Многие энтузиасты DIY должны в конечном итоге бороться с электрической проводкой в некоторой степени. Спуск в эту кроличье дыру часто начинается с фундаментального вопроса: что именно такое проводной датчик и почему это имеет значение? Проводной датчик, обычно измеряемый в AWG (американский проводной датчик) по всей Северной Америке, представляет собой измерение толщины или, точнее, диаметра проводящего элемента внутри провода. Диаметр или площадь поперечного сечения проводника имеют значение, потому что в конечном итоге он определяет количество тока, которое можно безопасно переносить через проволоку.
Стандарт AWG немного противоречит интуитивнологии, потому что более тонкие провода имеют больший номер AWG, тогда как обратное верно для более толстого разнообразия. Это означает, что 4 AWG -провод более тяжелее, шире и способен переносить гораздо большее количество тока по сравнению с 8 -м аналогом AWG. Смущая номенклатура происходит от процесса производства проволоки XIX века, в котором провод стандартного диаметра уменьшается до желаемого размера, протягивая его через серию постепенно меньших штампов. Чем больше число AWG, тем меньше диаметр матрицы, что также заставляет провод, нарисованный из него, в конечном итоге быть более тонким.
Стандартные размеры проводов AWG могут варьироваться от самого большого 000 проводов AWG, который размером составляет 0,46 дюйма до чего -то до 36 AWG, что в геометрически меньше диаметром 0,005 дюйма. Стандарт выходит за рамки 36 AWG, но необычно иметь провода более тонкие, чем 32 AWG, даже для самых маленьких проектов электроники.
Зачем беспокоиться о разных размерах проводов?
Электрическое сопротивление проволоки увеличивается с площадью поперечного сечения, тогда как его амбулетность (или несущая способность) уменьшается с той же мерой. С практической точки зрения, использование низкоразмерного кабеля для питания устройства, привлеченного большого количества тока, приведет к перегреву провода, а самоустроение до неисправности из -за недостаточной силы. В крайних случаях проводник может стать достаточно горячим, чтобы зажечь изоляцию и стать пожарной опасностью.
Вот почему провода оцениваются, чтобы переносить определенное количество максимального тока, которое уменьшается с номером AWG и увеличивается с площадью поперечного сечения. Например, кабель 4 AWG оценивается в достаточном 70А, тогда как 22 -й кабель AWG может нести только максимум 3А безопасно при 60 ° C. Подражающие мощности приборы, такие как блоки HVAC и электромобильные зарядные устройства, требуют толстого питательного кабеля (от 6 AWG до 4 AWG) для обработки электрических нагрузок, превышающих 30А без перегрева.
В то время как кабель 4 AWG имеет достаточное количество усиленности, чтобы справиться практически ко всему, тратить медь все равно дорого. Поскольку кабели с грубыми большими размерами также вряд ли будут соответствовать кабельным каналам и электрическим панелям, определение размера проводов является необходимым в автомобильных и аэрокосмических приложениях, где каждый грамм и миллиметровый подсчитывает. Между тем, более тонкие электрические кабели не только гибкие, но и оставляют достаточно места, чтобы улучшить поток воздуха.
Хороший инженер вычисляет электрическую нагрузку системы и использует эти данные для выбора электрических проводов с правильной толщиной для безопасного питания системы.
Как оптимально размер электрических проводов
Определение электрических проводов точно является серьезным бизнесом, когда вы пытаетесь найти зону Златовласка между эффективным использованием меди на одном конце спектра и бушующим электрическим огнем на другой крайности. К счастью, выбор математики, лежащий в основе математики, является простым вопросом, чтобы добавить общую электрическую нагрузку, чтобы вычислить общий ток, который, как ожидается, будет нести провод.
Например, определение размера кабеля питания на кухонную цепь требует расчета коллективного максимального рисования мощности всех кухонных приборов в цепи. Та же самая логика относится к меньшему применению постоянного тока, такого как беспилотник FPV, где определение манометра кабеля аккумулятора является вопросом расчета кумулятивной максимальной мощности двигателей, питающих корабль.
