентуецца вырабляць разлік правадыроў на нагрэў.

Спосабы злучэння правадыроў

Любы правадыр значна зручней адлюстроўваць на схемах як электрычны супраціў R, тады іх лёгка чытаць і аналізаваць. Існуе ўсяго тры спосабу злучэння супраціваў. Першы спосаб самы просты - паслядоўнае злучэнне.

На фота бачна, што поўны супраціў роўна: R = R ₁ + R ₂ + R _3.

Другі спосаб больш складаны - паралельнае злучэнне. Разлік супраціву пры раўналежным злучэнні выконваецца паэтапна. Разлічваецца поўная праводнасць G = 1 / R, а затым поўны супраціў R = 1 / G.

Можна паступіць і па-іншаму, перш разлічыць агульны супраціў пры раўналежным злучэнні рэзістараў R1 і R2, пасля гэтага паўтарыць аперацыю і знайсці R.

Трэці спосаб злучэння найбольш складаны - змяшанае злучэнне, то ёсць прысутнічаюць усе разгледжаныя варыянты. Схема прыведзена на фота.

Для разліку гэтай схемы яе варта спрасціць, для гэтага замяняюць рэзістары R2 і R3 адным R2,3. Атрымліваецца нескладаная схема.

Цяпер можна разлічыць супраціў пры раўналежным злучэнні, формула якога мае выгляд:

R2,3,4 = R2,3 · R4 / (R2,3 + R4).

Схема становіцца яшчэ прасцей, у ёй застаюцца рэзістары, якія маюць паслядоўнае злучэнне. У больш складаных сітуацыях выкарыстоўваецца гэты ж метад пераўтварэнні.

віды правадыроў

У электроннай тэхніцы, пры вытворчасці друкаваных поплаткаў, праваднікі ўяўляюць сабою тонкія палоскі меднай фальгі. З прычыны малой даўжыні супраціў у іх нязначна, ім у многіх выпадках можна занядбаць. Для гэтых правадыроў супраціў пры раўналежным злучэнні памяншаецца з прычыны павелічэння перасеку.

Вялікі раздзел правадыроў ўяўляюць обмоточных правадоў. Яны выпускаюцца розных дыяметраў - ад 0,02 да 5,6 міліметра. Для магутных трансфарматараў і электрарухавікоў выпускаюцца медныя шынкі прастакутнага перасеку. Часам пры рамонце замяняюць провад вялікага дыяметра на некалькі паралельна злучаных меншага памеру.

Асобны раздзел правадыроў ўяўляюць правады і кабелі, прамысловасць падае найшырокі выбар марак для самых розных патрэб. Нярэдка даводзіцца замяняць адзін кабель на некалькі, меншага перасеку. Прычыны гэтага бываюць самыя розныя, напрыклад, кабель перасекам 240 мм ² вельмі цяжка пракладваць па трасе з стромкімі выгібамі. Яго замяняюць на 2 × 120 мм ^2, і праблема вырашана.

Разлік правадоў на нагрэў

Правадыр награваецца працякалым токам, калі яго тэмпература перавысіць дапушчальную, надыходзіць разбурэнне ізаляцыі. ПУЭ прадугледжвае разлік правадыроў на нагрэў, зыходнымі дадзенымі для яго з'яўляюцца сіла току і ўмовы навакольнага асяроддзя, у якой пракладзены правадыр. Па гэтых дадзеных з табліц ў ПУЭ выбіраецца рэкамендуемае правадыра перасек (драты або кабеля).

На практыцы сустракаюцца сітуацыі, калі нагрузка на дзеючы кабель моцна ўзрасла. Існуе два выхаду - замяніць кабель на іншы, гэта бывае дорага, або паралельна яму пракласці яшчэ адзін, каб разгрузіць асноўны кабель. У гэтым выпадку супраціў правадыра пры раўналежным злучэнні памяншаецца, такім чынам падае вылучэнне цяпла.

Каб правільна выбраць перасек другога кабеля, карыстаюцца табліцамі ПУЭ, важна пры гэтым не памыліцца з вызначэннем яго працоўнага току. У гэтай сітуацыі астуджэнне кабеляў будзе нават лепш, чым у аднаго. Рэкамендуецца разлічыць супраціў пры раўналежным злучэнні двух кабеляў, каб дакладней вызначыць іх цеплавыдзяленне.

Разлік правадыроў на страту напружання

Пры размяшчэнні спажыўца R _н на вялікай адлегласці L ад крыніцы энергіі U ₁ ўзнікае даволі вялікая падзенне напружання на правадах лініі. Да спажыўцу R _н паступае напругу U ₂ значна ніжэй пачатковага U _1. Практычна ў якасці нагрузкі выступае рознае электраабсталяванне, якое падключаецца да лініі паралельна.

Для вырашэння праблемы вырабляюць разлік супраціву пры раўналежным злучэнні ўсяго абсталявання, так знаходзіцца супраціў нагрузкі R _н. Далей варта вызначыць супраціў правадоў лініі.

R _л = ρ · 2L / S,

Тут S - перасек провада лініі, мм ^2.

Далей вызначаецца ток ў лініі: I = U ₁ / (R _л + R _н). Цяпер, ведаючы ток, вызначаюць падзенне напружання на правадах лініі: U = I · R _л. Зручней знаходзіць яго ў працэнтных адносінах да U _1.

U% = (I · R _л / U ₁₎ · 100%

Рэкамендуемае значэнне U% - не больш за 15%. Прыведзеныя разлікі дастасавальныя для любога роду току.