Hogyan ne gyújtson elektromos tüzet: Huzalmérők kiszámítása a következő barkácsprojekthez

A legtöbb hobbi számára a vezetékválasztás a projekttervezés nem megfelelő szempontja. A túl vékony vezeték használata katasztrofális következményekkel járhat, a gyenge teljesítményt okozó feszültségeséstől az elektromos tüzekig.

Fontossága ellenére a vastagabb huzal drágább. Tehát a hobbibarátok gyakran spórolnak ezen az anyagon.

Célunk, hogy megtaláljuk a használható legvékonyabb vezetéket, miközben a feszültségesést ésszerű határon tartjuk, és elkerüljük az elektromos tűz kockázatát.

Ha időt szánunk a matematikára, rengeteg munkától kíméljük meg magunkat az úton. Merüljünk el!

Villany kibontása, Vízvezetékkel

Az elektromosságot nehéz elképzelni, ezért nézzünk egy klasszikus metaforát az elektromosság megértéséhez. A vezetékben lévő elektronok helyett képzelje el a vizet a csőben:

• Jelenlegi lenne a víz a csőben.
• Feszültség az a nyomás, amely a vizet átnyomja a csövön.
• Ellenállás maga a cső átmérője lenne.

Ez a metafora sok szempontból tökéletes a huzalmérőkről való gondolkodáshoz. Hasonlóan a cső átmérőjéhez, a vezeték átmérője egyenesen arányos a belső ellenállásával. Minél kevesebb hely van az elektromos áram (vagy a víz) áramlására, annál nagyobb lesz az ellenállása az áramlásnak.

Ha visszagondolunk a vízzel teli csőre, mi történne, ha megpróbálnánk 100 liter vizet erőltetni egy olyan csőbe, amelybe csak egy liter fér bele? Elképzelheti, hogy nagyon gyorsan telefonálunk a vízvezeték-szerelővel, mert az a cső elrepedt volna!

Hasonló jelenség lép fel, amikor túl sok áramot próbálunk levezetni egy túl vékony vezetéken; csak a víz kifolyása helyett a vezeték túlmelegszik és megolvad. Ha elég nagy feszültség nyomja ezt az áramot, ez az olvadt vezeték nagyon gyorsan elektromos tüzet okozhat.

Ne aggódjon, ha már megvásárolta a vezetékeket, és azok nem felelnek meg az Ön igényeinek; tudsz használja őket számos szórakoztató barkácsprojekthez.

Feszültségesés, és miért tehet tönkre egy áramkört a túl sok?

Bármely egyenáramú elektromos áramkörben feszültségesést tapasztalunk; ez az áramkörök alapszabálya. A probléma azonban akkor merül fel, ha túl sok feszültség veszett el, különösen magának a vezetéknek az ellenállása miatt.

Ha újra a csöveinkre gondolunk, képzeljünk el egy nagyon nagy cső szűkületét egy sokkal kisebbre. Hirtelen lelassul a vízfolyásunk, és csökken a nyomás a víz mögött. Ez a lelassult víz nem rendelkezik olyan nyomással, hogy elforgatja a vízikereket, és ezért csökkent a teljesítményünk.

Tehát egy sokkal kisebb vízikerék használata nélkül úgy tűnik, hogy nagyobb csöveket kell használnunk. Ez lehetővé tenné, hogy a víz viszonylag akadálytalanul folyhasson, és a nyomás elég magas maradjon ahhoz, hogy elfordítsa a kerekünket.

Áttérve a vezetékekre és az elektronokra, az ötlet nagyjából ugyanaz! Elektromos értelemben ezt nagyon könnyen megmagyarázhatjuk a fizika egyik alapvető törvényével, az Ohm-törvénnyel:

Az Ohm törvénye határozza meg az áram, a feszültség és az ellenállás közötti összefüggéseket. Az egyenáramú áramkörben az áramunk végig állandó, de a feszültségünk és az ellenállásunk fordítottan viszonyul egymáshoz.

Egyszerűbben fogalmazva: az ellenállás növekedésével a feszültség csökken.

