Таблица удельного электрического сопротивления кабелей

Как вычислить сопротивление проводника

Время на чтение:

Использование меди в электротехнических устройствах обусловлено двумя факторами: хорошей проводимостью и относительной дешевизной. При проектировании или ремонте линий электропередач или электронных приборов, необходимо учитывать сопротивление медных проводов. Пренебрежение данным параметром приведет к поломке электрической системы.

Что такое сопротивление медного провода

В металлах ток образуется при появлении электрического поля. Оно «заставляет» двигаться электроны упорядоченно, в одном направлении. Электроны дальних орбит атома, слабо удерживаемые ядром, формируют ток.

Медные провода

При прохождении отрицательных частиц сквозь кристаллическую решетку молекул меди, они сталкиваются с атомами и другими электронами. Возникает препятствие или сопротивление направленному движению частиц.

Для оценки противодействия току была введена величина «электрическое сопротивление» или «электрический импеданс». Обозначается она буквой «R» или «r». Вычисляется сопротивление по формуле Георга Ома: R=, где U — разность потенциалов или напряжение, действующее на участке цепи, I — сила тока.

Понятие сопротивления

Важно! Чем выше значение импеданса металла, тем меньший ток проходит по нему, и именно медные проводники так широко распространены в электротехнике, благодаря этому свойству.

Исходя из формулы Ома, на величину тока влияет приложенное напряжение при постоянном R. Но резистентность медных проводов меняется, в зависимости от их физических характеристик и условий эксплуатации.

Что влияет на сопротивление медного провода

Электрический импеданс медного кабеля зависит от нескольких факторов:

• Удельного сопротивления;
• Площади сечения проволоки;
• Длины провода;
• Внешней температуры.

Последним пунктом можно пренебречь в условиях бытового использования кабеля. Заметное изменение импеданса происходит при температурах более 100°C.

Зависимость сопротивления

Удельное сопротивление в системе СИ обозначается буквой ρ. Оно определяется, как величина сопротивления проводника, имеющего сечение 1 м2 и длину 1 м, измеряется в Ом ∙ м2. Такая размерность неудобна в электротехнических расчетах, поэтому часто используется единица измерения Ом ∙ мм2.

Важно! Данный параметр является характеристикой вещества — меди. Он не зависит от формы или площади сечения. Чистота меди, наличие примесей, метод изготовления проволоки, температура проводника — факторы, влияющие на удельное сопротивление.

Зависимость параметра от температуры описывается следующей формулой: ρt= ρ20[1+ α(t−20°C)]. Здесь ρ20— удельное сопротивление меди при 20°C, α— эмпирически найденный коэффициент, от 0°Cдо 100°C для меди имеет значение, равное 0,004 °C-1, t — температура проводника.

Ниже приведена таблица значений ρ для разных металлов при температуре 20°C.

Таблица удельного сопротивления

Согласно таблице, медь имеет низкое удельное сопротивление, ниже только у серебра. Это обуславливает хорошую проводимость металла.

Чем толще провод, тем меньше его резистентность. Зависимость R проводника от сечения называется «обратно пропорциональной».

Важно! При увеличении поперечной площади кабеля, электронам легче проходить сквозь кристаллическую решетку. Поэтому, при увеличении нагрузки и возрастании плотности тока, следует увеличить площадь сечения.

Увеличение длины медного кабеля влечет рост его резистентности. Импеданс прямо пропорционален протяженности провода. Чем длиннее проводник, тем больше атомов встречаются на пути свободных электронов.

Последним элементом, влияющим на резистентность меди, является температура среды. Чем она выше, тем большую амплитуду движения имеют атомы кристаллической решетки. Тем самым, они создают дополнительное препятствие для электронов, участвующих в направленном движении.

Важно! Если понизить температуру до абсолютного нуля, имеющего значение 0° Kили -273°C, то будет наблюдаться обратный эффект — явление сверхпроводимости. В этом состоянии вещество имеет нулевое сопротивление.

Как узнать сопротивление 1 метра медного провода

После выяснения всех факторов, влияющих на резистентность медного провода, можно объединить их в формуле зависимости сопротивления от сечения проводника и узнать, как вычислить этот параметр. Математическое выражение выглядит следующим образом: R= pl/s, где:

• ρ — удельное сопротивление;
• l — длина проводника, при нахождении сопротивления медного проводника длиной 1 м, l = 1;
• S— площадь поперечного сечения.

