Како не запалити електрични пожар: израчунавање мерача жице за ваш следећи „уради сам“ пројекат

За већину хобиста, избор жице је недовољно разматран аспект дизајна пројекта. Коришћење превише танке жице може имати катастрофалне ефекте, у распону од пада напона који резултира лошим перформансама до електричних пожара.

Упркос својој важности, дебља жица је скупља. Дакле, хобисти ће често штедјети на овом материјалу.

Наш циљ је да пронађемо најтању жицу коју можемо да користимо, истовремено одржавајући пад напона на разумну границу и избегавајући сваки ризик од електричног пожара.

Одвојивши време да прођемо кроз математику, уштедећемо себи огромну количину посла на путу. Уронимо!

Распетљавање струје, са водоводом

Електрицитет може бити тешко визуализовати, па хајде да погледамо класичну метафору за разумевање струје. Уместо електрона у жици, замислите воду у цеви:

• Тренутни била би вода у цеви.
• Напон био би притисак који гура воду кроз цев.
• Отпор био би пречник саме цеви.

На много начина, ова метафора је савршена за размишљање о мерачу жице. Слично као пречник цеви, пречник жице је директно пропорционалан њеном унутрашњем отпору. Што је мање простора за струју (или воду) да тече, то ће бити већи отпор њеном току.

Размишљајући о цеви пуној воде, шта би се десило ако бисмо покушали да угурамо 100 литара воде у цев која може да прими само један литар? Као што можете да замислите, врло брзо бисмо се нашли на телефону са водоинсталатером, јер би та цев пукла!

Слична појава се дешава када покушамо да пошаљемо превише струје низ превише танку жицу; само уместо да вода исцури, жица се прегрева и топи. Са довољно великим напоном који гура ту струју, ова отопљена жица може врло брзо довести до електричног пожара.

Не брините ако сте већ купили своје жице и ако не одговарају вашим потребама; можете користите их за неколико забавних „уради сам“ пројеката.

Пад напона и зашто превише може уништити коло

У било ком електричном колу једносмерне струје доживећемо пад напона; ово је основно правило кола. Проблем настаје, међутим, када се изгуби превише напона, посебно због отпора саме жице.

Ако поново помислимо на наше цеви, замислите да се веома велика цев уско грло у много мања. Одједном, наша водена бујица се успорава, а притисак иза воде се смањује. Ова успорена вода нема притисак да окрене водени точак, па смо стога смањили перформансе.

Дакле, ако не користимо много мањи водени точак, чини се да морамо да користимо веће цеви. Ово би омогућило да вода тече релативно неспутано, одржавајући притисак довољно високим да окрене точак.

Прелазећи на жице и електроне, идеја је скоро иста! У електричним терминима, ово можемо врло лако објаснити једним од основних закона физике, Охмовим законом:

Охмов закон диктира односе између струје, напона и отпора. У једносмерном колу, наша струја је константна, али наш напон и отпор су обрнуто повезани један са другим.

Једноставније речено, како се отпор повећава, напон се смањује.

Да то пренесемо у нашу примену у стварном свету: како жице постају мање, њихов отпор се повећава. Стога, како жице постају мање, напон на њима се смањује, баш као што тање цеви смањују проток воде!

Дакле, коришћење дебљих жица у вашем колу омогућава да се напон примени тамо где је потребан - а не да се троши на отпор жице.

Израчунавање оптималног мерача жице

Далеко, најбољи начин да сазнате свој мерач жице је коришћење онлајн калкулатора; ове апликације омогућавају корисницима да унесу свој напон, амперажу (струју), дужину својих жица и дозвољени пад напона. Након што измрси бројеве, калкулатор даје оптимални мерач жице за ту дужину жице.

За већину примена, пад напона од око три процента је дозвољен - било шта више од тога, а осетљивија електронска опрема може почети да функционише неправилно.

Такође увек желимо да користимо максималну могућу потрошњу струје нашег уређаја—ово ће генерално бити написано на уређају. Иако вероватно неће имати трајну потрошњу струје те вредности, морамо да будемо сигурни да смо заштићени од струјних скокова.

Ево једног примера онлајн калкулатора мерача жице, који се налази на виресизецалцулатор.нет:

Као што видите, овај калкулатор такође омогућава даљи променљиви унос, као што је оцена топлоте изолацију, од ког проводника су жице направљене и врсту инсталације на коју се жица поставља у.

У овом примеру, добили смо минималну безбедну ширину жице од 3 Америцан Вире Гауге (АВГ).

Ради безбедности, увек је најбоља пракса да своје жице претерате за једну или две, тако да бисмо на крају добили жицу од 2/0 АВГ. Напомена, стандард мерача жице је потпуно заостао; што је жица дебља, дебљина жице је мања! Дакле, 2/0 АВГ је, у ствари, дебља жица од 3 АВГ.

Повезан: Израчунајте своје трошкове електричне енергије помоћу ових практичних алата

Коју жицу да одаберем?

Изван мерача жице, друге варијабле које треба узети у обзир су број жица, тј. колико жица се састоји од кабла и материјала жице.

Као правило, више нити жице даје већу флексибилност. Ако користите жицу у уским просторима, већи број нити би био нешто у шта вреди уложити.

Што се тиче стварног материјала жице, бакар је стандард за већину апликација, иако се може користити и алуминијум.

Кључна ствар коју треба запамтити је доследност. Ако користите бакарне конекторе и бакарну жицу негде другде у колу, користите бакарну жицу. Мешање и усклађивање материјала може довести до корозије и сломљених конектора, јер ће се материјали ширити и скупљати различитим брзинама.

Повезан: Не само лемљење: различите методе за повезивање жица, објашњене

Штедите новац и будите сигурни

Постоји неколико варијабли које треба узети у обзир када бирате праву жицу за вашу конструкцију. Међутим, правило број један за електричну енергију је да доведете професионалца ако се осећате непријатно.

У супротном, израчунајте ширину жице на основу максималне струје коју намеравате да прођете кроз њу, купите жицу једну величину од тога и почните да градите! Увек одржавајте конзистентност материјала између жица и конектора и урадите математику!

Уз мало предумишљаја, можете угасити сваки ризик од пожара и уштедети себи неколико долара.

Која је разлика између серијских и паралелних кола?

Сазнајте више о различитим типовима електронских кола уз наш водич за објашњење.

Реад Нект

О аутору