Hogy ezt a valós alkalmazásunkban is megvalósítsuk: ahogy a vezetékek kisebbek, az ellenállásuk növekszik. Ezért, ahogy a vezetékek kisebbek, a feszültség csökken rajtuk, ahogyan a vékonyabb csövek csökkentik a víz áramlását!

Ennélfogva vastagabb vezetékek használata az áramkörben lehetővé teszi, hogy a feszültséget ott alkalmazzák, ahol szükséges – és nem pazarolják el a vezetékellenállást.

Az optimális vezetékmérő kiszámítása

Messze a legjobb módja annak, hogy kitaláljuk a vezeték mérőeszközét, ha egy online számológépet használunk; ezek az alkalmazások lehetővé teszik a felhasználók számára a feszültség, amper (áram), a vezetékek hosszának és a megengedett feszültségesésnek a bevitelét. A számok összepréselése után a számológép kiadja az adott huzalfutáshoz optimális huzalmérőt.

A legtöbb alkalmazásnál három százalék körüli feszültségesés megengedhető – ennél bármi több, és az érzékenyebb elektronikus berendezések hibásan működhetnek.

Mindig a készülékünk lehetséges maximális áramfelvételét szeretnénk használni – ez általában rá van írva az eszközre. Bár valószínű, hogy nem lesz tartós áramfelvétele ekkora értékkel, meg kell győződnünk arról, hogy védve vagyunk az áramcsúcsoktól.

Íme egy példa egy online huzalmérő számológépre, amely a címen található vezetékméretszámoló.net:

Amint láthatja, ez a számológép további változó bevitelt is lehetővé tesz, például a hőbesorolást szigetelés, milyen vezetőből készülnek a vezetékek, és milyen típusú vezetéket helyeznek el ba.

Ebben a példában a minimális biztonságos huzalvastagságot 3 American Wire Gauge (AWG) kaptuk.

A biztonság kedvéért mindig az a legjobb gyakorlat, ha eggyel vagy kettővel túlméretezzük a vezetékeket, így végül 2/0 AWG vezetéket kapunk. Megjegyzés: a huzalszelvény szabványa teljesen elmaradott; minél vastagabb a vezeték, annál kisebb a huzalmérő! Tehát a 2/0 AWG valójában vastagabb huzal, mint a 3 AWG.

Összefüggő: Számolja ki villamosenergia-költségét ezekkel a praktikus eszközökkel

Melyik vezetéket válasszam?

A huzalhosszon kívül a többi figyelembe veendő változó a szálak száma – pl. hány huzalszál alkotja a kábelt – és a huzalanyagot.

Alapszabály, hogy több huzalszál nagyobb rugalmasságot biztosít. Ha szűk helyen vezeti a vezetéket, érdemes lenne nagyobb szálszámra beruházni.

Ami a huzal tényleges anyagát illeti, a legtöbb alkalmazásnál a réz a szabvány, bár alumínium is használható.

A legfontosabb dolog, amit emlékezni kell, a következetesség. Ha rézcsatlakozókat használ, és az áramkör más részein rézhuzalt használ, használjon rézhuzalt. Az anyagok keverése és összeillesztése korrózióhoz és a csatlakozók töréséhez vezethet, mivel az anyagok különböző mértékben tágulnak és zsugorodnak.

Összefüggő: Nem csak forrasztás: Különféle módszerek a vezetékek csatlakoztatására, magyarázat

Pénzt takaríthat meg és biztonságban maradhat

Néhány változót figyelembe kell venni, amikor kiválasztja a megfelelő vezetéket a felépítéséhez. Az elektromosság első számú szabálya azonban az, hogy ha kényelmetlenül érzi magát, hívjon szakembert.

Ellenkező esetben számítsa ki a vezetékmérőt a maximális áramerősség alapján, amelyet át akar vezetni, vásároljon ettől egy mérettel nagyobb vezetéket, és építsen! Mindig ügyeljen az anyag konzisztenciájára a vezetékek és a csatlakozók között, és számoljon!

Egy kis előregondolással minden tűzveszélyt elolthat, és megtakaríthat magának néhány dollárt.

Mi a különbség a soros és a párhuzamos áramkörök között?

Tudjon meg többet a különböző típusú elektronikus áramkörökről magyarázó útmutatónkban.

Olvassa el a következőt

A szerzőről