Для вычисления S, в случае провода цилиндрической формы, используется формула: S = π ∙ r2 = π d2/4 ≈ 0.785 ∙ d2, здесь:

• r — радиус сечения провода;
• d — его диаметр.

Если провод состоит из нескольких жил, то суммарная площадь будет равна: S = n d2/1,27, где n — количество жил.

Если проводник имеет прямоугольную форму, то S = a ∙ b, где a — ширина прямоугольника, b — длина.

Важно! Узнать диаметр сечения можно штангенциркулем. Если его нет под рукой, то намотать на любой стержень измеряемую проволоку, посчитать количество витков, желательно, чтобы их было не меньше 10 для большей точности. После этого измерить намотанную часть проводника, и разделить значение на количество витков.

Как правильно рассчитать сопротивление провода по сечению

Проектируя электрическую сеть, необходимо правильно подобрать сечение кабеля, чтобы его резистентность не была высокой. Большой импеданс вызовет падение напряжения выше допустимого значения. В результате подключенное к сети электрическое устройство может не заработать. Также, провода начнут перегреваться.

Для правильного расчета минимального сечения необходимо учесть следующие факторы:

• По стандартам ПУЭ падение напряжения не должно быть больше 5%.
• В бытовых условиях ток проходит по двум проводам. Поэтому, при расчете величину сопротивления нужно умножить на 2.
• Учитывать нужно мощность всех подключенных приборов на линии. Для развития предусмотреть запас по нагрузке.

Как вычислить сопротивление проводника по формуле? Для примера можно рассмотреть задачу. Требуется определить: достаточно ли будет медного кабеля сечением 2,5 мм2 и длиной 30 метров для подключения оборудования мощностью 9 кВт.

Формулы электрической цепи

Задача решается следующим образом:

• Резистентность медного кабеля будет равна:

2 ∙ (ρ ∙ L) / S = 2 ∙ (0,0175 ∙ 30) / 2,5 = 0,42 Ом.

• Для нахождения падения напряжения нужно определить силу тока, по формуле: I= P/U.

Здесь P — суммарная мощность оборудования, U — напряжение в цепи. Тогда сила тока будет равна: I = 9000 / 220 = 40,91 А.

• Используя закон Ома, можно найти падение напряжения по кабелю: ΔU = I ∙ R = 40, 91 ∙ 0,42 = 17,18 В.
• От 220 В процент падения составит: U% = (ΔU / U) ∙ 100% = (17,18 / 220) ∙ 100% = 7, 81%>5%.

Падение напряжение выходит за пределы допустимого значения, значит необходимо использовать кабель большего сечения.

Таблица сопротивления медного провода

Узнать резистентность проводника можно по таблицам. В них содержатся готовые результаты вычислений для разных кабелей.

Таблица меди на метр 1

Например, сопротивление меди на метр для различных сечений можно определить без вычислений, из соответствующей таблицы.

Таблица меди на метр 2

Важно! Таблицы не содержат данные о всех сечениях. Если нужно узнать величину импеданса для неуказанного кабеля, то находится среднее значение между двумя ближайшими известными сопротивлениями.

Расчет сопротивления кабеля является важной задачей при проектировании электрической системы. Воспользовавшись формулами или таблицами, можно успешно ее решить.

Источник

ГОСТ 22483. IEC 60228. Электрическое сопротивление жилы

Ссылки для скачивания ⇓	Проверка действия (вводите только 5 цифр)
	Беларусь	Российская федерация	Украина
ГОСТ 22483-2012	действует	действует
IEC 60228-2004*	действует

* На территории Украины принят стандарт ДСТУ EN 60228, но его текста нет, поэтому используйте стандарт международной электротехнической комиссии IEC 60228, который является исходным материалом (распознанная копия в pdf-формате на английском языке).

Полные таблицы стандарта в формате Excel.

Отменённый стандарт ГОСТ 22483-77 (pdf-формат).
Отменённый стандарт IEC 228-1993 (pdf-формат).
На территории Италии действует CEI 20-29 (проверяется через поиск по фразе «CEI 20-29 IEC 60228».

Стандарт не предусматривает соответствия геометрического размера жилы в мм 2 заявленному значению, отслеживается только электрическое сопротивление (пункт 2.2 IEC 60228-2004 и пункт 2.2 на странице 4 из ГОСТ 22483-2012).
Поэтому, если видите «профессионала», который штангенциркулем измеряет диаметр проволок кабеля и затем считает сечение, отмечайте сразу – профан (с ним не по пути).

