I praksis er det ikke ualmindeligt at finde problemet med at finde modstanden af ledere og modstande til forskellige tilslutningsmetoder. Artiklen diskuterer, hvordan modstand beregnes, når ledere er forbundet parallelt, og nogle andre tekniske problemer.
Ledermodstand
Alle ledere har evnen til at forhindre strømmen af elektrisk strøm, det kaldes almindeligvis elektrisk modstand R, det måles i ohm. Dette er den grundlæggende egenskab ved ledende materialer.
Resistivitet bruges til at udføre elektriske beregninger - ρ Ohm·m/mm2. Alle metaller er gode ledere, kobber og aluminium er mest udbredt, og jern bruges meget sjældnere. Den bedste leder er sølv, den bruges i den elektriske og elektroniske industri. Højmodstandslegeringer er meget udbredt.
Ved beregning af modstanden anvendes formelen kendt fra skolens fysikkursus:
R=ρ · l/S, S – tværsnitsareal; l – længde.
Hvis vi tager to ledere, er deres modstand klparallelforbindelse vil blive mindre på grund af stigningen i det samlede tværsnit.
Strømtæthed og lederopvarmning
Til praktiske beregninger af lederes driftstilstande bruges begrebet strømtæthed - δ A/mm2, det beregnes med formlen:
δ=I/S, I – nuværende, S – sektion.
Strøm, der passerer gennem lederen, opvarmer den. Jo større δ, jo mere varmes lederen op. For ledninger og kabler er der udviklet normer for tilladt tæthed, som er givet i PUE (Regler for konstruktion af elektriske installationer). For ledere af varmeanordninger er der standarder for strømtæthed.
Hvis tætheden δ er højere end den tilladte, kan lederen blive ødelagt, f.eks. når kablet overophedes, dets isolering ødelægges.
Reglerne regulerer beregningen af ledere til opvarmning.
Metoder til at forbinde ledere
Enhver leder er meget mere praktisk at afbilde på diagrammerne som en elektrisk modstand R, så de er nemme at læse og analysere. Der er kun tre måder at forbinde modstande på. Den første måde er den nemmeste - seriel forbindelse.
Billedet viser, at impedansen er: R=R1 + R2 + R3.
Den anden måde er mere kompliceret - parallelforbindelse. Beregningen af modstand i parallelforbindelse udføres i etaper. Den samlede ledningsevne G=1/R beregnes, og derefter totalenmodstand R=1/G.
Du kan gøre det anderledes. Beregn først den samlede modstand, når modstande R1 og R2 er forbundet parallelt, gentag derefter operationen og find R.
Den tredje forbindelsesmetode er den mest komplekse - en blandet forbindelse, det vil sige, at alle de overvejede muligheder er til stede. Diagrammet er vist på billedet.
For at beregne dette kredsløb skal det forenkles, for at gøre dette skal du udskifte modstandene R2 og R3 med en R2, 3. Det viser sig at være et simpelt kredsløb.
Nu kan du beregne modstanden i parallelforbindelse, hvis formel er:
R2, 3, 4=R2, 3 R4/(R2, 3 + R4).
Kredsløbet bliver endnu enklere, det indeholder stadig serieforbundne modstande. I mere komplekse situationer bruges den samme konverteringsmetode.
Typer af dirigenter
Inden for elektronisk teknik, i produktionen af trykte kredsløb, er ledere tynde strimler af kobberfolie. På grund af deres korte længde er deres modstand ubetydelig, og i mange tilfælde kan den negligeres. For disse ledere falder modstanden i parallelforbindelse på grund af stigningen i tværsnit.
En stor sektion af ledere er repræsenteret af viklede ledninger. De fås i forskellige diametre - fra 0,02 til 5,6 mm. Til kraftige transformere og elektriske motorer fremstilles rektangulære kobberstænger.sektioner. Nogle gange, under reparationer, udskiftes en ledning med stor diameter med flere mindre, der er forbundet parallelt.
En særlig sektion af ledere er ledninger og kabler, industrien tilbyder det bredeste udvalg af kvaliteter til en række forskellige behov. Ofte skal man udskifte ét kabel med flere, mindre sektioner. Årsagerne til dette er meget forskellige, for eksempel er et kabel med et tværsnit på 240 mm2 meget svært at lægge langs en rute med skarpe sving. Den er udskiftet med 2x120mm2, og problemet er løst.
Beregning af ledninger til opvarmning
Lederen opvarmes af den strømmende strøm, hvis dens temperatur overstiger den tilladte værdi, ødelægges isolationen. PUE giver mulighed for beregning af ledere til opvarmning, de indledende data for det er strømstyrken og de miljømæssige forhold, hvor lederen er lagt. I henhold til disse data er det anbefalede ledertværsnit (tråd eller kabel) valgt fra tabellerne i PUE'en
I praksis er der situationer, hvor belastningen på det eksisterende kabel er steget kraftigt. Der er to udveje - at udskifte kablet med et andet, det kan være dyrt, eller at lægge et andet parallelt med det for at aflaste hovedkablet. I dette tilfælde falder lederens modstand, når den er tilsluttet parallelt, og varmeudviklingen falder derfor.
For at vælge tværsnittet af det andet kabel korrekt, brug tabellerne for PUE, det er vigtigt ikke at lave en fejl med definitionen af dets driftsstrøm. I denne situation vil afkølingen af kablerne være endnu bedre end den ene. Det anbefales at beregnemodstand, når to kabler er forbundet parallelt for mere præcist at bestemme deres varmeafledning.
Beregning af ledere for spændingstab
Når forbrugeren Rn er placeret i stor afstand L fra energikilden U1, opstår der et ret stort spændingsfald på ledningerne. Forbrugeren Rn modtager spænding U2 meget lavere end den oprindelige U1. I praksis virker forskelligt elektrisk udstyr, der er forbundet til ledningen parallelt, som en belastning.
For at løse problemet beregnes modstanden, når alt udstyr er parallelkoblet, så belastningsmodstanden Rn findes. Bestem derefter modstanden af linjeledningerne.
Rl=ρ 2L/S,
Her er S sektionen af linjetråden, mm2.
Dernæst bestemmes linjestrømmen: I=U1/(Rl + Rn). Når du nu kender strømmen, bestemmer du spændingsfaldet på ledningens ledninger: U=I Rl. Det er mere bekvemt at finde det som en procentdel af U1.
U%=(I Rl/U1) 100%
Anbefalet værdi på U% - ikke mere end 15%. Ovenstående beregninger gælder for enhver form for strøm.
