Come determinare la sezione trasversale di un filo in base al diametro e viceversa: tabelle già pronte e formule di calcolo
I cavi sono ampiamente utilizzati nel campo delle reti elettriche per vari scopi.A prima vista, il trasporto di energia attraverso cavi e fili sembra semplice e comprensibile.
Tuttavia, per garantire il funzionamento sicuro del cablaggio elettrico, è necessario tenere conto di una serie di sfumature importanti durante la progettazione e la disposizione delle reti elettriche. Uno di questi dettagli è la capacità di calcolare correttamente la sezione trasversale di un filo in base al diametro, poiché il limite della corrente consentita che scorre attraverso il conduttore dipende dall'accuratezza della determinazione.
Come determinare la sezione trasversale o il diametro, c'è una differenza tra questi parametri? Proviamo a capirlo nell'articolo. Inoltre, abbiamo preparato tabelle riassuntive che ti aiuteranno a scegliere un conduttore in base alle condizioni di installazione della rete elettrica, al materiale del nucleo del cavo e alle caratteristiche di potenza delle unità collegate.
Il contenuto dell'articolo:
Necessità e modalità di calcolo
La corrente elettrica alimenta un'ampia varietà di apparecchiature con diversi livelli di potenza. E la gamma di potenza è molto ampia.
Ogni singolo apparecchio elettrico rappresenta un carico, a seconda della grandezza del quale è richiesta una fornitura di corrente di una certa intensità.
La quantità di corrente richiesta per il carico richiesto può essere fatta passare attraverso fili di diversi diametri (sezioni).
Ma quando la sezione del conduttore è insufficiente per far passare una determinata quantità di corrente, si verifica l'effetto di aumento della resistenza. Di conseguenza, si nota il riscaldamento del filo (cavo).
Se si ignora questo fenomeno e si continua a far passare corrente, esiste il pericolo reale di riscaldarsi fino al punto di incendio. Questa situazione minaccia una grave emergenza. Ecco perché è necessario prestare maggiore attenzione ai calcoli e alla selezione dei circuiti di trasmissione della corrente al carico.
Calcolo corretto, selezione competente cavi e fili ha un effetto positivo sul funzionamento delle apparecchiature che fungono da carico.
Quindi, oltre al fattore di sicurezza, il calcolo delle sezioni trasversali del cavo elettrico per diametro o viceversa è un'azione obbligatoria dal punto di vista del funzionamento efficiente delle macchine elettriche.
Determinazione del diametro del nucleo del conduttore
In realtà questa operazione può essere eseguita con una semplice misurazione lineare. Per misurazioni accurate si consiglia di utilizzare uno strumento di punta, come un calibro o, meglio ancora, un micrometro.
Un risultato di precisione relativamente basso, ma abbastanza accettabile per molte applicazioni di fili, si ottiene misurando il diametro con un normale righello.
Naturalmente la misurazione va effettuata nello stato di conduttore nudo, cioè prima il rivestimento isolante viene rimosso.
Del resto anche il rivestimento isolante, ad esempio di un filo di rame, è considerato un sottile strato di vernice spruzzata, che deve essere rimosso anche quando è necessario un calcolo molto preciso.
Esiste un metodo “domestico” per misurare il diametro, adatto nei casi in cui non sono disponibili strumenti di misurazione puntuale. Per utilizzare questo metodo avrai bisogno di un cacciavite da elettricista e di un righello scolastico.
Il conduttore per la misurazione viene prima privato dell'isolamento, dopodiché viene avvolto strettamente per accendere l'asta del cacciavite. Di solito vengono avvolti dieci giri, un numero conveniente per i calcoli matematici.
Successivamente, la bobina avvolta sull'asta del cacciavite viene misurata con un righello dal primo all'ultimo giro. Il valore risultante sul righello deve essere diviso per il numero di giri (in questo caso 6). Il risultato di questo semplice calcolo sarà il diametro del nucleo del filo.
