Сечение кабеля: как посчитать? Формула расчета с примерами

Проводка – одна из самых важных и ключевых систем обеспечения любого жилого и коммерческого помещения. Проблема большей доли рынка вторичного жилья – старая проводка, которая не предназначена для нагрузки современных приборов. Еще одна распространенная проблема – некачественная работа строителей и их экономия на сечении провода: ведь чем меньше сечение, тем дешевле обходится проводка. Но экономия на проводке - это недопустимая ошибка, которая может обернуться в потребность полной замены проводки в том случае, если она сгорит. Первым делом перед заменой проводки необходимо найти площадь сечения проводника: как это сделать и что для этого необходимо – читайте далее.

Разновидности проводов

Провода, так же как и другие строительные материалы, имеют целый ряд отличий: по цене, качеству, материалу жилы, оболочки, толщине и сечению. Если говорить в общем, то наиболее важными являются три параметра:

Материал жилы может быть как сплавом металлов, так и отдельной составляющей, например, это может быть медь или алюминий.
От материала оболочки зависят возможности эксплуатации провода: наиболее качественным материалом является силикон, который не боится сгибаний, и устойчив к сильным морозам. Для прокладки в стенах подойдут и обычные провода с оболочкой из поливинилхлорида. Эти провода имеют хорошие показатели по гибкости и износостойкости, а также стоят дешевле.
Сечение провода – один из наиболее важных параметров. От сечения провода зависят основные характеристики провода, а именно какой ток сможет выдержать кабель. Чем толще провод – тем больший ток сможет он выдержать. Очень важно правильно рассчитать необходимое сечение провода, так как при его приобретении можно либо недоплатить, либо переплатить.

Далее будет рассмотрено, как считать сечение кабеля, но для начала следует определить, зачем это может понадобиться.

Типичные проблемы при неправильном выборе провода

Достаточно распространенная и неправильная ошибка – брать провод «на глаз» или «любой провод, чтобы лампочку подключить». Ведь продавец может не уточнить, какие лампочки покупатель использует, и продать ему кабель для Led-лампы. И если попробовать подключить лампу накаливания к такому проводу, то он, скорее всего, обгорит.

То же самое касается и старых домов: чаще всего в них проложена проводка, не предназначенная для подключения современных нагрузок. Поэтому в таких домах часто сгорают либо «пробки», либо сами провода.

Из-за чего сгорает проводка

Это связано с характеристиками сечения: чем оно больше, тем больший ток способен транспортировать этот провод. Так как Led‑лампы потребляют в несколько раз меньше электричества, то и сечение провода можно уменьшить. Но если к такому проводу подключить обычную лампу накаливания – провод начнет нагреваться из-за повышенной нагрузки, и со временем оболочка может прийти в негодность, что приведет к короткому замыканию.

Именно по этой причине рекомендуется заранее побеспокоиться и изучить данный вопрос. Ведь короткое замыкание может привести к более серьезным последствиям – например, к пожару, который начнется от электросилового узла в квартире/доме.

В каких ситуациях необходимо менять проводку

Могут возникнуть различные причины, по которым необходимо перебирать и прокладывать новую проводку:

Проводка в помещении устаревшая и не рассчитана под высокие нагрузки.
При сверлении стен был задет участок проводки, что привело к ее повреждению.
Проводка сгорела из-за подключения чрезмерно высокой нагрузки.
Необходимость удлинения проводки, монтажа новых розеток.

Могут быть и другие причины, по которой могла появиться потребность в прокладке новых проводов. Но вне зависимости от причины необходимо знать, как правильно считать сечение кабеля. Ведь, как было указано ранее, даже малейшая ошибка может привести к короткому замыканию.

Как посчитать сечение провода

По законам физики, ток, протекая по проводу, нагревает его. И чем большую нагрузку вы подключаете к проводу, тем сильнее он нагревается. Рассмотрим данный процесс с помощью формулы:

I = U / R,

где I – сила тока, протекающего по проводу; U – напряжение в сети; R – сопротивление.

Соответственно, чем большее сопротивление подключить в цепь, тем больше нагревается провод.

Как тогда посчитать сечение подходящего провода? Очень просто, и по следующей формуле:

S = p * L / R,

где p - удельное сопротивление проводника; L - длина проводника; R – электрическое сопротивление проводника.

Таким образом, можно сделать следующий вывод: чем меньше площадь сечения кабеля, тем выше его сопротивление, и тем больше он нагревается.

Также следует принять во внимание погрешность, она хоть и не большая, но рекомендуется прокладывать кабель на 10-15 % больше ожидаемой нагрузки. Это необходимо в тех целях, если нужно будет запустить сразу несколько мощных приборов в одном помещении.

Ошибки, которые можно допустить при покупке провода

Даже несмотря на знания многих людей о том, как можно высчитать сечение провода, они допускают ошибки при его покупке. И либо приобретают провод недостаточного диаметра (из-за ошибок в расчетах), либо берут провод излишнего диаметра, переживая за большую погрешность в расчетах.

В случае с проводом недостаточного сечения он может в любой момент перегореть. Но не стоит также делать большой акцент на погрешности и «на всякий случай» покупать провод намного большего диаметра, так как можно сильно переплатить и получить ряд трудностей, связанных с монтажом.

Влияние материала проводника и его длины на нагрев кабеля

Предположим, вы разобрались, как правильно посчитать сечение кабеля, и подставили определенные цифры сопротивления. Однако этих данных недостаточно, так как на нагрев проводов влияет не только требуемая нагрузка, но и сопротивление материала, по которому течет ток, а также его длина.

Достаточно просто подставить цифры и правильно посчитать сечение кабеля, но как посчитать нагрев и потери проводов? Один из важных критериев – сопротивление провода, в данном случае удельное. Например, у алюминия данный показатель выше, чем у меди – следовательно, алюминий сам по себе нагревается больше меди, что требует покупки алюминиевого провода большего диаметра, для подключения к той же нагрузке.

Еще один важный параметр – длина провода, так как слишком длинный проводник может привести к потерям тока. В данном случае помогает увеличение сечения провода: это позволяет компенсировать потери, которые не должны превышать 5 % от начальных параметров.

Как посчитать сечение кабеля: пример

Попробуем найти диаметр провода, который необходим для подключения к сети небольшой нагрузки. Для начала определим потери электричества – они должны составлять не более 5 %.

Формула: dU = 0,005 * 220 = 11 Вольт.
Отсюда высчитываем R = dU / I = 11 / 36 = 0,31 Ом.
Таким образом, получив эти данные, высчитывает необходимое сечение провода (для меди): S = p * L / R = 0,0175 (удельное сопротивление меди) * 40 (длина кабеля) * 0,31 (электрическое сопротивление) = 2,25 мм².

Таким образом, мы определили, как правильно посчитать сечение кабеля, чем может грозить неправильный расчет и в каких случаях необходимо менять проводку. Также не стоит забывать, в каком именно месте она проложена: достаточно распространенное явление, что жильцы забывают о ней во время сверления монтажных отверстий и при установке натяжных потолков. И всего одно небольшое отверстие может повлечь за собой необходимость в его расширении и починке поврежденного участка цепи с помощью клемм.