+7 (812) 920-86-76

[email protected]

Расчет сечения токопроводящей жилы

РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ТОКОПРОВОДЯЩЕЙ ЖИЛЫ
ПРИ ПОДКЛЮЧЕНИИ СВЕТОДИОДОВ К БЛОКУ ПИТАНИЯ.
 
1. Определяем сопротивление линии. 
Для определения сечения кабеля будем использовать блок питания на 12 Вольт 100 Ватт (8,3 А). Нагрузка (по умолчанию светодиоды с максимальной суммарной потребляемой мощность 100 Ватт) будет подключена на расстоянии 8 метров от источника питания. Допустимое падение напряжения на линии "блок питания - светодиоды" составляет не более 0,5 вольта. Делим его на максимальный ток, который будет протекать в линии: 0,5 В/ (100 Вт/ 12 В) = 0,06 Ом. Таким образом, общее сопротивление линии "блок питания - светодиоды" должно быть не более 0,06 Ом.
 
2. Вычисляем сечение проводника. 
Сечение жилы S проводника вычисляется по формуле: 
 
  
где r - удельное сопротивление меди (0,0175 Ом*кв.мм/м), L - длина жилы (м) и R - сопротивление жилы (Ом).
Подставив значения в формулу получим требуемое сечение одной жилы: 
S = (0,0175 * 8)/0,06 = 2,3 кв. мм.
Таким образом, для линии "блок питания - светодиоды" потребуется кабель из двух жил сечением 2,3 кв. мм каждая. Такое сечение токопроводящих жил гарантирует, что падение нормируемого напряжения на конце линии не превысит 0,5 Вольта.
 
3. Определяем реальный диаметр провода. 
Он будет соответствовать вычисленному нами сечению. Так как проводники, как правило, имеют в сечении окружность, то воспользуемся формулой для вычисления геометрической площади окружности:
  

Где S – площадь сечения жилы (кв.мм), r – радиус жилы,  , таким образом 
  

Подставив данные в формулу, получаем значение радиуса r = 0,86 мм, и диаметра D = r*2 = 1,72 мм.
Вывод: сечение одной жилы должно составлять не менее 1,72 мм (2х1,72 – для двужильного кабеля)
 
4. Определение падения напряжения при использовании кабеля ШВВП 2х0,75 мм.
Для подключения светодиодов часто используют кабель ШВВП 2х0,75. Рассчитаем падение напряжения при тех же условиях с длиной кабеля 3 м и 8 м. Производим обратный расчет:
 
  
Где V – искомое напряжение (падение напряжения), I – сила тока блока питания (8,3 А), r – удельное сопротивление меди (0,0175 Ом*кв.мм), L – длина кабеля (м), D – диаметр сечения жилы (мм).
Для 3 метров кабеля ШВВП 0,75 мм:
 
   
Таким образом падение напряжения при длине кабеля 3 м составит 0,98 В
Для 8 метров кабеля ШВВП 0,75 мм:
 
   
Таким образом падение напряжения при длине кабеля 8 м составит 2,63 В
 
Вывод: при использовании кабеля с недостаточным сечением с течением времени будет происходить «снижение яркости» свечения светодиодов. Причина этого заключается в элементарном падении напряжения, а не в качестве блока питания. Блок питания не справиться с нагрузкой и может выйти из строя. Также характерным показателем в подобной ситуации является периодическое «включение/выключение диодов», это означает что блок питания «перегружен» (бОльшая мощность у потребителя). При этом на «выходе» у блока питания значение напряжения будет 12В.