Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

 
 

Сайт электрика

Электрик Инфо » Секреты электрика

Как выбрать сечение провода для сетей освещения 12 вольт

Как выбрать сечение провода для сетей освещения 12 вольтВ разговорах с покупателями при обсуждении галогенного освещения на 12 вольт почему-то очень часто мелькает слово "слаботочка", что характеризует соответствующее отношение к выбору проводов - что есть под рукой, то и используем, напряжение ведь безопасное.

Напряжение 12 вольт, действительно безопасное, в том смысле, что прикосновение к оголенному проводу с таким напряжением просто не ощущается, но вот токи в таких цепях текут достаточно большие (см. основные моменты использования безопасного напряжения в быту).

Рассмотрим для примера питание обычной галогенной лампы мощностью 50 W, ток в первичной цепи трансформатора I=50W/220V=0.23A (или, точнее, чуть больше с учетом КПД трансформатора), при этом во вторичной цепи 12 V течет ток I=50W/12V= 4.2 A, что уже в 18 раз больше. Если не учесть этот факт, можно столкнуться с очень неприятными неожиданностями.

Однажды ко мне за консультацией зашёл человек и рассказал, что он сделал в своем доме галогенное освещение, использовал надежный индукционный трансформатор 1000W при нагрузке 900W, провел от монтажной коробки отдельный провод к каждой лампе, но в момент включения провода просто загорелись, причем те провода, которые вели от выхода трансформатора к монтажной коробке.

На вопрос о сечении проложенных проводов - ответ: "Обыкновенное сечение, как везде - 1,5 мм2". В стационарном режиме по этому проводу должен был течь ток I=900W/12V=75A, а при включении и того больше. Сечение медного провода в таких условиях должно быть не менее 16 мм2. Отсюда вывод: важно не забывать о повышенных токах в цепях 12 вольт и соответственно выбирать провода. Этого, впрочем, иногда бывает совершенно недостаточно.

Очень часто приходится сталкиваться с жалобами на то, что при использовании трансформаторов большой мощности (в данном случае уже 200W является большой мощностью), питающих несколько ламп, яркость свечения ламп заметно убывает с увеличением расстояния от трансформатора. Попытки справиться с этой проблемой путём увеличения мощности трансформатора, естественно, не приводят к улучшению ситуации, тем более не помогает увеличение мощности используемых ламп. Дело в том, что причиной данного явления является банальное падение напряжения на проводах в соответствии с законом Ома.

Проиллюстрируем сказанное на конкретном примере:

Допустим, надо запитать группу из трех ламп по 50W каждая, расположенную на расстоянии L от трансформатора, как показано на рисунке:

Схема сети освещения 12 В

Эквивалентная схема имеет вид:

Эквивалентная схема сети освещения 12 В

Сопротивление каждой лампы Rl= U2/P = 2.88 Ом, а сопротивление провода длиной L и сечением S

где ρ - удельное сопротивление, в данном случае меди (0,0173 Ом мм2/М).

Если на выходе трансформатора поддерживается напряжение U0 = 12 V, то ток через каждую лампу

а мощность, выделяемая в лампе

Пользуясь этими формулами, легко рассчитать зависимость мощности от длины провода. Результаты расчетов приведены в таблице (если нажать на картинку, то загрузится таблица в большем формате):

зависимость мощности от длины провода

Как видно из таблицы, мощность довольно быстро падает с увеличением длины проводов, еще более наглядно это видно на графиках:

Потеря мощности ламп в зависимости от длины питающих проводов

Рис.3.  Потеря мощности ламп в зависимости от длины питающих проводов

Избежать заметной неравномерности светового потока ламп можно не только за счет применения провода большого сечения, но и разделяя лампы на группы, питаемые отдельными проводами, в пределе запитывая каждую лампу своим проводом. В любом случае, приобретая осветительное оборудование полезно попросить продавца дать точные рекомендации по выбору сечения проводов и схеме монтажа.

Конкретные рекомендации по выбору сечения провода в цепи освещения 12 В при использовании электронных и индукционных трансформаторов можно найти в соответствующих таблицах.

Таблицы для выбора сечения проводов в низковольтных цепях освещения

Как показано ранее, из анализа потерь мощности в сетях освещения 12 В, сечение проводов для галогенного освещения 12 вольт следует выбирать с учетом суммарной мощности ламп, подключаемых к трансформатору, и длины этих проводов.

Подход к определению сечения проводов зависит от того, какой источник используется для питания цепи: электронный или индукционный. Допустимая длина проводов во вторичной цепи электронных блоков питания, как правило, не может превышать 2 метров (в очень редких случаях для трансформаторов большой мощности допускается длина до 3 метров). В этом случае следует использовать провод с сечением указанным в документации на трансформатор. Если такие данные отсутствуют можно ориентировочно воспользоваться данными из таблицы:

Таблица сечений медных проводов в цепи освещения 12 В длиной до 2 метров (для электронных блоков питания). Если нажать на картинку, то загрузится таблица в большем формате.

