Что такое проводник?
Проводник — это вещество или материал, которое отлично проводит электрический ток.
Как вы все знаете, любое вещество состоит из атомов. Атомы в свою очередь состоят из электронов и ядер. (Подробнее про строение атома).
Давайте для понимания рассмотрим вот такую картинку. Предположим, что пастух — это ядро, а овцы вокруг него — это электроны.
Те овцы, которые находятся рядом с пастухом, не могут от него просто так взять и убежать, так как он присматривает за ними. Иначе останется без мяса и шерсти к осени. Но вот те овцы, которые находятся поодаль от пастуха, имеют все шансы от него убежать.
То же самое можно сказать и про атомы и электроны. Электроны, которые находятся на самой дальней орбите от ядра менее зависимы, чем те, которые расположены ближе к ядру.
В результате, такие электроны могут «оторваться» от ядра и начать самостоятельное путешествие по веществу. Такие электроны называются свободными электронами.
Чем больше свободных электронов, тем лучше проводимость вещества.
Строительные длины кабельно-проводниковой продукции
Строительные длины силовых кабелей
Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией
| Напряжение, кВ | Сечение, мм | Строительные длины, м (не менее при количестве от длины сдаваемой партии без учета маломерных отрезков), %, не менее | Маломерные отрезки | ||
| 70 % | 30 % | Количество от длины, %, не более | Длина, м, не менее | ||
| 1 и 3 | до 70 | 300 | 450 | 10 | 50 |
| 1 и 3 | 95 и 120 | 250 | 400 | 10 | 50 |
| 1 и 3 | 150 и более | 200 | 350 | 10 | 50 |
| 6 и 10 | до 70 | 300 | 450 | 5 | 100 |
| 6 и 10 | 95 и 120 | 250 | 400 | 5 | 50 |
| 6 и 10 | 150 и более | 200 | 350 | 5 | 50 |
| 20 и 35 | все сечения | 250 | 250 | 5 | 100 |
Кабели силовые с пластмассовой изоляцией
| Напряжение, кВ | Сечение, мм | Строительная длина, м | Примечание |
| До 3 включительно | 1.5-16 | 150 | Допускается в партии не более 20% кабелей длиной не менее 50 м |
| 25-70 | 300 | Допускается в партии не более 10% кабелей длиной не менее 50 м | |
| 95 и выше | 200 | ||
| 6 | 10-70 | 450 | Допускается в партии не более 20% кабелей длиной не менее 50 м |
| 95 и выше | 400 |
Кабели силовые гибкие общего назначения с резиновой изоляцией
| Марки | Строительная дина, м | Маломерные отрезки | |
| длина отрезка, м | допустимая поставка, % | ||
| КГ, КГН, КПГУ | не менее 125 | не менее 20 | не более 20 |
| ПРС | не менее 100 | не менее 10 | не более 10 |
Строительные длины кабелей управления
Кабели управления с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке в процентах от партии
| Марки | Длина, м | % |
| КУГВВ | 100 и более, не менее | 80 |
| 3-100, не более | 20 | |
| КУГВЭВ | 100 и более, не менее | 50 |
| 3-100, не более | 30 | |
| 10-30, не более | 20 | |
| КУГВВЭ | 100 и более, не менее | 70 |
| 3-100, не более | 20 | |
| 10-30, не более | 10 |
Кабели управления с ПВХ изоляцией КУПВ, КУПВ-П, КУПВ-Пм и КУПВ-Пн
| Кабель | Длина, м | Количество от общей длины партии, % |
| С неэкранированными жилами | более 201 | не менее 70 |
