Kako odrediti presjek žice prema promjeru i obrnuto: gotove tablice i formule za izračun

Žice se široko primjenjuju u području električnih mreža najrazličitije namjene. Prijenos energije putem kabela i vodiča na prvi se pogled čini jednostavnim i razumljivim.

Međutim, kako bi se osigurao siguran rad električnih instalacija, potrebno je uzeti u obzir niz važnih nijansi prilikom projektiranja i uređenja električnih mreža. Jedan od takvih detalja jest sposobnost pravilnog izračuna presjeka vodiča prema promjeru, jer od točnosti određivanja ovisi granica dopuštene struje koja prolazi kroz vodič.

Kako odrediti presjek ili promjer, postoji li razlika između ovih parametara? Pokušat ćemo to razjasniti u članku. Osim toga, pripremili smo zbirne tablice koje će vam pomoći odabrati vodič ovisno o uvjetima montaže električne mreže, materijalu izrade kabelske žile i karakteristikama snage priključenih uređaja.

Potreba i postupak provođenja izračuna

Električnom strujom napaja se najrazličitija oprema različitih snaga. A raspon snaga vrlo je širok.

Svaki pojedinačni električni uređaj predstavlja opterećenje, o čijoj veličini ovisi dovod struje određene jakosti.

Zadano ili zbog običnog nepoznavanja osnova elektrotehnike, vodiče je lako spojiti ignorirajući sve postojeće zahtjeve za promjerima i presjecima. Drugo je pitanje što može proizaći iz takve prakse tijekom rada.

Potrebnu količinu struje za traženo opterećenje može se propustiti kroz žice različitog promjera (presjeka).

Ali u uvjetima nedovoljnog presjeka vodiča za prolazak zadane količine struje javlja se učinak povećanog otpora. Kao posljedica – primjećuje se zagrijavanje žice (kabela).

Ako se takva pojava zanemari i struja se nastavi propuštati, stvara se stvarna opasnost od zagrijavanja sve do trenutka paljenja. Takva situacija prijeti ozbiljnom nesrećom. Zato je potrebno posvetiti povećanu pozornost izračunima i odabiru krugova prijenosa struje do opterećenja.

Posljedice netočnih proračuna električnih vodiča po presjeku (promjeru) mogu biti popraćene pojavama od neznatne deformacije izolacijskog materijala do stvarnog požara i velikog požara.

Točan proračun, stručan odabir kabela i žica pozitivno se odražava i na rad opreme koja služi kao opterećenje.

Dakle, osim faktora sigurnosti, proračun presjeka električnog kabela po promjeru ili obrnuto, obvezna je radnja s gledišta osiguranja učinkovitog rada električnih strojeva.

Određivanje promjera žile vodiča

Naime, ovu operaciju možete izvesti jednostavnim linearnim mjerenjem. Za točno mjerenje preporučuje se korištenje točkastog instrumenta, npr. kalipera, a još bolje – mikrometra.

Mjerenje promjera običnim ravnalom daje rezultat relativno niske točnosti, ali sasvim prihvatljiv za mnoge primjene žica.

Mjerenje i određivanje promjera žile točkastim instrumentom, kao što je kaliper. Ova metoda linearnog mjerenja daje rezultat dovoljno točan za naknadni proračun presjeka vodiča.

Naravno, mjerenje treba provoditi na golom vodiču, odnosno prethodno skinite izolacijski pokrov.

Usput, izolacijskim pokrovom, na primjer, bakrene žice, smatra se i tanki sloj laka, koji je također potrebno skinuti kada je potreban vrlo točan proračun.

Postoji «kućna» metoda mjerenja promjera, prikladna u slučajevima kada nemate pri ruci točkaste mjerne instrumente. Za primjenu ove metode trebat će vam odvijač električara i školsko ravnalo.

Vodič za mjerenje prethodno se ogoli od izolacije, nakon čega se čvrsto namotava zavoj do zavoja na tijelu odvijača. Obično se namota desetak zavoja – povoljan broj za matematičke izračune.