Calcolo della sezione trasversale di un filo elettrico
Per determinare il valore della sezione trasversale del nucleo del conduttore, dovrai utilizzare una formulazione matematica.
In sostanza, la sezione trasversale di un nucleo conduttore è l'area della sezione trasversale, ovvero l'area di un cerchio. Il cui diametro è determinato dal metodo sopra descritto.
In base al valore del diametro è facile ottenere il valore del raggio dividendo il diametro a metà.
In realtà, dovrai aggiungere la costante “π” (3.14) ai dati ottenuti, dopodiché potrai calcolare il valore della sezione trasversale utilizzando una delle formule:
S = π*R2 O S = π/4*D2,
Dove:
- D — diametro;
- R — raggio;
- S - sezione trasversale;
- π è una costante corrispondente a 3.14.
Queste formule classiche vengono utilizzate anche per determinare la sezione trasversale dei conduttori a trefolo. La strategia di calcolo rimane praticamente invariata, ad eccezione di alcuni dettagli.
In particolare, inizialmente viene calcolata la sezione trasversale di un nucleo di un fascio, dopodiché il risultato risultante viene moltiplicato per il numero totale di nuclei.
Perché dovrebbe essere considerato un fattore importante? definizione della sezione? Un punto ovvio correlato direttamente alla legge di Joule-Lenz è perché il parametro della sezione trasversale del conduttore determina il limite della corrente ammissibile che scorre attraverso questo conduttore.
Determinazione del diametro per sezione
Mediante calcolo matematico è possibile determinare il diametro del nucleo del conduttore quando è noto il parametro della sezione trasversale.
Questa, ovviamente, non è l'opzione più pratica, data la disponibilità di modi più semplici per determinare il diametro, ma l'utilizzo di questa opzione non è escluso.
Per eseguire il calcolo, avrai bisogno praticamente delle stesse informazioni numeriche utilizzate durante il calcolo della sezione trasversale utilizzando una formula matematica.
Cioè la costante “π” e il valore dell'area del cerchio (sezione).
Applicando questi valori della formula seguente si ottiene il valore del diametro:
D = √4S/π,
Dove:
- D — diametro;
- S - sezione trasversale;
- π è una costante corrispondente a 3.14.
L'uso di questa formula può essere rilevante quando il parametro della sezione è noto e non sono disponibili strumenti adatti per misurare il diametro.
Il parametro della sezione può essere ricavato, ad esempio, dalla documentazione del conduttore o dalla tabella di calcolo, che presenta le opzioni classiche più comunemente utilizzate.
Tabelle per la scelta del conduttore idoneo
Una soluzione comoda e pratica per la scelta del filo (cavo) desiderato è quella di utilizzare apposite tabelle che indicano i diametri e le sezioni relative alla potenza e/o alle correnti trasportate.
Avere una tabella di questo tipo a portata di mano è un modo facile e semplice per determinare rapidamente il conduttore per l'installazione elettrica richiesta.
Considerando che i tradizionali conduttori per impianti elettrici sono prodotti con conduttori in rame o alluminio, esistono tabelle per entrambe le tipologie di metalli.
Inoltre, i dati tabellari presentano spesso valori per tensioni di 220 volt e 380 volt.Inoltre, vengono prese in considerazione le condizioni di installazione: chiuse o cablaggio aperto.
Si scopre infatti che un foglio di carta o un'immagine caricata su uno smartphone contengono voluminose informazioni tecniche che consentono di fare a meno dei suddetti calcoli matematici (lineari).
Inoltre, molti produttori di prodotti via cavo, per facilitare all'acquirente la scelta del conduttore giusto, ad esempio per l'installazione delle prese, offrono una tabella in cui sono inseriti tutti i valori necessari.
Resta solo da determinare quale carico è previsto per un determinato punto elettrico e come verrà eseguita l'installazione e, in base a queste informazioni, selezionare il filo corretto con conduttori in rame o alluminio.
