Измерение и расчёт сечения круглых жил
В маркировке электрического кабеля или провода всегда присутствует такой параметр как сечение. Обозначается в мм² и выглядит например как "4х6" (4 жилы сечением 6 мм²) "2х2,5" (2 жилы по 2,5 мм²). От сечения и металла жилы зависит максимальная токовая нагрузка на этот кабель и его сопротивление.
Стоит сразу заметить, что сечение, замеренное и рассчитанное по геометрическим параметрам, не нормируется, и может не совпадать с сечением номинальным. О номинальном сечении и ГОСТ 22483-2012. Нормируется электрическое сопротивление. Тем не менее явную недостачу металла в кабельной жиле эти методы определить помогут.
Фактическое сечение круглой жилы можно рассчитать, измерив, её диаметр по формуле:
S = (π · D²) / 4 илиS = 0,785 · D²
Форма для автоматического расчёта ↓
Измерить диаметр можно штангенциркулем или линейкой.
Штангенциркулем желательно снять размер несколько раз в разных точках, с разных сторон и результат усреднить. Это делается из-за того, что жила часто имеет не совсем круглую форму.
D = 3,9 мм; S ≈ 12 мм²
Линейкой можно измерить диаметр предварительно плотно, "виток к витку" намотав проволоку жилы на какой-либо стержень (например, карандаш). Линейкой измеряется вся длина намотки, и этот размер делится на количество витков.
Определение диаметра кабельной жилы линейкой
28,5 мм / 16 витков ≈ 1,781 мм; S ≈ 2,5 мм²
Сечение многопроволочной жилы определяют, подсчитав количество проволок входящих в жилу и измерив, сечение одной из них. Сечение одной проволоки умножают на их количество. Измерение диаметра многопроволочной жилы непосредственно пучком даст завышенный результат.
Такой способ определения сечения, как правило, не применим для сегментных многопроволочных жил. Каждая отдельная жила в сегменте ужата настолько, что её изначально круглое сечение перестаёт быть круглым и измерить её диаметр затруднительно. Сечение таких жил лучше определять по таблицам → Таблицы сечения секторных жил.
Расчёт диаметра круглой жилы из её сечения
Диаметр круглой жилы зная её сечение можно вычислить преобразовав предыдущую формулу:
Форма для автоматического расчёта диаметра круглой жилы из площади сечения ↓
Фактическое и номинальное сечение
Та площадь сечения, что измерена по геометрическим размерам проволок может отличаться от сечения, написанного в маркировке. И производители кабеля при этом остаются в своём праве, ведь в маркировке указано не фактическое, а номинальное сечение. Всё регулирует ГОСТ 22483-2012 (IEC 60228:2004) Жилы токопроводящие для кабелей, проводов и шнуров. Далее из него.
2.2 номинальное сечение (nominal cross-sectional area): Значение, идентифицирующее определенный размер жилы, но не подлежащее проверке непосредственным измерением.
Примечание - Для каждого конкретного размера жилы установлено требование по максимальному значению электрического сопротивления. Фактическое сечение жил может отличаться от номинального при соответствии электрического сопротивления требованиям настоящего стандарта.
Поэтому, к измерениям по геометрическим размерам жилы нужно относиться как к приблизительным, и по ним предъявлять претензии производителям кабеля бессмысленно. Вероятно, необходимого значения сопротивления изготовители кабельных жил добиваются более глубокой очисткой меди или алюминия. В любом случае ГОСТ 22483-2012 определяет "правильность" сечения через электрическое сопротивление, а не по фактическому сечению.
Увы, это не исключает недобросовестность производителя. Так, например, в продаже можно встретить кабель с маркировкой АВВГ 3х4, то есть жила 4 мм², фактическое сечение, которого 3,3 мм². Если предположить, что электрическое сопротивление этих жил соответствует ГОСТ 22483-2012, то удельное сопротивление алюминия в этом кабеле будет 0,0247 Ом·мм²/м при минимально возможном значении этого параметра 0,0262 Ом·мм²/м. То есть явно на алюминии в этом кабеле сэкономили.
Расчёт сечения жилы по сопротивлению
Следующая форма рассчитывает сечение жилы по её сопротивлению. Способ такого определения наиболее близок к требованиям ГОСТ 22483-2012. То есть, расчёт проводится по тому параметру, по которому и нормируется - по сопротивлению токопроводящей жилы.
Этот способ расчёта позволяет рассчитывать сечение жил не только круглого профиля, но и сечение сегментных проводников.
Форма позволяет рассчитать сечение из любого металла. Вводите свои значения удельного сопротивления и температурный коэффициент - получите результат. Для меди, алюминия, свинца и железа забиты готовые цифры.
Заложенные в форме значения удельных сопротивлений металлов взяты из Интернет (Википедии). Температурные коэффициенты для меди и алюминия из ГОСТ 22483-2012 (Приложение В). Для железа и свинца из Интернет. Если не доверяете - форма позволяет ввести свои значения удельного сопротивления и ТКС.
Не смотря на правильность этот метод определения сечения довольно сложен, и для измерения больших сечений требует наличия микроомметра. Сопротивление кабельной жилы большого сечения, как правило, меньше чем 1 Ом/км и бытовым тестером тут не обойтись.