Площадь поперечного сечения провода

Выбору площади поперечного сечения проводов (иначе говоря, толщины) уделяется большое внимание на практике и в теории. Портал уЭлектрика расскажет чему равна площадь сечения провода и как выбрать ее правильно в случае алюминия или меди.

Расчет сечения провода по току

Калькулятор сечения проводника по силе тока

Сила тока (А): ? Введите значение силы тока, которая будет протекать по проводнику. Типичные значения: 1-30А для бытовых приборов, 32-63А для силовых линий.

Допустимые значения: от 0.1А до 1000А

Материал проводника: ? Медь имеет лучшую проводимость, но дороже алюминия. Медь рекомендуется для бытовых сетей, алюминий — для силовых линий. Медь Алюминий

Способ прокладки: ? Способ прокладки влияет на охлаждение проводника. Открытая проводка имеет лучшие условия охлаждения, а в трубе — худшие. Открытая проводка В стене (штробе) В трубе В земле

Температура окружающей среды (°C): ? Стандартные таблицы рассчитаны для температуры 25°C. При более высокой температуре допустимый ток снижается.

Допустимые значения: от -50°C до 100°C

Рассчитать сечение Очистить

Результаты расчета:

Калькулятор сечения кабеля по мощности и напряжению

Мощность (Вт): ? Мощность потребителя. Примеры: освещение 100-500Вт, бытовые приборы 500-3000Вт, силовое оборудование 3000-10000Вт.

Допустимые значения: от 1Вт до 50000Вт

Напряжение (В): ? Напряжение в сети. Для бытовых сетей обычно 220В, для промышленных — 380В, для низковольтных систем — 12В, 24В. 12В 24В 36В 220В 380В

Материал проводника: ? Медь имеет лучшую проводимость, но дороже алюминия. Медь рекомендуется для бытовых сетей, алюминий — для силовых линий. Медь Алюминий

Коэффициент мощности (cosφ): ? Характеризует долю активной мощности. Для активной нагрузки (лампы накаливания, обогреватели) = 1. Для двигателей и трансформаторов = 0.7-0.9.

Допустимые значения: от 0.1 до 1

Рассчитать сечение Очистить

Результаты расчета:

Калькулятор сечения провода по току и длине

Сила тока (А): ? Введите значение силы тока, которая будет протекать по проводнику. Типичные значения: 1-30А для бытовых приборов, 32-63А для силовых линий.

Допустимые значения: от 0.1А до 1000А

Длина кабеля (м): ? Полная длина линии в одну сторону. Для бытовых сетей обычно 5-50м, для промышленных может достигать сотен метров.

Допустимые значения: от 1м до 1000м

Напряжение (В): ? Напряжение в сети. Для бытовых сетей обычно 220В, для промышленных — 380В, для низковольтных систем — 12В, 24В. 12В 24В 36В 220В 380В

Материал проводника: ? Медь имеет лучшую проводимость, но дороже алюминия. Медь рекомендуется для бытовых сетей, алюминий — для силовых линий. Медь Алюминий

Допустимое падение напряжения (%): ? По ПУЭ допустимое падение напряжения составляет 5% для бытовых сетей. Для чувствительного оборудования рекомендуется 3-4%.

Допустимые значения: от 0.5% до 10%

Способ прокладки: ? Способ прокладки влияет на охлаждение проводника. Открытая проводка имеет лучшие условия охлаждения, а в трубе — худшие. Открытая проводка В стене (штробе) В трубе В земле

Рассчитать сечение Очистить

Результаты расчета:

Чему равна площадь сечения провода

Строго говоря, понятие “толщина” для провода используется в разговорной речи, а более научные термины – диаметр и площадь сечения. На практике толщину провода всегда характеризуют площадью сечения.

Поперечное сечение провода — это площадь, ограниченная его внешними границами, если мысленно разрезать провод перпендикулярно его оси. В большинстве случаев провода имеют круглое сечение, но существуют также провода с прямоугольным, овальным и другим сечением.

Рассчитать сечение провода на практике можно очень просто. Зная диаметр (например, измерив его штангенциркулем), можно легко вычислить площадь сечения по формуле:

S = π (D/2)², где

S – площадь сечения провода, мм2

π – 3,14

D – диаметр токопроводящей жилы провода, мм. Его можно измерить, например, штангенциркулем.

Формулу площади сечения провода можно записать в более удобном виде:

S = 0,8 D².

Поправка. Откровенно говоря, 0,8 – округленный коэффициент. Более точная формула:  π (1/2)2 = π / 4 = 0,785.

Знать площадь сечения медного провода требуется чаще, поскольку в 90% в электропроводке и электромонтаже применяется именно он. Преимущества медных проводов перед алюминиевыми – удобство в монтаже, долговечность, меньшая толщина (при том же токе).

Однако с ростом диаметра (площадь поперечного сечения провода) высокая цена медного провода съедает все его преимущества, поэтому алюминий в основном применяют там, где ток превышает значение 50 Ампер. В данном случае используют кабель с алюминиевой жилой 10 мм² и толще. Такая площадь поперечного сечения алюминиевого провода оправдана экономически на фоне меди.