Linearno mjerenje promjera – još jedna široko rasprostranjena metoda određivanja parametra vodiča za proračun snage (nosivosti). Primjenjuje se korištenjem običnog ravnala i bilo koje podloge na koju se vodič može namotati (+)

Zatim se namotaj na tijelu odvijača mjeri ravnalom od prvog do posljednjeg zavoja. Dobivenu vrijednost na ravnalu potrebno je podijeliti s brojem zavoja (u ovom slučaju sa 6). Rezultat ovog jednostavnog izračuna bit će promjer žile žice.

Izračun presjeka električne žice

Za određivanje vrijednosti presjeka žile vodiča morat ćete se poslužiti matematičkom formulacijom.

U biti, presjek vodiča je površina poprečnog presjeka – odnosno površina kruga. Promjer se određuje metodom opisanom gore.

Presjek vodiča zapravo je površina kruga. Sukladno tome, izračun tog geometrijskog segmenta može se izvesti klasičnom formulom uz poznatu vrijednost promjera ili polumjera.

Na temelju vrijednosti promjera lako se dobije vrijednost polumjera dijeljenjem promjera na pola.

Zapravo, dobivenim podacima treba dodati konstantu «π» (3,14), nakon čega se može izračunati vrijednost presjeka pomoću jedne od formula:

S = π*R² ili S = π/4*D²,

gdje:

• D – promjer;
• R – polumjer;
• S – poprečni presjek;
• π – konstanta koja iznosi 3,14.

Navedene klasične formule koriste se i za određivanje presjeka višežilnih vodiča. Strategija izračuna ostaje gotovo nepromijenjena, osim nekih detalja.

Konkretno, najprije se izračuna presjek jedne žile iz snopa, nakon čega se dobiveni rezultat množi s ukupnim brojem žila.

Presjek višežilnog vodiča može se izračunati istom matematičkom metodom koja se primjenjuje na jednožilni vodič, ali se dodatno uzima u obzir broj žila kao množitelj.

Zašto bi se određivanje presjeka trebalo smatrati važnim čimbenikom? Očita je točka koja je izravno povezana s Joule-Lenzovim zakonom – jer parametrom presjeka vodiča određuje se granica dopuštene struje koja teče kroz taj vodič.

Određivanje promjera prema presjeku

Matematičkim izračunom može se odrediti promjer vodiča kada je poznat parametar presjeka.

To, naravno, nije najpraktičnija opcija, s obzirom na postojanje jednostavnijih načina određivanja promjera, ali korištenje takve opcije nije isključeno.

Mjerenje promjera s visokom preciznošću pomoću bravarskog alata – mikrometra, daje gotovo isti rezultat kada se izračuni provode pomoću formule.

Za izvođenje izračuna bit će potrebni praktički isti brojčani podaci koji su korišteni pri izračunu presjeka pomoću matematičke formule.

To jest, konstanta «π» i vrijednost površine kruga (presjeka).

Primjenom ovih vrijednosti u donjoj formuli dobiva se vrijednost promjera:

D = √4S/π,

gdje:

• D – promjer;
• S – poprečni presjek;
• π – konstanta koja iznosi 3,14.

Primjena ove formule može biti aktualna kada je poznat parametar presjeka i pri ruci nema nikakvih odgovarajućih alata za mjerenje promjera.

Parametar presjeka moguće je dobiti, na primjer, iz dokumentacije o vodiču ili iz tablice za izračune, u kojoj su prikazane najčešće korištene klasične varijante.

Tablice za odabir odgovarajućeg vodiča

Prikladan i praktičan način odabira potrebne žice (kabela) jest korištenje posebnih tablica u kojima su navedeni promjeri i presjeci u odnosu na snage i/ili provodne struje.

Posjedovanje takve tablice pri ruci lagan je i jednostavan način da se brzo odabere odgovarajući vodič za potrebnu električnu instalaciju.

Određivanje potrebnih vrijednosti pomoću klasične tablice – jedan je od najprikladnijih načina odabira traženog vodiča prilikom izvođenja montažnih radova.

