Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » Электричество в доме » Падение напряжения в проводах - откуда оно берётся и как его посчитать
Количество просмотров: 15098
Комментарии к статье: 6


Падение напряжения в проводах - откуда оно берётся и как его посчитать


Электрическая энергия, при передаче по проводам на расстояние от источника к потребителю, всегда по пути расходуется. Будь то передача энергии от электростанции до подстанции, или от электрораспределительного щитка в нашем подъезде - до розетки и до потребителя (до того или иного электрического прибора, подключенного к розетке).

Любого обывателя больше всего беспокоит тот отрезок цепи, который расположен между счетчиком и потребителем, ведь именно за насчитанные счетчиком ватты нам и приходится платить. И лучше бы, чтобы бесполезных потерь энергии было бы как можно меньше.

Но уже здесь за бесполезные потери энергии отвечают как проводка, так и соединительные провода (шнуры), идущие от приборов к вилкам (и в конце концов — к розеткам). Дело в том, что провода эти, по закону Джоуля-Ленца, нагреваются, особенно если потребитель достаточно мощный. В общем и целом, нагрев проводов — это следствие падения напряжения на них, поскольку провода наши вполне реальны и обладают конечным электрическим сопротивлением R.

Падение напряжения в проводах - откуда оно берётся и как его посчитать

Для наглядной демонстрации предлагается устроить следующий эксперимент. Включите в сеть водонагреватель мощностью 2 кВт, и через минуту потрогайте провод, соединяющий его с розеткой. Провод ощутимо теплый, не так ли? Еще бы, ведь через него идет ток около 9 ампер.

Если сечение провода 1,5 кв. мм, то сопротивление двух жил метра такого провода составляет 0,024 Ом, а значит при токе в 9 ампер на нем постоянно, пока водонагреватель работает, в форме тепла рассеивается мощность примерно 2 Вт! А если взять электрический чайник с его метром двухжильного провода, а утюг, а масляный обогреватель… Да еще и попробовать подключить их к розетке через обычный дешевый удлинитель «для телевизора». Провод ощутимо разогреется, а это - явные потери.

В конце концов каждый провод, соединяющий какой бы то ни было прибор с розеткой, сам по себе всегда расходует определенную активную мощность, которую безжалостно учитывает счетчик. Мы уже и не говорим о сечении электропроводки, на меди в которой порой желают сэкономить бережливые хозяева. Начнем с того, что сопротивление любого реального проводника можно легко вычислить по следующей формуле:

Сопротивление проводника

Итак, в чем же суть потерь энергии на проводах, как эти расходы прикинуть, и как их в конце концов уменьшить? Начнем с того, что в проводах, шнурах, кабелях, принято использовать медь.

Медь имеет удельное электрическое сопротивление 0,018 Ом*м/кв.мм. Это значит, что сопротивление одной жилы медного провода сечением 1 кв.мм, длиной 1 км составит 18 Ом. А если провод двухжильный, то сопротивление окажется 36 Ом. А один метр ДВУХЖИЛЬНОГО провода сечением 1 кв.мм даст сопротивление 0,036 Ом.

Падение напряжения на проводе зависит от электрического тока, который по нему в данный момент течет. Зная ток (поделив мощность прибора на напряжение в сети), из Закона Ома для участка цепи можно найти это падение напряжения:

Падение напряжения на проводе

Умножив падение напряжения на номинальный ток прибора, находим мощность, рассеиваемую на проводе. Вывод напрашивается сам собой: чем меньше сечение соединительного провода и чем он длиннее — тем больше падение напряжения на данном проводе, и, соответственно, — больше электрические потери, получаемые в форме тепла.

Вредные последствия неадекватно большого падения напряжения на проводах давно известны электрикам.

Во-первых, перегревается проводка, что практически повышает вероятность возгорания и возникновения пожара в помещении.

Во-вторых, расход энергии на бесполезный нагрев проводки ведет к лишним материальным расходам на оплату счетов за электричество.

В-третьих, падение напряжения на проводах отнимается по сути у прибора, который должен получить все напряжение полностью.

В-четвертых, ресурс проводов из-за их перегрева тратится быстрее, как и ресурс импульсных блоков питания потребителей, получающих напряжение меньше номинала, и поэтому вынужденных потреблять больше тока.

В заключении хотелось бы отметить, что никогда не стоит экономить на площади сечения медных проводов при выполнения проводки в помещении. К примеру: двухжильный медный провод сечением 2,5 кв.мм на 5 метрах даст 7,2 Вт тепла уже при токе в 10 А. Насколько это экономично? Лучше выбирать сечение провода таким образом, чтобы при максимальной нагрузке на сеть плотность тока была бы не более 4 А на кв.мм жилы.