Таблица сечений медных проводов в цепи освещения 12 В длиной до 2 метров

При использовании индукционных трансформаторов длина провода во вторичной цепи ограничена только падением напряжения на проводах и, следовательно, может быть значительно большей, чем у электронных (импульсных) блоков питания, при условии компенсации за счет увеличения сечения провода.

Ниже приведена таблица для выбора сечения проводов в зависимости от суммарной мощности ламп, подключаемых ко вторичной обмотке индукционного трансформатора и длины этих проводов. Следует иметь в виду, что лампы могут быть разделены на группы, подключаемые каждая своим проводом, в этом случае сечение группового провода определяется по таблице для каждой группы отдельно. В пределе возможно подключение каждой лампы своим проводом.

Таблица сечений медных проводов в цепи освещения 12 В (для индукционных трансформаторов).

Таблица сечений медных проводов в цепи освещения 12 В длиной до 2 метров (для электронных блоков питания)

Сейчас самое время поделиться статьей и добавить ее в закладки!


Тематические разделы: Электрик Инфо » Секреты электрика

Другие статьи:

  • Самодельный понижающий трансформатор для работы в сырых помещениях
  • Специфика монтажа линий освещения с электронными трансформаторами
  • Электронные трансформаторы: назначение и типовое использование
  • Как выбрать сечение кабеля - советы проектировщика
  • Как рассчитать кабель для удлинителя
  • Трансформаторы для галогеновых ламп


  •  
      Комментарии:

    #1 написал: Вячеслав | [цитировать]

     
     

    Интересная статья... Правда вызывает двойственное впечатление. Я из той категории людей, которые не очень серьёзно относились (до прочтения этой статьи) к сетям 12V, считая её слаботочкой...

    В принципе всё убедительно написано! Надо пересмотреть своё отношение к таким цепям...

    А как обстоят дела со светодиодными лентами? Там рекомендации по их подключению явно идут в разрез с этой статьёй...

      Комментарии:

    #2 написал: Сергей | [цитировать]

     
     

    Сказано достаточно доступно и правильно. Для большей доступности понимания для тех, кто никогда с этим не связывался - представить отходящую от трансформатора цепь как вертикальную разводку водопровода при подаче воды снизу. Многие с этим сталкивались и помнят, что вечером, когда все возвращаются с работы примерно в одно и то же время, одновременно включают воду, то напора воды хватает только до середины этой высотки, а чем выше, тем напор всё слабее и слабее. Отсюда следует два вывода: 1) все провода для одной группы ламп, запитываемых от одного трансформатора должны быть обязательно одинаковой длины, иначе вы замучаетесь вопросом, как устранить разность яркости свечения ламп в группе (см. выше про напор воды); 2) чтобы выполнить первое условие достаточно расположить трансформатор и лампы по форме солнышка-трансформатор посредине, а на концах лучей-ваши лампы. Для распределения токов от мощного трансформатора лучше воспользоваться двумя колодками, используемыми для рабочего нуля или для заземления, достаточного сечения, а уже с них подключать провода для подключения ламп. Можно воспользоваться промежуточными колодками меньшего сечения для питания нескольких групп при большом разбросе по площади ваших ламп, но соблюдая длину проводов от трансформатора до каждой лампы как ветки на дереве. Успехов!

      Комментарии:

    #3 написал: VLaDISLAV | [цитировать]

     
     

    Если  можно вышлите рекомендации по работе со светодиодной лентой, хотелось бы узнать мнение специалиста более высокого профиля.

      Комментарии:

    #4 написал: M@troskin | [цитировать]

     
     

    Самая главная проблема - это прежде всего считать 12В сети СЛАБОТОЧНЫМИ, потому что в реальности слаботочка - это локальные вычислительные сети, и сети проводного радиовещания (помните радиоточки на кухне у бабушек?) - и за обзывание сетей 12В слаботочными"  я всегда делаю замечание - "не слаботочная сеть, а сеть низкого напряжения!"

      Комментарии:

    #5 написал: Сергей | [цитировать]

     
     

    Очень занимательная статья, огромное спасибо ее автору.

      Комментарии:

    #6 написал: Юрий | [цитировать]

     
     

    Цитата: Вячеслав
    А как обстоят дела со светодиодными лентами? Там рекомендации по их подключению явно идут в разрез с этой статьёй...