Популярная площадь сечения провода

Площадь сечения проводов измеряется в квадратных миллиметрах. Самые распространенные на практике (в бытовой электрике) площади сечения: 0,75 (запрещён в стационарной проводке), 1.5, 2.5, 4 мм².

При выборе площади сечения проводов следует руководствоваться тремя основными принципами:

1. Площадь сечения провода (иначе говоря, его толщина) должна быть достаточной для прохождения через него электрического тока. Достаточной – это означает, что при прохождении максимально возможного в данном случае тока нагрев провода будет допустимым (как правило, не более 60 ⁰С)
2. Сечение провода должно быть достаточным, чтобы падение напряжения на нём не превышало допустимое значение. Это особенно актуально для длинных кабельных линий (десятки и сотни метров) и больших токов.
3. Толщина провода  и его защитная изоляция должна обеспечивать его механическую прочность, а значит надежность.

Например, для питания люстры в гостиной используются лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А). Вроде бы, вполне достаточно проводов с площадью сечения 0,5 мм²? Но какой электрик в здравом уме будет закладывать такой провод в потолочную плиту? В данном случае как правило применяют 1,5 мм².

Иногда выбор толщины провода зависит только от одного параметра – максимальной рабочей температуры. При превышении этой температуры провод и изоляция на нём начнут плавиться и разрушаться. Иначе говоря, максимальный рабочий ток для провода с определенным сечением ограничивается только  максимальной его рабочей температурой. И временем, которое сможет проработать провод в таких условиях.

Ниже дана общеизвестная таблица сечения проводов для подбора площади сечения медных проводов в зависимости от тока. Исходные данные – площадь сечения проводника.

Таблица – Площадь поперечного сечения провода в зависимости от тока и способа прокладки (Данные из 1.3.4 ПУЭ)

Сечение токо-проводящей жилы, мм2	Ток, А, для проводов, проложенных открыто	Ток, А, для одного двухжильного провода, проложенного в трубе	Ток, А, для одного трехжильного провода, проложенного в трубе
0,5	11	–	–
0,75	15	–	–
1	17	15	14
1,2	20	16	14,5
1,5	23	18	15
2	26	23	19
2,5	30	25	21
3	34	28	24
4	41	32	27
5	46	37	31
6	50	40	34
8	62	48	43
10	80	55	50
16	100	80	70
25	140	100	85
35	170	125	100
50	215	160	135
70	270	195	175
95	330	245	215
120	385	295	250

Таблица показывает, при каких токах и в каких условиях можно эксплуатировать провод данного сечения.

В таблице одножильный провод – означает, что рядом (на расстоянии менее 5 диаметров провода) не проходит больше никаких проводов. Двужильный провод – два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции. Это более тяжелый тепловой режим, поэтому максимальный ток меньше. И чем больше проводов в кабеле или пучке, тем меньше должен быть максимальный ток для каждого проводника из-за возможного взаимного нагрева. То есть «Один двужильный» – это кабель с двумя проводами, один из них – Фаза, другой – Ноль. То есть, это однофазное питание нагрузки. «Один Трехжильный» – это при трехфазном питании.

Животрепещущий пример из практики – если на розетке написано “Max.16A”, то можно для этой одной розетки проложить провод сечением 1,5мм². Но обязательно защитить розетку автоматическим выключателем на ток не более 13А, а лучше – 10А.

Чему равна площадь поперечного сечения провода из системы AWG

Есть единица измерения площади сечения (толщины) провода, применяемая в основном в США, – система AWG. Ниже представлена таблица сечений проводов по системе AWG и перевод из AWG в мм².

Таблица – Перевод сечения провода из системы AWG в метрическую

Размер сечения AWG	Диаметр, мм	Площадь сечения, мм2	Ближайший номинал, медь, мм2
1	7,348	42,4	—
2	6,544	33,6	—
3	5,827	26,7	—
4	5,189	21,2	—
5	4,621	16,8	16
6	4,115	13,3	16
7	3,665	10,5	10
8	3,264	8,37	8
9	2,906	6,63	8
10	2,588	5,26	6
11	2,305	4,17	6
12	2,053	3,31	4
13	1,828	2,62	4
14	1,628	2,08	2,5
15	1,45	1,65	2,5
16	1,291	1,31	1,5
17	1,15	1,04	1,5
18	1,024	0,823	1
19	0,912	0,653	0,75
20	0,812	0,518	0,75
21	0,723	0,41	0,5
22	0,644	0,326	0,5
23	0,573	0,258	0,25
24	0,511	0,205	0,25
25	0,455	0,162	—
26	0,405	0,129	—
27	0,361	0,102	—
28	0,321	0,081	—
29	0,286	0,0642	—
30	0,255	0,0509	—
31	0,227	0,0404	—
32	0,202	0,032	—
33	0,18	0,0254	—
34	0,16	0,0201	—
35	0,143	0,016	—
36	0,127	0,0127	—
37	0,113	0,01	—
38	0,101	0,00797	—
39	0,0897	0,00632	—
40	0,0799	0,00501	—

Выбор толщины провода и автоматического выключателя, исходя из потребляемой мощности и тока

Таблица с определением площади поперечного сечения провода в зависимости от тока и способа прокладки не совсем удобна для практики. Ведь чаще всего исходный параметр – это мощность потребителя электроэнергии, а не ток, и исходя из этого нужно выбирать провод.