Следующий шаг включает в себя расчет максимального тока, который, как ожидается, будет проходить через рассматриваемый проволоку. Это достигается путем деления общего расчетного рисунка на напряжение цепи. Давайте рассмотрим пример типичного 3,5-дюймового фристайла Drone FPV, питаемого 16-вольтовой батареей Lipo, которая обычно привлекает максимум 800 Вт. Это дает нам требование тока 50А для наших батареи.
Тем не менее, наша работа не заканчивается при выборе проводного датчика, оцененного по вашему максимальному требованию тока. В реальном мире широкий спектр факторов, начиная от свойств материала самой проволоки до переменных окружающей среды, регулируемых характером развертывания, определяют размер и выбор кабеля. Давайте поближе посмотрим на то, как это работает.
Как проводной датчик влияет на падение напряжения
Ожидается, что оборудование, подключенное к электрическим кабелям, будет поставляться с напряжением в определенном указанном диапазоне. Упадение или превышение этого узкого диапазона напряжений питания приводит к неприятным последствиям. Ошибки при выборе кабеля часто приводят к падениям напряжения, что может вызвать проблемы, варьирующиеся от тумбочных огней и неэффективных обогревателей до неисправности электроники и сжигающих двигателей. Вот почему инженерные органы, такие как IEEE, устанавливают максимальный порог для падения напряжения на 2,5% от напряжения питания в любой точке схемы.
Знание факторов, вызывающих падение напряжения, является ключом к выяснению, как оставаться в пределах порога капли безопасного напряжения. Электрическая проводимость материала, используемого в кабеле, является ключевым фактором, регулирующим падение напряжения. Более высокая проводимость медных проводов позволяет им испытывать снижение падения напряжения по сравнению с их алюминиевыми аналогами.
Тем не менее, этот подход является спорным для практических целей, потому что в большинстве электронных схем и жилых, а также коммерческих электрических цепей используются медные провода. Когда проволочный материал остается неизменным, увеличение площади поперечного сечения является одним из способов смягчения падения напряжения. Последующее снижение электрического сопротивления, обеспечиваемого проводом более крупного калибра, также снижает серьезность падения напряжения, испытываемого подключенными нагрузками.
Общая длина прогона кабеля является еще одним ключевым фактором, влияющим на сопротивление, и, следовательно, также падение напряжения. Оптимизация электрической схемы для минимизации прогонов проводки позволяет легко достичь ваших целей с падением напряжения. Решение о том, увеличить ли проводной датчик и/или уменьшить длину кабеля — и сколько лучше — лучше всего выполнять с помощью калькулятора падения напряжения.
Что такое переключения и как это влияет на выбор проводной датчика?
Выбор правого проводного датчика не заканчивается при расчете падения напряжения и параметров усиления. Различные факторы окружающей среды, регулируемые характером применения, часто требуют радикальных изменений типа и толщины проводов, необходимых для обеспечения безопасной доставки энергии. Температурные перебои часто применяются к электрическим применениям, таким как электрические кабели, проходящие через чердак, или те, которые расположены в отсеке двигателя, потому что способность проводов, несущая ток, уменьшается с повышением рабочей температуры окружающей среды.
Converse также правда. Например, быстрые летающие беспилотники FPV часто используют относительно тонкие провода, чтобы переносить огромное количество тока из батарей Lipo с высокой дискретией из-за достаточного охлаждения, доступного, когда эти дроны прорезают воздух. В то время как вы можете ссылаться на таблицы Национального электрического кода (NEC) для вычисления таких температурных переключений, бесплатные онлайн -калькуляторы позволяют легко рассчитать эффективную амбулетность путем удара в соответствующих параметрах, таких как оценка температуры изоляции, температура окружающей среды и количество нитей в проводе.
Пространственные ограничения на объединение проводников на гоночной трассе также способствуют переключениям усиленности. NEC препятствует прохождению более трех проводников с текущим новом через гоночную дорожку, кабель или похоронен на земле. Превышение этого числа ограничивает кабели до 80% от их оценивающейся амбиции для пучков от четырех до шести проводников, при этом 7-9 пучков проводника, которые могут быть заброшены дополнительными 10%. Таким образом, ваш выбор кабельного датчика должен быть смягчен этими перерывами в окружающей среде, а дополнительно от 20 до 30% запасных запасных запасных условий для обеспечения безопасности и будущего расширения.