Определение электрического сопротивления жилы для кабеля, провода и шнура

Определение электрического сопротивления в омах для токоведущей жилы кабельно-проводниковой продукции ведётся по таблицам ГОСТ 22483.
Указано электрическое сопротивление постоянному току 1 000 м жилы при температуре +20 °С.

Если требуется определить сопротивление электрическому току при другой температуре используют формулы (источники: Annex B standard IEC 60228-2004 или Приложение В стандарта ГОСТ 22483-2012):
R = R₂₀ ∙ (234,5 + t) / 254,5 для меди;
R = R₂₀ ∙ (228 + t) / 248 для алюминия; где:

• R₂₀ – сопротивление изъятое из нижеследующих таблиц при +20 °С;
• t – значение температуры в °С, при которой высчитывается характеристика.

Единицей измерения сопротивления R является Ом/км.

Для выявления нужного значения электрического сопротивления необходимо знать:

• номинальное сечение токопроводящей жилы кабеля, провода либо шнура;
• класс жилы (от 1 до 6 включительно);
• материал, из которого изготовлена жила (медь или алюминий);
• для медной проволоки учитывается лужёная она либо нет (зачастую, лужение применяют для проводников в тропическом исполнении с целью защиты от коррозии).

Производитель кабельно-проводниковой продукции в каталоге указывает класс жилы, при этом сам ГОСТ 22483 определяет:

• для кабелей и проводов стационарной (неподивжной) прокладки класс жилы 1 или 2;
• для кабельно-проводниковой продукции подвижного присоединения гибкую жилу класса 3-6 (раздел 3).

Сечение медной жилы, мм 2	Электрическое сопротивление медных нелужёных жил, Ом/км (постоянному току при t = +20 °С)
	1 класса	2 класса	3 класса	4 класса	5 класса	6 класса
0,03	588,0	572,7	669,8
0,05	347,9	366,6	400,9	396,9
0,08	225,3	247,5	256,6	267,9
0,12	130,8	165,3	171,0	174,4
0,20	88,8	89,1	108,3	113,1
0,35	50,7	57,0	58,3	59,5
0,50	36,0	36,0	39,6	40,5	39,0	39,0
0,75	24,5	24,5	25,5	25,2	26,0	26,0
1,0	18,1	18,1	21,8	19,8	19,5	19,5
1,5	12,1	12,1	14,0	13,2	13,3	13,3
2,5	7,41	7,41	7,49	8,05	7,98	7,98
4	4,61	4,61	4,79	4,89	4,95	4,95
6	3,08	3,08	3,11	3,28	3,30	3,30
10	1,83	1,83	1,99	2,00	1,91	1,91
16	1,15	1,15	1,21	1,21	1,21	1,21
25	0,727	0,727	0,809	0,776	0,780	0,780
35	0,524	0,524	0,551	0,547	0,554	0,554
50	0,387	0,387	0,394	0,393	0,386	0,386
70	0,268	0,268	0,277	0,281	0,272	0,272
95	0,193	0,193	0,203	0,201	0,206	0,206
120	0,153	0,153	0,158	0,162	0,161	0,161
150	0,124	0,124	0,130	0,129	0,129	0,129
185	0,1010	0,0991	0,1050	0,1040	0,1060	0,1060
240	0,0775	0,0754	0,0798	0,0808	0,0801	0,0801
300	0,0620	0,0601	0,0654	0,0649	0,0641	0,0641
400	0,0465	0,0470	0,0499	0,0484	0,0486
500	0,0366	0,0366	0,0393	0,0384
625; 630	0,0283	0,0283	0,0287
800	0,0221	0,0221
1000	0,0176	0,0176
1200	0,0151
1400	0,0129
1600	0,0113
1800	0,0101
2000	0,0090
2500	0,0072

Пример: гибкий кабель КГ 2х16 (две жилы сечением 16 мм 2 каждая) имеет нелужёную медную жилу 5 класса, следовательно, её электрическое сопротивление постоянному току составит 1,21 Ом/км.