| 21-200 | не более 30 | |
| С экранированными и частично экранированными жилами | более 201 | не менее 50 |
| 10-200 | не более 50 |
Кабели управления с ПЭ изоляцией в резиновой оболочке КУПР, КУПР-П, КУПР-Пн, КУПР-Пм
| Марки | Число жил | Строительная длина, м | Кол-во маломерных отрезков от общей длины партии, % |
| С неэкранированными жилами | до 37 | более 101 | не менее 30 |
| 51-100 | не менее 30 | ||
| 21-50 | не более 40 | ||
| до 61 | более 161 | не менее 25 | |
| 121-160 | не менее 20 | ||
| 61-120 | не менее 35 | ||
| С полностью и с частично экранированными жилами | 31-60 | не более 20 | |
| более 44 | не менее 80 | ||
| 21-43 | не более 20 | ||
| более 61 | не менее 70 | ||
| 10-60 | не более 30 |
Кабели управления из ПВХ пластиката
| Марки | Строительная длин, м | Маломерные отрезки | |
| Длиной не менее, м | Количество от общей длины сдаваемой партии, %, не более | ||
| КГВВ | не менее 100 | 10 | 20 |
Кабели управления для стационарной прокладки с ПЭ изоляцией
| Марки | Строительная длина, м | Кол-во маломерных отрезков в общей длине кабеля в % |
| КПВ, КПВБ без экранированных жил | 201 и более | не менее 40 |
| 101 – 200 | не более 40 | |
| 35 – 100 | не более 20 | |
| КПВ, КПВБ с экранированными жилами | 201 и более | не более 20 |
| 101 – 200 | не более 40 | |
| 35 – 100 | не более 30 |
Кабели, провода и шнуры с ПВХ изоляцией
| Марки | Минимальная строительная длина, м |
| МКШ | 60 |
| МКЭШ | 25 |
| НВ, НВМ | 500 |
| НВ, НВМЭ | 20 |
| ШСМРВ | 30 |
| ШВВМ | 50 |
| КМПВ | 50 |
Провода с комбинированной волокнисто-ПВХ изоляцией
| Марки | Минимальная строительная длина, м |
| МШВ, МГШВ, МГШВЭ | 50 |
Провода с ПЭ изоляцией
| Марки | Минимальная строительная длина, м |
| НП | 50 |
| НПЭ | 20 |
| МС, МСЭ 32-11 | 25 |
| РМПВН | 20 |
| ПВМП-2 (2.5;4) | 10 |
Строительные длины монтажных кабелей и проводов
Провода с изоляцией из облученного полиэтилена
| Марки | Минимальная строительная длина, м |
| МПО, МПОЭ | 50 |
| МГДПО | 30 |
| МЛП, МЛПЭ | 30 |
| МЛТП, МЛТПЭ | 50 |
| МСТП, МСТПЭ, МСТПЛ | 50 |
Провода с фторопластовой изоляцией
| Марки | Минимальная строительная длина, м |
| МПО 33-11, МПОЭ 33-11 | 25 |
| ПМОФ | 25 |
Плоские ленточные провода
| Марки | Минимальная строительная длина, м |
| ПЛВВ | 20 |
| ЛСВ, ЛСП | 7 |
| ЛПВ, ЛППВ | 20 |
| ПЛВВ | 20 |
Термопарные и термоэлектродные провода
| Марки | Минимальная строительная длина, м |
| ПТВ, ПТВП, ПТГВ | 100, 50 и 10 м в количестве 65 , 25 и 10 % в соотв. с длиной партии |
Строительные длины контрольных и сигнально-блокировочных кабелей
Контрольные кабели
| Строительная длина, м | Маломерные отрезки | |
| длина отрезка, м | допустимая поставка в % | |
| не менее 150 | не менее 20 | не более 15 |
| не менее 150 | 20-50 | не более 5 |
Сигнально-блокировочные кабели
| Строительная длина, м | Маломерные отрезки | |
| длина отрезка, м | допустимая поставка в % | |
| не менее 300 | не менее 50 | |
Строительные длины кабелей специального назначения