    Никакого разреза со статьей.
    В ленте печатные проводники. Длина ленты 5 м и их нельзя соединять последоваательно больше этой длины. Т.е., нельзя соединять друг за другом несколько лент полной длины, к следующей ленте надо тянуть свои проводники. Но при этом все ленты своими проводниками могут быть подключены к одному источнику питания. Такую схему можно назвать радиально-магистральной, где ленты присоединены радиально к ИП, а светодиоды в лемне - магистрально, т.е. один за одним.
    По правилам, слаботочные сети - это сети сигнализации, автоматики и т.п., они бывают и на 24, и на 36, и, даже, на 220 В, поэтому не надо привязывать ток цепи и напряжение. Вот у нас аккумуляторы состоят из 30 отдельных элементов (банок), т.е. банки эти совершенно самостоятельные, у каждой свой корпус и можно набирать батарею из произвольного числа банок. Напряжение элемента 2 В (фактически 2,2 В, как у любого кислотного элемента), емкость 2500 А*час. Так вот ток стандартного 10 часового режима такой баночки - 250 А (на таком токе она будет работать 10 часов). Соответственно можно разряжать и большими токами. Ток КЗ у нее 16000 А (16 килоампер!). Кто скажет, что ток малый? А напряжение-то всего 2 В, безопасное даже при касании языком.

      Комментарии:

    #7 написал: alex_32106 | [цитировать]

     
     

    При расчете для светодиодных ламп (3 шт) МR16, 12 вольт, 5 ватт, сопротивление ламп 28,8 Ом (согласно формуле). Ток через каждую лампу от 0,417А для 0 м и 0,398 для 20 м. При длинне кабеля 10 метров (1,5) сопротивление составляет 0,11, ток на лампу: 3 штуки - 0,407, 10 штук - 0,388, 20 - 0,359, соответственно 0 м - 5 вт, 20 м - 4,55 вт. Падение очень не значительное, но с резким увеличением количества ламп (100 шт), резко падает мощность выделяемая лампе. Вывод: до 10 ламп с кабелем до 5 м падение будет, но визуально вы его не увидите, или чем короче кабель, тем больше ламп вы можете подключить, и наоборот.

      Комментарии:

    #8 написал: Владислав Чалышев | [цитировать]

     
     

    Большое человеческое спасибо. Делаю проводку для двух прожекторов на катере. 12В. Они современные, светодиодные, но когда промерял ток потребления - оказалось 4,5 /А на один. почти 50Вт, нифига себе светодиоды, как галогенка в фаре авто. Задумался о сечении проводов 2,5 мм.кв. и установке релюшки. Статья убедила в правоте подозрений.))
    Еще раз спасибо. 

      Комментарии:

    #9 написал: Виктор | [цитировать]

     
     

    VLaDISLAV

    Если  можно вышлите рекомендации по работе со светодиодной лентой, хотелось бы узнать мнение специалиста более высокого профиля.

    Закон Ома Вам в помощь. :)

    Для нормальных блоков питания указывают максимально допустимую длину проводов или длину светодиодной ленты. К тому же в статье указано все необходимое для расчетов.

      Комментарии:

    #10 написал: вася | [цитировать]

     
     

    А вы в курсе что когда лампа загорается то сопротивление в 10 раз больше становится чем а холодную, у вас почему то это не учетно.

      Комментарии:

    #11 написал: Владимир | [цитировать]

     
     

    Светодиодная лента с корпусами светодиодов 5050 имеет мощность 14,4 Вт/м. На барабан 5 метров - 72 Вт. Получаем силу тока в 72/12 = 6 А.

    Исходя из таблиц, сечение проводов должно быть около 0,9 мм2. Однако, на самой ленте выводятся заводские провода очень малого сечения. И ведь работают, не плавятся. Как так?

      Комментарии:

    #12 написал: Василий | [цитировать]

     
     

    Всё сказанное в статье относится исключительно к галогеновым лампам (которые уже давно вышли из моды)! И никак не связано со светодиодным освещением!

    Если взять медный провод сечением 1,5 мм2, то удельное сопротивление 100 (!) метров составит всего лишь 1,15 Ома. Это совершенно незначимая цифра для светодиодов, так как в каждой светодиодной ленте стоят резисторы сопротивлением в несколько сотен (!) Ом.

    К примеру, если резисторы в ленте стоят на 180 Ом, то на этих 100 метрах потеряется меньше одного (!) процента мощности, и это при сечении всего лишь в 1,5 мм2.

    Так что читайте внимательно, и переходите на светодиодное 12-вольтовое освещение!

    Добавление комментария
    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Электромастерская | Электротехнические новинки

    Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, обзоры электротехнических новинок, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
    Copyright © 2008-2016 electrik.info
    Е-mail: electroby@mail.ru Сайт в Google+
    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Полезное

    Светодиодные лампы и светильники IEK