In pratica, non è raro trovare il problema di trovare la resistenza di conduttori e resistori per vari metodi di connessione. L'articolo discute come viene calcolata la resistenza quando i conduttori sono collegati in parallelo e alcuni altri problemi tecnici.
Resistenza del conduttore
Tutti i conduttori hanno la capacità di impedire il flusso di corrente elettrica, è comunemente chiamata resistenza elettrica R, si misura in ohm. Questa è la proprietà di base dei materiali conduttivi.
La resistività viene utilizzata per eseguire calcoli elettrici - ρ Ohm·m/mm2. Tutti i metalli sono buoni conduttori, rame e alluminio sono i più usati e il ferro è usato molto meno frequentemente. Il miglior conduttore è l'argento, viene utilizzato nell'industria elettrica ed elettronica. Le leghe ad alta resistenza sono ampiamente utilizzate.
Per il calcolo della resistenza viene utilizzata la formula nota dal corso di fisica della scuola:
R=ρ · l/S, S – area della sezione; l – lunghezza.
Se prendiamo due conduttori, la loro resistenza ail collegamento in parallelo diventerà più piccolo a causa dell'aumento della sezione trasversale totale.
Densità di corrente e riscaldamento del conduttore
Per i calcoli pratici delle modalità di funzionamento dei conduttori si utilizza il concetto di densità di corrente - δ A/mm2, si calcola con la formula:
δ=I/S, I – corrente, S – sezione.
La corrente, passando attraverso il conduttore, lo riscalda. Maggiore è δ, più il conduttore si riscalda. Per fili e cavi sono state sviluppate norme di densità ammissibile, che sono riportate nelle PUE (Norme per la Costruzione degli Impianti Elettrici). Per i conduttori di dispositivi di riscaldamento, esistono standard di densità di corrente.
Se la densità δ è superiore a quella consentita, il conduttore può essere distrutto, ad esempio, quando il cavo si surriscalda, il suo isolamento viene distrutto.
Le regole regolano il calcolo dei conduttori per il riscaldamento.
Metodi di collegamento dei conduttori
Qualsiasi conduttore è molto più comodo da rappresentare sui diagrammi come una resistenza elettrica R, quindi sono facili da leggere e analizzare. Ci sono solo tre modi per collegare le resistenze. Il primo modo è il più semplice: la connessione seriale.
La foto mostra che l'impedenza è: R=R1 + R2 + R3.
Il secondo modo è più complicato: la connessione parallela. Il calcolo della resistenza in collegamento in parallelo viene eseguito per fasi. Viene calcolata la conduttività totale G=1/R, quindi il totaleresistenza R=1/G.
Puoi farlo diversamente, calcola prima la resistenza totale quando i resistori R1 e R2 sono collegati in parallelo, quindi ripeti l'operazione e trova R.
Il terzo metodo di connessione è il più complesso: una connessione mista, ovvero tutte le opzioni considerate sono presenti. Il diagramma è mostrato nella foto.
Per calcolare questo circuito, dovrebbe essere semplificato, per fare ciò, sostituire i resistori R2 e R3 con uno R2, 3. Risulta un circuito semplice.
Ora puoi calcolare la resistenza in parallelo, la cui formula è:
R2, 3, 4=R2, 3 R4/(R2, 3 + R4).
Il circuito diventa ancora più semplice, contiene ancora resistori collegati in serie. Nelle situazioni più complesse viene utilizzato lo stesso metodo di conversione.
Tipi di conduttori
Nell'ingegneria elettronica, nella produzione di circuiti stampati, i conduttori sono sottili strisce di lamina di rame. A causa della loro breve lunghezza, la loro resistenza è trascurabile e in molti casi può essere trascurata. Per questi conduttori, la resistenza in collegamento in parallelo diminuisce a causa dell'aumento della sezione trasversale.
Un'ampia sezione di conduttori è rappresentata da fili di avvolgimento. Sono disponibili in diversi diametri - da 0,02 a 5,6 mm. Per potenti trasformatori e motori elettrici vengono prodotte barre di rame rettangolari.sezioni. A volte, durante le riparazioni, un filo di grande diametro viene sostituito con diversi fili più piccoli collegati in parallelo.
Una sezione speciale di conduttori è costituita da fili e cavi, l'industria offre la più ampia scelta di gradi per una varietà di esigenze. Spesso è necessario sostituire un cavo con diverse sezioni più piccole. Le ragioni sono molto diverse, ad esempio, un cavo con una sezione trasversale di 240 mm2 è molto difficile da posare lungo un percorso con curve strette. Viene sostituito con 2x120mm2, e problema risolto.
Calcolo dei cavi per il riscaldamento
Il conduttore viene riscaldato dalla corrente che scorre, se la sua temperatura supera il valore consentito, l'isolamento viene distrutto. Il PUE prevede il calcolo dei conduttori per il riscaldamento, i dati iniziali per esso sono la forza attuale e le condizioni ambientali in cui è posato il conduttore. In base a questi dati, la sezione del conduttore consigliata (filo o cavo) viene selezionata dalle tabelle del PUE.
In pratica, ci sono situazioni in cui il carico sul cavo esistente è notevolmente aumentato. Ci sono due vie d'uscita: sostituire il cavo con un altro, può essere costoso, o posarne un altro parallelo per scaricare il cavo principale. In questo caso, la resistenza del conduttore quando collegato in parallelo diminuisce, quindi la generazione di calore diminuisce.
Per selezionare correttamente la sezione del secondo cavo, utilizzare le tabelle del PUE, è importante non sbagliare nella definizione della sua corrente di esercizio. In questa situazione, il raffreddamento dei cavi sarà addirittura migliore di quello di uno. Si consiglia di calcolareresistenza quando due cavi sono collegati in parallelo per determinare con maggiore precisione la loro dissipazione del calore.
Calcolo dei conduttori per perdita di tensione
Quando il consumatore Rn si trova a una grande distanza L dalla fonte di energia U1, si verifica una caduta di tensione piuttosto ampia sui fili di linea. Il consumatore Rn riceve una tensione U2 molto inferiore all'iniziale U1. In pratica, varie apparecchiature elettriche collegate alla linea in parallelo fungono da carico.
Per risolvere il problema, la resistenza viene calcolata quando tutte le apparecchiature sono collegate in parallelo, quindi viene trovata la resistenza di carico Rn. Quindi, determinare la resistenza dei cavi di linea.
Rl=ρ 2L/S,
Qui S è la sezione del cavo della linea, mm2.
Successivamente, viene determinata la corrente di linea: I=U1/(Rl + Rn). Ora, conoscendo la corrente, determina la caduta di tensione sui fili della linea: U=I Rl. È più conveniente trovarlo come percentuale di U1.
U%=(I Rl/U1) 100%
Valore consigliato di U% - non più del 15%. I calcoli di cui sopra sono applicabili per qualsiasi tipo di corrente.