Esempi di tali opzioni per il calcolo del diametro della sezione trasversale di un filo sono forniti nella tabella, che discute le opzioni per conduttori in rame e alluminio, nonché i metodi per la posa del cablaggio: di tipo aperto o nascosto. Dalla prima tabella puoi determinare l'indicatore sezioni trasversali di potenza e di corrente.
Tabella dei diametri delle sezioni dei conduttori in rame e alluminio in funzione delle condizioni di installazione
| Potenza, W | Corrente, A | Nucleo conduttore in rame | Nucleo conduttore in alluminio | ||||||
| Tipo aperto | Tipo chiuso | Tipo aperto | Tipo chiuso | ||||||
| S, mm2 | D, mm | S, mm2 | D, mm | S, mm2 | D, mm | S, mm2 | D, mm | ||
| 100 | 0,43 | 0,09 | 0,33 | 0,11 | 0,37 | 0,12 | 0,40 | 0,14 | 0,43 |
| 200 | 0,87 | 0,17 | 0,47 | 0,22 | 0,53 | 0,25 | 0,56 | 0,29 | 0,61 |
| 300 | 1,30 | 0,26 | 0,58 | 0,33 | 0,64 | 0,37 | 0,69 | 0,43 | 0,74 |
| 400 | 1,74 | 0,35 | 0,67 | 0,43 | 0,74 | 0,50 | 0,80 | 0,58 | 0,86 |
| 500 | 2,17 | 0,43 | 0,74 | 0,54 | 0,83 | 0,62 | 0,89 | 0,72 | 0,96 |
| 750 | 3,26 | 0,65 | 0,91 | 0,82 | 1,02 | 0,93 | 1,09 | 1,09 | 1,18 |
| 1000 | 4,35 | 0,87 | 1,05 | 1,09 | 1,18 | 1,24 | 1,26 | 1,45 | 1,36 |
| 1500 | 6,52 | 1,30 | 1,29 | 1,63 | 1,44 | 1,86 | 1,54 | 2,17 | 1,66 |
| 2000 | 8,70 | 1,74 | 1,49 | 2,17 | 1,66 | 2,48 | 1,78 | 2,90 | 1,92 |
| 2500 | 10,87 | 2,17 | 1,66 | 2,72 | 1,86 | 3,11 | 1,99 | 3,62 | 2,15 |
| 3000 | 13,04 | 2,61 | 1,82 | 3,26 | 2,04 | 3,73 | 2,18 | 4,35 | 2.35 |
| 3500 | 15,22 | 3,04 | 1,97 | 3,80 | 2,20 | 4,35 | 2,35 | 5,07 | 2,54 |
| 4000 | 17,39 | 3,48 | 2,10 | 4,35 | 2,35 | 4,97 | 2,52 | 5,80 | 2,72 |
| 4500 | 19,57 | 3,91 | 2,23 | 4,89 | 2,50 | 5,59 | 2,67 | 6,52 | 2,88 |
| 5000 | 21,74 | 4,35 | 2,35 | 5,43 | 2,63 | 6,21 | 2,81 | 7,25 | 3,04 |
| 6000 | 26,09 | 5,22 | 2,58 | 6,52 | 2,88 | 7,45 | 3,08 | 8,70 | 3,33 |
| 7000 | 30,43 | 6,09 | 2,78 | 7,61 | 3,11 | 8,70 | 3,33 | 10,14 | 3,59 |
| 8000 | 34,78 | 6,96 | 2,98 | 8,70 | 3,33 | 9,94 | 3,56 | 11,59 | 3,84 |
| 9000 | 39,13 | 7,83 | 3,16 | 9,78 | 3,53 | 11,18 | 3,77 | 13,04 | 4,08 |
| 10000 | 43,48 | 8,70 | 3,33 | 10,87 | 3,72 | 12,42 | 3,98 | 14,49 | 4,30 |
Inoltre, esiste uno standard per le sezioni trasversali e i diametri che si applica ai conduttori conduttori rotondi (sagomati) non sigillati e sigillati di cavi, fili e cordoni. Questi parametri sono regolamentati GOST 22483-2012.