S obzirom da su tradiionalni vodiči za elektrotehničku montažu proizvodi s bakrenim ili aluminijskim žilama, postoje tablice za obje vrste metala.

Također, tablični podaci često predstavljaju vrijednosti za napon od 220 volti i 380 volti. Osim toga, uzimaju se u obzir vrijednosti uvjeta montaže – zatvorena ili otvorena instalacija.

Zapravo se ispostavlja da se na jednom listu papira ili na slici učitanoj u pametni telefon nalazi opsežna tehnička informacija koja omogućuje izbjegavanje gore navedenih matematičkih (linearnih) izračuna.

Štoviše, mnogi proizvođači kabela, kako bi kupcu olakšali odabir potrebnog vodiča, na primjer, za ugradnju utičnica, nude tablicu u kojoj su unesene sve potrebne vrijednosti.

Preostaje samo utvrditi kakvo se opterećenje planira na konkretnu električnu točku i na koji način će se izvesti montaža, te na temelju tih informacija odabrati ispravnu žicu s bakrenim ili aluminijskim žilama.

Primjeri takvih varijanti izračuna promjera žice prema presjeku navedeni su u tablici, u kojoj su razmotrene varijante za bakrene i aluminijske žile, kao i načini polaganja instalacije – otvoreni ili skriveni tip. Iz prve tablice možete odrediti pokazatelj presjeka prema snazi i struji.

Tablica odnosa presjeka i promjera bakrenih i aluminijskih žila ovisno o uvjetima montaže

Osim toga, postoji standard presjeka i promjera koji se primjenjuje na okrugle (oblikovane) nezbijene i zbijene strujovodne žile kabela, žica i užadi. Ove parametre regulira GOST 22483-2012.

Pod standard potpadaju kabeli od bakrene (bakrene pokositrene), aluminijske žice bez metalnog premaza ili s metalnim premazom.

Bakrene i aluminijske žile kabela i vodiča za nepokretno polaganje dijele se u klase 1 i 2. Vodiči, užad i kablovi za pokretno i nepokretno polaganje, gdje se zahtijeva veći stupanj savitljivosti pri montaži, dijele se u klase od 3 do 6.

Tablica sukladnosti po klasama za kabelske (vodene) bakrene žile

Za aluminijske vodiče i kabele, GOST 22483-2012 također propisuje parametre nazivnog presjeka žile koji odgovaraju odgovarajućem promjeru, ovisno o klasi žile.

Štoviše, prema istom GOST-u, navedeni promjeri mogu se koristiti za bakreni vodič klase 1 ako je potrebno izračunati njegov minimalni promjer.

Tablica sukladnosti po klasama za kabelske (vodene) aluminijske žile

Dodatne preporuke za odabir vrste vodiča i kabela za uređenje električnih mreža u stanu i kući navedene su u člancima:

1. Koju žicu koristiti za instalacije u kući: preporuke za odabir
2. Kojim kabelom napraviti električnu instalaciju u drvenoj kući: vrste nezapaljivog kabela i njegovo sigurno polaganje
3. Koji kabel koristiti za instalaciju u stanu: pregled žica i odabir najboljeg rješenja

Zaključci i koristan video na temu

Video ispod prikazuje praktičan primjer određivanja presjeka vodiča jednostavnim metodama.

Preporučuje se gledanje videa jer vizualno prikazane informacije pomažu povećanju opsega znanja:

Rad s električnim vodičima uvijek zahtijeva odgovoran pristup s gledišta proračuna.

Stoga električar bilo kojeg ranga mora poznavati metodu proračuna i znati se koristiti postojećim tehničkim tablicama. Time se postiže ne samo značajna ušteda sredstava na montaži zbog točnog proračuna, već glavno – jamči se sigurnost eksploatacije uvedene linije.

Imate li što dodati ili imate pitanja o određivanju presjeka vodiča? Možete ostaviti komentare na objavu, sudjelovati u raspravama i podijeliti vlastito iskustvo odabira vodiča za uređenje električne mreže u kući ili stanu. Obrazac za kontakt nalazi se u donjem dijelu.