Как найти ток, зная мощность? Нужно мощность Р (Вт) поделить на напряжение (В), и получим ток (А):

I = P/U

Как найти мощность, зная ток? Нужно ток (А) умножить на напряжение (В), получим мощность (Вт):

P = I U

Эти формулы – для случая активной нагрузки (потребители в жилах помещениях, типа лампочек и утюгов). Для реактивной нагрузки обычно используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (в промышленности, где работают мощные трансформаторы и электродвигатели).

Поэтому более удобна таблица, в которой исходные параметры – потребляемый ток и мощность, а искомые величины – сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.

Такая таблица выбора сечения провода, исходя из известной мощности или тока поможет в большинстве случаев. Также в правом столбце – выбор автоматического выключателя, который ставится при конкретном проводе.

Таблица – Выбор сечения провода, исходя из известной мощности или тока

Макс. мощность, кВт	Макс. ток нагрузки, А	Сечение провода, мм2	Ток автомата, А
1	4.5	1	4-6
2	9.1	1.5	10
3	13.6	2.5	16
4	18.2	2.5	20
5	22.7	4	25
6	27.3	4	32
7	31.8	4	32
8	36.4	6	40
9	40.9	6	50
10	45.5	10	50
11	50.0	10	50
12	54.5	16	63
13	59.1	16	63
14	63.6	16	80
15	68.2	25	80
16	72.7	25	80
17	77.3	25	80

Глядя в табличку, можно легко выбрать сечение провода по току, либо сечение провода по мощности, а также – выбрать автоматический выключатель под данную нагрузку.

В вышепредставленной таблице площадь поперечного сечения провода приведена для следующего случая:

• Одна фаза, напряжение 220 В.
• Температура окружающей среды +30 С.
• Прокладка в воздухе или коробе (в закрытом пространстве).
• Провод трехжильный, в общей изоляции (кабель).
• Используется наиболее распространенная  система TN-S с отдельным проводом заземления.
• Достижение потребителем максимальной мощности – крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий.

Если температура окружающей среды будет на 20 С выше, или в жгуте будет несколько кабелей, то рекомендуется выбрать большее сечение (следующее из ряда). Особенно это касается тех случаев, когда значение рабочего тока близко к максимальному.

Вообще, при любых спорных и сомнительных моментах нужно либо увеличивать толщину проводов, либо более детально подойти к выбору – точно подсчитывать нагрузку по формулам. Такими сомнительными моментами могут быть:

• возможное в будущем увеличение нагрузки;
• большие пусковые токи;
• большие перепады температур (электрический провод на солнце);
• пожароопасные помещения.

Толщину провода можно узнать не только из справочных данных. Существует эмпирическое (полученное опытным путем) правило: Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.

Это правило дается без запаса, впритык, поэтому полученный результат необходимо округлять в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, ток 32 Ампер. Нужен провод сечением 32/10 = 3,2 мм². Выбираем ближайший (естественно, в бОльшую сторону) – 4 мм². Как видно, это правило вполне укладывается в табличные данные.

Важное замечание. Это правило работает хорошо для токов до 40 Ампер. Если токи больше (это уже за пределами обычной квартиры или дома, такие токи на вводе) – надо выбирать провод с ещё большим запасом – делить не на 10, а на 8 (до 80 А)

То же правило можно озвучить для поиска максимального тока через медный провод при известной его площади: Максимальный ток равен площади сечения умножить на 10.

Площадь поперечного сечения алюминиевого провода

Алюминий пропускает ток хуже, чем медь. Этого знать достаточно, но вот немного цифр. Для алюминия (того же сечения, что и медный провод) при токах до 32 А максимальный ток будет меньше, чем для меди всего на 20%. При токах до 80 А алюминий пропускает ток хуже на 30%.

Для алюминия эмпирическое правило будет таким: Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения умножить на 6.

Таблица – Площадь поперечного сечения алюминиевого провода в зависимости от силы тока

Сечение, мм²	Макс. ток, А (алюминий)
0.5	4
0.75	6
1.0	8
1.5	13
2.5	19
4.0	26
6.0	34
10.0	44
16.0	57
25.0	80
35.0	100

Заключение

Площадь поперечного сечения провода — один из важнейших параметров в электротехнике и электропроводке. Он определяет проводимость тока, сопротивление, нагрев и допустимую нагрузку. Если неправильно выбрать сечение провода, то это может привести к перегреву, потерям напряжения и даже пожару. Площадь поперечного сечения кабеля определяет его способность проводить ток. Медные провода имеют лучшее соотношение проводимости и прочности. Алюминиевые кабели дешевле и легче, но требуют большего сечения. Стальные и вольфрамовые используются в специализированных задачах.