La norma riguarda i cavi in rame (rame stagnato), fili di alluminio senza rivestimento metallico o con rivestimento metallico.
I conduttori in rame e alluminio di cavi e fili per installazione fissa sono suddivisi nelle classi 1 e 2. Fili, cordoni, cavi per installazione non fissa e fissa, dove è richiesto un maggiore grado di flessibilità nell'installazione, sono suddivisi in classi da 3 a 6.
Tabella di conformità per classe per conduttori in rame di cavi (fili).
| Sezione nominale del nucleo, mm2 | Diametro massimo consentito dei conduttori in rame, mm | ||||
| filo singolo (classe 1) | incagliato (classe 2) | incagliato (classe 3) | incagliato (classe 4) | flessibile (classi 5 e 6) | |
| 0,05 | — | — | — | 0,35 | — |
| 0,08 | — | — | — | 0,42 | — |
| 0,12 | — | — | — | 0,55 | — |
| 0,20 | — | — | — | 0,65 | — |
| 0,35 | — | — | — | 0,9 | — |
| 0,5 | 0,9 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
| 0,75 | 1,0 | 1,2 | 1,2 | 1,3 | 1,3 |
| 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| 1,2 | — | — | 1,6 | 1,6 | — |
| 1,3 | 1,5 | 1,7 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
| 2,0 | — | — | 1,9 | 2,0 | — |
| 2,5 | 1,9 | 2,2 | 2,4 | 2,5 | 2,6 |
| 3,0 | — | — | 2,5 | 2,6 | — |
| 4 | 2,4 | 2,7 | 2,8 | 3,0 | 3,2 |
| 5 | — | — | 3,0 | 3,2 | — |
| 6 | 2,9 | 3,3 | 3,9 | 4,0 | 3,9 |
| 8 | — | — | 4,0 | 4,2 | — |
| 10 | 3,7 | 4,2 | 4,7 | 5,0 | 5,1 |
| 16 | 4,6 | 5,3 | 6,1 | 6,1 | 6,3 |
| 25 | 5,7 | 6,6 | 7,8 | 7,8 | 7,8 |
| 35 | 6,7 | 7,9 | 9,1 | 9,1 | 9,2 |
| 50 | 7,8 | 9,1 | 11,6 | 11,6 | 11,0 |
| 70 | 9,4 | 11,0 | 13,7 | 13,7 | 13,1 |
| 95 | 11,0 | 12,9 | 15,0 | 15,0 | 15,1 |
| 120 | 12,4 | 14,5 | 17,1 | 17,2 | 17,0 |
| 150 | 13,8 | 16,2 | 18,9 | 19,0 | 19,0 |
| 185 | — | 18,0 | 20,0 | 22,0 | 21,0 |
| 240 | — | 20,6 | 23,0 | 28,3 | 24,0 |
| 300 | — | 23,1 | 26,2 | 34,5 | 27,0 |
| 400 | — | 26,1 | 34,8 | 47,2 | 31,0 |
| 500 | — | 29,2 | 43,5 | — | 35,0 |
| 625 | — | 33,0 | — | — | — |
| 630 | — | 33,2 | — | — | 39,0 |
| 800 | — | 37,6 | — | — | — |
| 1000 | — | 42,2 | — | — | — |
Per conduttori e cavi in alluminio, GOST 22483-2012 fornisce anche parametri per la sezione nominale del nucleo, che corrispondono al diametro corrispondente, a seconda della classe del nucleo.
Inoltre, secondo lo stesso GOST, i diametri indicati possono essere utilizzati per un conduttore in rame di classe 1 se è necessario calcolarne il diametro minimo.