Кабели судовые с пластмассовой изоляцией и оболочкой
| Марки | Строительная длина, м | Маломерные отрезки | |
| длиной, м, не менее | Количество от общей длины сдаваемой партии, %, не более | ||
| КМПВ, КМПВЭ | 200 | 30 | 23 |
| КМПВЭВ | 200 | 10 | 7 |
| КМВВЭ | 125 | 30 | 23 |
| КМПЭВ | 125 | 70 | 25 |
| КМПЭВЭ | 125 | 30 | 18 |
| КМПЭВЭВ | 125 | 10 | 7 |
Кабели для горных разработок и землеройных работ
| Марки | Строительная длина, м | Маломерные отрезки | |
| длина отрезка, м | допустимая поставка в пределах партии, % | ||
| КГЭ, КГЭШ, и т.п. | не менее 200 | не более 50 | не более 10 |
Кабели судовые с резиновой изоляцией
| Марки | Строительная длина, м | Маломерные отрезки | |
| длиной, м, не менее | Количество от общей длины сдаваемой партии, %, не более | ||
| КНР, КНРк, КНРЭ, КНРЭк | не менее 125 | 25 | 10 |
Кабели для нефтяных промыслов
| Марки | Строительная длина , м при допустимом предельном отклонении от строительных длин, % ± 3 |
| КПБК 3х6 | 1100 |
| КПБК 3х10 | 1100, 1250, 1400, 1500, 1800 |
| КПБК 3х16 | 1100, 1250, 1400, 1500, 1800 |
| КПБК 3х25 | 1000, 1350 |
| КПБК 3х35 | 900 |
| КПБК 3х50 | 500 |
| КПБП 3х6 | не менее 300 |
| КПБП 3х10 | 1100, 1250, 1400, 1500, 1800 |
| КПБП 3х16 | 1100, 1250, 1400, 1500, 1800 |
| КПБП 3х25 | 1100, 1350 |
| КПБП 3х35 | 900 |
| КПБП 3х50 | 500 |
Строительные длины кабелей и проводов связи.
Кабели связи телефонные с ПЭ изоляцией
| Марки | Номинальное число пар | Длина, м не менее |
| ТППЭП, ТПВ, ТППЭПЗ | 10 – 20 20 – 50 50 – 150 150 -300 300 – 600 600 – 1200 1200 – 2400 | 500 400 300 250 200 150 125 |
Кабели связи телефонные с воздушно-бумажной и пористо-бумажной изоляцией
| Марки | Номинальное число пар | Длина, м не менее |
| ТГ, ТБ, ТБГ | 10 – 20 30 – 50 100 – 200 300 – 400 500 – 1200 1400 – 1600 | 500 300 250 200 150 125 |
Провода и шнуры связи
| Марки | Строительная длина, м, не менее |
| АТСНВ, АТСРВ, АТСШв | 50 |
| АТСКВ | 100 |
| АТСДИВ, АТСШВ | 30 |
| ПКСВ | 100 |
| ШТ, ШТЭМ, ШТЭ | поставляют отрезками в виде спирали длиной 3000 м с концами длиной 120 и 260 мм |
| ШТЛЭ, ШТЛИЭ | поставляют длинами по 2300 мм с концами без оболочки длиной 120 и 100 мм |
| ШСВ, ШСМВ | 20 |
| ШТГЭЛМ, ШПЭВ | 50 |
| ШКВ, ШКВО | 22 |
Строительные длины проводов для электроустановок
Провода с резиновой изоляцией
| Марки | Строительная длина, м | ||
| нормальная | маломеры | % к партии | |
| ПРГИ, ПРГН | 100 | 20 | 10 |
| ПРТО, АПРТО, АПРИ | 100 | 20 | 10 |
| АПРФ, ПРФ, ПРФл | 50 | 15 | 10 |
| АПРН | 100 | 20 | 10 |
| ПРП, ПРРП | 50 | 15 | 10 |
| ПРД, ПРВД | 100 | 20 | 10 |
| ПРГ-6000 | 50 | 3 | 20 |
| АРТ | 110 | 25 | 10 |
Провода с пластмассовой изоляцией
| Марки | Строительная длина, м | ||
| нормальная | маломеры | % к партии | |
| АВТ, АВТУ, АВТВ | 110 | 25 | 10 |
| АМПВ, АМППВ | 100 | 20 | 20 |
| АПВ, АППВ | 100 | 20 | 20 |
| ВПВ, ВПП | 70-600 | 7 | 7 |
| ПВ-1 | 100 | 20 | 10 |
| ПВ-2 | 100 | 20 | 10 |
| ПВ-3 | 100 | 20 | 10 |
| ПВ-4 | 100 | 5 | 10 |
| ПВ-Л | 50 | 10 | 20 |
| ВПВ | 100 | 20 | 10 |
