בפועל, משימת המציאההתנגדות של מוליכים ונגדים בשיטות חיבור שונות. המאמר דן כיצד מחושבים התנגדות בחיבור מקביל של מוליכים וכמה סוגיות טכניות אחרות.
לכל המוליכים יש את המאפיין של חסימת זרימת הזרם החשמלי, זה נקרא בדרך כלל ההתנגדות החשמלית R, הוא נמדד באוהם. זהו המאפיין העיקרי של חומרים מוליכים.
לביצוע חישובים חשמליים משתמשים בהתנגדות הספציפית - ρ Ohm · m / mm2. כל המתכות הן מוליכות טובות, הגדולות ביותרנחושת ואלומיניום שימשו; ברזל נפוץ הרבה פחות. המוליך הטוב ביותר הוא כסף, הוא משמש בתעשיית החשמל והאלקטרוניקה. סגסוגות עם ערך עמידות גבוה נפוצות.
בחישוב ההתנגדות משתמשים בנוסחה המוכרת מהקורס לפיזיקה בבית הספר:
R = ρ · l / S, S הוא אזור החתך; אני האורך.
אם לוקחים שני מוליכים, ההתנגדות שלהם בחיבור מקביל תפחת פחות כתוצאה מגידול בחתך הכולל.
לחישובים פרקטיים של מצבי ההפעלה של מוליכים משתמשים במושג צפיפות הזרם - 5 A / mm2, זה מחושב על ידי הנוסחה:
δ = I / S, I - זרם, S - קטע.
הזרם העובר במוליך מחמם אותו.ככל ש- 5 גדול יותר, כך המוליך מתחמם. עבור חוטים וכבלים פותחו נורמות של צפיפות מותרת אשר ניתנות ב- PUE (כללי התקנה חשמלית). למוליכים של התקני חימום, ישנם סטנדרטים משלהם לצפיפות זרם.
אם הצפיפות δ גבוהה מהמותר, ניתן להרוס את המוליך, למשל, כאשר הכבל מתחמם יתר על המידה, בידודו נהרס.
הכללים קובעים את חישוב המוליכים לחימום.
כל מנצח הרבה יותר נוח לתאר עליומעגלים כמו התנגדות חשמלית R, ואז קל לקרוא אותם ולנתח אותם. יש רק שלוש דרכים לחיבור התנגדות. הדרך הראשונה היא הקלה ביותר - חיבור סדרתי.
התצלום מראה שה עכבה היא: R = R1 + R2 + R3.
השיטה השנייה מורכבת יותר - במקבילחיבור. חישוב ההתנגדות בחיבור מקביל מתבצע בשלבים. המוליכות הכוללת G = 1 / R מחושבת ואז העכבה R = 1 / G.
אתה יכול לעשות את זה אחרת, תחשב תחילה את ההתנגדות הכוללת במקביל לנגדים R1 ו- R2, ואז חזור על הפעולה ומצא את R.
שיטת החיבור השלישית היא הקשה ביותר - חיבור מעורב, כלומר כל האפשרויות שנחשבות קיימות. התוכנית מוצגת בתמונה.
כדי לחשב מעגל זה, יש לפשט אותו, לשם כך, הנגדים R2 ו- R3 מוחלפים ב- R2.3 אחד. מתברר סכמה פשוטה.
עכשיו אתה יכול לחשב את ההתנגדות בחיבור מקביל, הנוסחה שלה יש את הצורה:
R2.3.4 = R2.3 · R4 / (R2.3 + R4).
המעגל הופך להיות פשוט עוד יותר: נגדים עם חיבור סדרתי נשארים בו. במצבים מורכבים יותר משתמשים באותה שיטת המרה.
בטכנולוגיה אלקטרונית, בייצור מודפסלוחות, מוליכים הם רצועות דקיקות של נייר כסף. בגלל האורך הקצר ההתנגדות שלהם זניחה, במקרים רבים ניתן להזניח אותם. עבור מוליכים אלה ההתנגדות המקבילה מופחתת כתוצאה מגידול בחתך.
חלק גדול של מוליכים נוכחיםחוטים מפותלים. ניתן להשיג אותם בקטרים שונים - בין 0.02 ל 5.6 מילימטרים. עבור שנאים בעלי עוצמה גבוהה ומנועים חשמליים, מיוצרים מוטות נחושת של חתך רוחב מלבני. לפעמים, בעת תיקון, יש להחליף חוט בקוטר גדול בכמה קטנים יותר המחוברים במקביל.
חלק מיוחד של מוליכים מיוצג על ידי חוטים ו-כבלים, התעשייה מספקת מגוון רחב של מותגים למגוון רחב של צרכים. לעתים קרובות צריך להחליף כבל אחד בכמה חתכים קטנים יותר. הסיבות לכך שונות מאוד, למשל כבל עם חתך רוחב של 240 מ"מ2 קשה מאוד לסלול לאורך פניות תלולות. זה מוחלף על ידי 2 × 120 מ"מ2, והבעיה נפתרת.
המוליך מחומם על ידי הזרם הזורם אם הואהטמפרטורה תעלה על המותר, הרס הבידוד מתרחש. PUE מספק לחישוב מוליכים לחימום, הנתונים הראשוניים עבורו הם החוזק הנוכחי ותנאי הסביבה בהם מונח המוליך. בהתבסס על נתונים אלה, חתך המוליך המומלץ (חוט או כבל) נבחר מהטבלאות ב- PUE.
בפועל, ישנם מצבים בהם העומסבכבל הקיים גדל מאוד. ישנן שתי דרכים החוצה - להחליף את הכבל באחרת, זה יכול להיות יקר, או להניח אחת נוספת במקביל לפריקת הכבל הראשי. במקרה זה, ההתנגדות של המוליך בחיבור מקביל מופחתת, לכן ייצור החום פוחת.
כדי לבחור את החלק הנכון של הכבל השני,השתמש בטבלאות PUE, חשוב לא לטעות בקביעת זרם הפעולה שלה. במצב זה קירור הכבלים יהיה טוב אפילו יותר מאחד. מומלץ לחשב את ההתנגדות בחיבור מקביל של שני כבלים על מנת לקבוע בצורה מדויקת יותר את פיזור החום שלהם.
כאשר מיקום הלקוח Rמר במרחק גדול L ממקור האנרגיה U1 ירידת מתח גדולה למדי מתרחשת על חוטי הקו. לצרכן Rמר מתח U2 הרבה מתחת ל- U הראשונית1. בפועל, ציוד חשמלי שונה המחובר לקו במקביל משמש כעומס.
כדי לפתור את הבעיה, ההתנגדות מחושבת בחיבור מקביל של כל הציוד, כך שהתנגדות העומס Rמר. בשלב הבא, קבע את ההתנגדות של חוטי הקו.
Rl = ρ2L / S,
כאן S הוא חתך הרוחב של חוט הקו, מ"מ2.
בשלב הבא נקבע הזרם בשורה: I = U1/ (Rl + Rמר) כעת, בידיעת הזרם, הם קובעים את ירידת המתח על חוטי הקו: U = I · Rl. יותר נוח למצוא את זה כאחוז U1.
U% = (I · Rl/ Y1) 100%
הערך המומלץ של U% אינו עולה על 15%. החישובים לעיל חלים על כל סוג של זרם.