Tabella di conformità per classe per conduttori in alluminio per cavi (fili).
| Sezione nominale del nucleo, mm2 | Diametro nuclei tondi (alluminio), mm | |||
| Classe 1 | Classe 2 | |||
| minimo | massimo | minimo | massimo | |
| 16 | 4,1 | 4,6 | 4,6 | 5,2 |
| 25 | 5,2 | 5,7 | 5,6 | 6,5 |
| 35 | 6,1 | 6,7 | 6,6 | 7,5 |
| 50 | 7,2 | 7,8 | 7,7 | 8,0 |
| 70 | 8,7 | 9,4 | 9,3 | 10,2 |
| 95 | 10,3 | 11,0 | 11,0 | 12,0 |
| 120 | 11,6 | 12,4 | 12,5 | 13,5 |
| 150 | 12,9 | 13,8 | 13,9 | 15,0 |
| 185 | 14,5 | 15,4 | 15,5 | 16,8 |
| 240 | 16,7 | 17,6 | 17,8 | 19,2 |
| 300 | 18,8 | 19,8 | 20,0 | 21,6 |
| 400 | — | — | 22,9 | 24,6 |
| 500 | — | — | 25,7 | 27,6 |
| 625 | — | — | 29,0 | 32,0 |
| 630 | — | — | 29,3 | 32,5 |
Ulteriori consigli per la scelta del tipo di fili e cavi per la sistemazione delle reti elettriche in un appartamento e in una casa sono forniti negli articoli:
- Quale filo utilizzare per il cablaggio in casa: consigli per la scelta
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- Quale cavo utilizzare per il cablaggio in un appartamento: panoramica dei cavi e scelta dell'opzione migliore
Conclusioni e video utile sull'argomento
Il video seguente mostra un esempio pratico per determinare la sezione trasversale di un conduttore utilizzando metodi semplici.
Si consiglia di guardare il video, poiché le informazioni presentate in modo chiaro aiutano ad aumentare la quantità di conoscenze:
Lavorare con i cavi elettrici richiede sempre un atteggiamento responsabile dal punto di vista del calcolo.
Pertanto, un elettricista di qualsiasi livello deve conoscere la metodologia di calcolo ed essere in grado di utilizzare le tabelle tecniche esistenti. Ciò consente non solo risparmi significativi sui costi di installazione grazie a calcoli accurati, ma, soprattutto, è garantita la sicurezza di funzionamento della linea introdotta.
Hai qualcosa da aggiungere o hai domande sulla determinazione della sezione del filo? Puoi lasciare commenti sulla pubblicazione, partecipare alle discussioni e condividere la tua esperienza nella scelta dei cavi per l'installazione di una rete elettrica in una casa o in un appartamento. Il modulo di contatto si trova nel blocco inferiore.
Ora devi controllare la sezione trasversale di qualsiasi filo. Coloro che realizzano prodotti via cavo secondo le specifiche risparmiano molto sul rame e realizzano conduttori più sottili di quanto specificato.
Buon pomeriggio, Egor.
Dubito che i produttori si espongano a controversie su larga scala e, lasciatemi spiegare, il diametro effettivo potrebbe effettivamente risultare inferiore a quello indicato sulla targhetta. Tuttavia, il motivo è tutt’altro che criminale.
Mi spiego: c'è un paragrafo nell'articolo: “Inoltre, esiste uno standard di sezioni trasversali e diametri che si applica ai nuclei conduttori rotondi (sagomati) non sigillati e sigillati di cavi, fili, corde. Questi parametri sono regolati da GOST 22483-2012.”
Questo GOST regola le proprietà conduttive del nucleo a una certa temperatura: non esiste una connessione rigida alla sezione trasversale. Ho fornito la tabella in uno screenshot, allegato dopo il commento.
Perché gli sviluppatori GOST hanno fatto questo? Per la produzione di conduttori è consentito l'uso di rame e alluminio con alcune deviazioni nella composizione. Se ottieni metallo scadente, le vene saranno “più spesse”. E viceversa.