| ПСВЛ | 15 | 8 | 25 |
| ПСВЛУ | 100 | 25 | 30 |
| СПП | 1ж-200-1300 | 200 | 5 |
| СПП | 2ж-520±20 | 200 | 5 |
Провода с нагревостойкой изоляцией
| Марки | Строительная длина, м | ||
| нормальная | маломеры | % к партии | |
| ПАЛ, ПАЛО, ПСАЛ | 10 | 1,5 | 15 |
| ПСУ-155 | 15 | по соглашению | по соглашению |
| ПСУ-180 | 15 | 5 | 10 |
Сопротивление проводника
Удельное сопротивление
И вот мы плавно переходим к другому вопросу, что такое сопротивление проводника? Как я уже говорил выше, чем больше свободных электронов в веществе, тем лучше такое вещество проводит электрический ток. Следовательно, сопротивление проводника зависит от того, сколько свободных электронов содержит такой проводник. Поэтому, в физике есть такое понятие, как удельное сопротивление вещества.
Узнай что такое протон прямо сейчас.
Еще раз. Если в каком-либо веществе полно свободных электронов, то такое вещество будет хорошо проводить электрический ток. Если электронов еще меньше, то такое вещество будет плохо проводить электрический ток. А если свободных электронов почти нет, то такое вещество совсем не будет проводить ток. Поэтому, удельное сопротивление вещества показывает способность этого вещества препятствовать электрическому току, проходящему через него.
Удельное сопротивление выражается в единицах Ом × м.
Формула удельного сопротивления проводника
где
ρ — это удельное сопротивление, Ом × м
R — сопротивление проводника, Ом
S — площадь поперечного сечения, м2
l — длина проводника, м
Площадь поперечного сечения проводника — это что-то типа этого:
площадь поперечного сечения проводника
Формула сопротивления проводника
Итак, мы теперь знаем такую физическую величину, как удельное сопротивление. Теперь мы с легкостью можем найти сопротивление проводника.
где
ρ — это удельное сопротивление, Ом × м
R — сопротивление проводника, Ом
S — площадь поперечного сечения, м2
l — длина проводника, м
Расчет сечения
Итак, в первую очередь необходимо просуммировать мощности всех бытовых приборов. Это совсем просто, можно сделать даже в уме. К примеру, результат будет равен 7,5 кВт. Кстати говоря, это средняя величина нагрузки в большинстве городских квартир. Буквально лет так двадцать тому назад этот показатель не превышал 5 кВт. Все дело в росте количества используемых нами бытовых приборов. Теперь переходим к реализации выбора материала электрического провода. Сравнивая по таблице, можно сделать вывод, что в случае с медным кабелем значение сечения будет равно 4 мм², с алюминиевым – 6 мм². При этом медный сечением 4 мм² может выдержать нагрузку до 8,3 кВт, алюминиевый до 7,9 кВт. То есть, уже заложен определенный запас прочности, что повышает надежность эксплуатации электрической разводки.
Внимание! В независимости от того, что запас по мощности уже определен, рекомендуется сечение кабеля брать чуть больше (до следующего показателя). Это делается на будущее, ведь есть большая вероятность, что в доме появятся новые бытовые приборы, который увеличат суммарную нагрузку на сеть.
