Надежность электрических соединений, электро-проводки, электропроводки. Нагрев проводов. Нагревание. Сопротивление. Закон Ома. Греются, нагреваются. Надежно соединим.

Выполняем электропроводку надежно. Что влияет на надежность электропроводки, электрических соединений? Электрическое сопротивление. Нагрев проводов и закон Ома. Почему нагреваются провода и греются места соединений. (10+)

Самоучитель электрика - Надежность электрических соединений

Оглавление :: Поиск

Закон Ома и надежность электрических соединений

Введем понятие сопротивления электрическому току. Сопротивление определяет, насколько материал препятствует прохождению электрического тока. Чем больше сопротивление, тем больше нужно напряжение, чтобы обеспечить нужный ток.

Закон Ома говорит нам, что сила электрического тока равна напряжению, деленному на сопротивление. Закон Ома верен, как для постоянного тока, так и для переменного, как для действующего значения напряжения и тока, так и для амплитудного.

Сопротивление измеряется в Омах. Через проводник сопротивлением 1 Ом при напряжении в 1 В протекает ток 1 А.

Из закона Ома есть два интересных следствия. Если мы знаем силу тока, протекающего через цепь, и сопротивление цепи, то можем посчитать мощность, которая в этой цепи выделяется. Она равна квадрату силы тока, умноженному на сопротивление (для переменного тока имеется в виду действующее значение силы тока).

Если мы знаем сопротивление цепи и напряжение, к ней приложенное, то можем посчитать мощность, которая в этой цепи выделяется. Она равна квадрату напряжения, поделенному на сопротивление (для переменного тока имеется в виду действующее значение напряжения).

Так лампочка 100 Вт, рассчитанная на 220 вольт, имеет сопротивление 484 Ом. А нагреватель на 2.2 кВт - 22 Ом.

Обращу Ваше внимание, что для вычисления мощности нужно брать не напряжение сети, а напряжение, приложенное к тому проводнику, по которому протекает ток, и мощность, рассеиваемую которым мы хотим вычислить. Например, если у нас электронагреватель включен в сеть через удлинитель, то сетевое напряжение будет приложено к нагревателю и проводам удлинителя. Так что на проводах удлинителя будет падать некоторое небольшое напряжение. В результате провода будут нагреваться. На них будет выделяться тепловая мощность. Она будет много меньше, чем мощность нагревателя, хотя сила тока в проводах равна силе тока в нагревателе, потому что к нагревателю будет приложена основная часть напряжения сети, а к проводам - его маленькая доля.

Понятно, что мы не хотим, чтобы провода и места их соединения сильно грелись. Именно перегрев проводников приводит к проблемам с электропроводкой. Провод нагревается. На нем начинает плавиться изоляция. Происходит короткое замыкание. Сила тока возрастает до очень высоких значений. Происходит либо отключение автоматики, если она исправна, либо пожар. Насколько сильно нагреется провод, зависит от силы тока через него и его электрического сопротивления. Мощность ведь равна квадрату силы тока, умноженному на сопротивление. Чем толще провод, тем меньше у него сопротивление, и тем меньше он греется. Так что, чем больше нам нужен ток, тем толще нужен провод.

Высказанное соображение верно только для проводов, имеющих некоторое сопротивление. По даже очень тонким проводам из сверхпроводящих материалов, сопротивление которых равно нулю, можно пропускать очень большие токи. Но сверхпроводящие провода для бытового использования пока недоступны. Эффект сверхпроводимости возникает при довольно низких температурах. Так что будем ориентироваться на традиционные. Хотя в промышленности сверхпроводники получают все большее распространение.

В разных странах стандарты разнятся. Допустимая плотность тока может по разным стандартам быть от 3 до 10 А на квадратный миллиметр сечения провода. Я для себя установил стандарт 5 А на квадратный миллиметр. Проблем пока не было.

Но главная проблема кроется не в самом проводе, а в местах его соединения. Электрическое сопротивление мест соединения проводов может в десятки раз превышать сопротивление самого провода. Причем это сопротивление имеет тенденцию возрастать со временем по мере окисления скрученных проводников. Именно места соединений являются основным источником проблем. Особенно опасно соединение проводников из разных металлов. Не вдаваясь в подробности скажу, что в местах соединений разных материалов окисление идет в десятки раз быстрее, чем при соединении проводников из одного материала.

Наиболее распространенные места соединений:

• Скрутки проводов в распределительных коробках
• Клеммы выключателей и розеток
• Зажимные контакты автоматов
• Зажимные контакты в распределительных щитках
• Разъемные соединения, в том числе вилки и розетки

Именно на эти места нужно обратить внимание при выполнении проводки. Они должны быть доступны для контроля и ремонта. Я стараюсь все соединения проводов выполнять пайкой. Специалисты не рекомендуют выполнять пайку сетевых проводов, так как повреждается изоляция в местах нагрева провода паяльником. Но сейчас есть очень хорошие флюсы. Если паять хорошо разогретым паяльником хорошо подготовленные провода (зачищенные, смоченные флюсом, скрепленные вместе), то пайка выполняется буквально за секунду. Провод не успевает сильно нагреться на достаточную длину. А само место пайки после остывания тщательно изолируется с захлестом на изоляцию проводов, которая могла повредиться при пайке. Так я выполнял проводку, которая потом эксплуатировалась в очень суровых условиях, подвергалась механическим воздействиям, находилась во влажных и относительно агрессивных средах, пропускала ток, близкий к предельно допустимому для такого сечения провода. Нареканий проводка не вызвала ни разу.

С помощью пайки можно безопасно соединять провода из разных материалов, например, медный и алюминиевый провод. Об этом подробнее в статье о соединении проводов из разных металлов.

Выбирая выключатели, розетки, клеммы, блоки контактов, обратите самое пристальное внимание, на какую силу тока и условия эксплуатации они рассчитаны. Пригодны ли они для эксплуатации в тех условиях, в которых Вы хотите их использовать. Например, подходят ли они для влажных помещений, для открытого воздуха, для закладки в грунт, для скрытого монтажа и т. д.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: Поиск

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Задать вопрос электрику онлайн Здесь Вы можете спросить меня про электропроводку, электрику и другие тонкости электромонтажа. Читать дальше...