Смотрите также: Площадь сечения проводов и кабелей в зависимости от силы тока, расчет необходимого сечения кабеля

Андрей Повный

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Электричество в доме

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 

О сайте Электрик Инфо и авторах статей



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Как рассчитать кабель для удлинителя
  • Площадь сечения проводов и кабелей в зависимости от силы тока, расчет необх ...
  • Как узнать какую мощность выдерживает кабель или провод
  • Самодельный понижающий трансформатор для работы в сырых помещениях
  • Как определить поперечное сечение провода
  • Почему плохой контакт это главная причина пожаров
  • Медь или алюминий - что выгоднее?
  • Почему искрит вилка в розетке при включении и отключении цепи
  • Как выбрать сечение провода для сетей освещения 12 вольт
  • Тепловое действие тока, плотность тока и их влияние на нагрев проводников
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » Электричество в доме

    Основы электричества, Электрические провода, Ток провода, Расчет кабеля, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Николай Подгорский |

    Каждый провод, будь то алюминиевый или медный, представляет собой резистор. Предположительно сопротивление незначительно, но, как мы уже установили, когда через него протекает ток большой силы, провод начинает нагреваться. Так что что-то не так. Наличие резистора на пути к приемнику вызывает некоторое падение напряжения. Чем длиннее кабель, тем больше сопротивление и больше падение напряжения. О чем это конкретно? В распределительном устройстве может быть напряжение 220 В, а в розетке на расстоянии 20 м от распределительного устройства (с учетом длины кабеля) оно может быть, например, 218 В. Чем больше мощность устройства или длина кабеля, тем больше падение напряжения. Чем больше поперечное сечение проводника или напряжение в цепи, тем меньше падение напряжения. Мы не можем влиять на мощность устройства и напряжение, которое оно питает. В некоторых случаях мы можем влиять на длину кабеля между, например, распределительным устройством и устройством, но наиболее важным параметром для нас, которым мы можем «регулировать» падение напряжения, является поперечное сечение проводника.

      Комментарии:

    #2 написал: Опытный электрик |

    Отличная статья, которая поможет понять, почему важно правильно рассчитывать падение напряжения в электрических цепях. Падение напряжения может привести к снижению эффективности работы электрооборудования, повышенному расходу электроэнергии и даже к возгоранию кабелей. Статья подробно объясняет, как рассчитать падение напряжения в проводах, используя формулу, которая зависит от силы тока, длины провода и площади его поперечного сечения. Важно также помнить и о других факторах, которые могут влиять на падение напряжения, например, наличие повреждений в проводах или изменение температуры окружающей среды. В целом, статья очень полезна для любого, кто работает с электрическими цепями, будь то профессиональный электрик или любитель, занимающийся домашними электроустановками. Рекомендую к прочтению!

      Комментарии:

    #3 написал: Максим |

    Как связаны падение напряжения и потери энергии в электрической сети?

      Комментарии:

    #4 написал: Андрей Повный |

    Цитата: Максим
    Как связаны падение напряжения и потери энергии в электрической сети?

    Падение напряжения и потери энергии в электрической сети связаны тесным образом. Падение напряжения происходит в электрической сети из-за сопротивления проводников, которые создают потери энергии в виде тепла. Потери энергии в электрической сети происходят из-за трения электронов в проводниках и других компонентах системы, а также из-за выделения тепла в трансформаторах, которые используются для изменения напряжения в сети. Чем выше падение напряжения, тем больше потери энергии в электрической сети. Это происходит из-за того, что большее падение напряжения означает большую потерю энергии на преодоление сопротивления проводников и других компонентов сети. Таким образом, уменьшение падения напряжения может снизить потери энергии в электрической сети. Поэтому, для того чтобы минимизировать потери энергии в электрической сети, необходимо уменьшить падение напряжения в сети. 

      Комментарии:

    #5 написал: Опытный электрик |

    Падение напряжения в проводах происходит из-за сопротивления проводов, через которое протекает электрический ток. Это сопротивление приводит к тому, что часть напряжения, поданного на провода, теряется в виде тепла на самом проводе.

    Падение напряжения в проводах можно рассчитать с помощью закона Ома, который устанавливает связь между напряжением, током и сопротивлением провода: U = I * R, где U - напряжение, I - ток, R - сопротивление. При данном токе и сопротивлении провода, падение напряжения будет пропорционально длине провода: U = I * R * L, где L - длина провода.

    Чтобы уменьшить падение напряжения в проводах, можно использовать провода большего сечения или уменьшать длину провода. Также можно использовать более эффективные методы передачи электрической энергии, такие как высоковольтные линии передач, которые работают на очень высоких напряжениях, чтобы минимизировать потери энергии на проводах.

      Комментарии:

    #6 написал: С. А. |

    Падение напряжения в проводах возникает из-за сопротивления проводов и тока, протекающего через них. Чтобы посчитать падение напряжения, нужно знать сопротивление провода, ток и длину провода. Сопротивление провода можно посчитать по формуле R = ρ * (L / S), где ρ - удельное сопротивление материала провода, L - длина провода, S - площадь сечения провода. Ток можно посчитать, если известно напряжение и мощность. Мощность можно узнать из технических характеристик электроприбора, а напряжение обычно равно 220 В. Длина провода известна, площадь сечения можно узнать из таблицы или справочника. Удельное сопротивление для меди равно 1,72 × 10−8 Ом·м, для алюминия - 2,5 × 10−8 Ом·м. Таким образом, падение напряжения можно посчитать по формуле U = I * R * L.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.