Теперь, что касается трехфазной сети. Во многих частных домах подводится именно три фазы, да и в некоторых городских квартирах они также присутствуют. В принципе, что такое трехфазная сеть? Это три фазы и ноль. То есть, получается так, что в дом заходит срезу три однофазные сети. Все расчеты, связанные с мощностью и сечением провода, проводятся точно так же, как с однофазной сетью. Правда, есть одно жесткое требование – распределить общую нагрузку нужно равномерно по фазам. Все тот же пример, где потребляемая мощность дома составляет 7,5 кВт. Так вот данный показатель на каждой фазе должна быть по 2,5 кВт.
О чем это говорит? Вспоминайте наш пример, где было рассчитано сечение кабеля на однофазную сеть при нагрузке 7,5 кВт. Было определено, что оптимальный вариант для этого – медный провод сечением 4 мм². Так как общая нагрузка сети разбита на три фазы, то соответственно на каждую из них необходим провод, сечение которого соответствует мощности 2,5 кВт. А это – 1,5 мм².
Проводники на печатных платах
Как вы знаете, все схемы состоят из проводов или печатных дорожек, которые соединяют различные радиоэлементы в единое целое. Например, в статье «самый простой усилитель звука«, я с помощью проводов соединял различные радиоэлементы, и у меня получилась схема, которая усиливала звуковые частоты.
Для того, чтобы все было красиво, эстетично и занимало мало пространства, прямо на платах создают «проводки», которые уже называются «печатными дорожками».
В домашних условиях все это делается с помощью технологии ЛУТ (Лазерно-Утюжная-Технология).
На другой стороне печатной платы уже располагаются радиоэлементы
Так как радиолюбители стараются делать свои устройства как можно меньше по габаритам, то и плотность монтажа возрастает. Поэтому, в некоторых случаях радиоэлементы и печатные дорожки располагают по обе стороны платы.
Промышленные печатные платы уже делают многослойными. Они состоят из слоев, как торт из коржей:
Бум SMD технологий вызвал в свою очередь нужду в многослойных печатных платах.
Сверхпроводимость
Также в природе существует и такой эффект, как сверхпроводимость. Сверхпроводимость — это когда некоторые материалы и их сплавы вообще не обладают сопротивлением. То есть их сопротивление очень и очень близко к нулю. Но, спешу вас разочаровать, в простых условиях это получить невозможно, так как это достигается только при критических температурах.
Если желаете больше узнать про материалы, которые используются в электронике и электротехнике, скачайте эту книгу.
Рекомендую к прочтению — Мощность электрического тока.
Параметры для проведения расчета
Запомните один момент – электрическая сеть дома разбивается на участки (шлейфы), в которых необходимо провести расчет по отдельности. Плюс рассчитать сечение провода общего, подводящего к дому. Все дело в том, что количество бытовых приборов и источников света в разных комнатах будет отличаться. К примеру, на кухне их будет больше, в прихожей кроме освещения вообще ничего нет. К тому же современный подход к электроразводке требует разделения участков в комнатах на две группы: освещение и розетки. То есть, к каждой группе будет вести свой отдельный провод.
Давайте рассмотрим, как правильно провести расчет сечения кабеля по мощности в одной комнате, где используется несколько бытовых приборов. Итак, вводные данные.
- Максимальная суммарная нагрузка всех потребителей. Как уже было сказано выше, эти показатели можно найти в паспорте изделия или на бирках самого прибора. Если ни того, ни другого не осталось, то единственная вам дорога – это Интернет. Сегодня в сети много сайтов, предлагающих таблицы с параметрами мощности каждого бытового прибора. Так что это сегодня не проблема.
- Напряжение сети. Это или 220 вольт, или 380 вольт.
- Материал, из которого изготовлен электрический провод. В принципе, разнообразие здесь небольшое, всего лишь две позиции: медь или алюминий. Не будем вдаваться в подробности, таблица соотношения сечения кабеля и материала в Интернете тоже есть. Единственное отметим, что при одинаковой мощности потребления можно устанавливать медный кабель меньшего сечения по сравнению с алюминиевым.