Сечение медной лужёной жилы, мм 2	Электрическое сопротивление медных лужёных жил, Ом/км (постоянному току при t = +20 °С)
	1 класса	2 класса	3 класса	4 класса	5 класса	6 класса
0,03	617,3	599,5	671,5
0,05	365,3	383,7	419,6	397,9
0,08	238,8	254,6	268,6	268,6
0,12	138,6	170,3	179,0	174,8
0,20	90,4	91,7	113,4	113,4
0,35	51,8	58,7	60,0	59,6
0,50	36,7	36,7	40,7	41,7	40,1	40,1
0,75	24,8	24,8	26,0	25,9	26,7	26,7
1,0	18,2	18,2	22,3	20,4	20,0	20,0
1,5	12,2	12,2	14,3	13,6	13,7	13,7
2,5	7,56	7,56	7,63	8,20	8,21	8,21
4	4,70	4,70	4,88	4,99	5,09	5,09
6	3,11	3,11	3,17	3,35	3,39	3,39
10	1,84	1,84	2,03	2,04	1,95	1,95
16	1,16	1,16	1,24	1,24	1,24	1,24
25	0,734	0,824	0,792	0,795	0,795
35	0,529	0,562	0,558	0,565	0,565
50	0,391	0,402	0,401	0,393	0,393
70	0,270	0,283	0,286	0,277	0,277
95	0,195	0,207	0,205	0,210	0,210
120	0,154	0,161	0,165	0,164	0,164
150	0,126	0,132	0,132	0,132	0,132
185	0,100	0,107	0,106	0,108	0,108
240	0,0762	0,0814	0,0824	0,0817	0,0817
300	0,0607	0,0666	0,0661	0,0654	0,0654
400	0,0475	0,0509	0,0493	0,0495
500	0,0369	0,0401	0,0391
625; 630	0,0286	0,0292
800	0,0224
1000	0,0177
1200	0,0151
1400	0,0129
1600	0,0113
1800	0,0101
2000	0,0090
2500	0,0072

Пример: гибкий провод МКЭШ 7х0,5 (семь жил сечением 0,5 мм 2 каждая) имеет лужёную медную жилу 4 класса, следовательно, её электрическое сопротивление постоянному току составит 41,7 Ом/км.

Сечение алюминиевой жилы, мм 2	Электрическое сопротивление алюминиевых жил, Ом/км (постоянному току при t = +20 °С)
	1 класса	2 класса	3 класса
1,5	18,1	22,7	23,4
2,5	12,1	12,4	12,5
4	7,41	7,41	8,00
6	5,11	5,11	5,20
10	3,08	3,08	3,33
16	1,91	1,91	2,02
25	1,20	1,20	1,35
35	0,868	0,868	0,921
50	0,641	0,641	0,658
70	0,443	0,443	0,470
95	0,320	0,320	0,338
120	0,253	0,253	0,264
150	0,206	0,206	0,211
185	0,164	0,164	0,175
240	0,125	0,125	0,134
300	0,100	0,100	0,109
400	0,0778	0,0778	0,0835
500	0,0605	0,0605	0,0657
625; 630	0,0469	0,0469
800	0,0367	0,0367
1000	0,0291	0,0291
1200	0,0247	0,0247
1400	0,0212
1600	0,0186
1800	0,0165
2000	0,0149
2500	0,0127

Пример: силовой кабель АВВГ 4х10 (четыре жилы сечением 10 мм 2 каждая) имеет алюминиевую жилу 1 класса, следовательно, её электрическое сопротивление постоянному току составит 3,08 Ом/км.

Жилы		Примеры кабелей, проводов и шнуров
1 класса	жёсткие одно-проволочные	ВВГ; ВВГ-П; ВВГнг; ВВГнг-LS; ВБбШв; АВВГ; АВВГнг; АВБбШв; КВВГ;
2 класса	жёсткие много-проволочные	ПВ1;
3 класса	гибкие	ПВ3; МКШ, МКШнг; НВ-3;
4 класса	гибкие (проволок больше, чем в классе 3)	КГЭ; МКЭШ; МКЭШнг; НВ-4; КУПЭВ;
5 класса	гибкие (проволок больше, чем в классе 4)	ПВС; ШВВП; КГ; КГНВ; РПШ; КГЭШ;
6 класса	особо гибкие	КОГ.

Сечение, мм 2	Диаметр одной проволоки (из множества) в жиле, мм, не более
	3 класса	4 класса	5 класса	6 класса
0,03	0,09	0,06
0,05	0,11	0,09	0,06
0,08	0,13	0,11	0,06
0,12	0,16	0,11	0,09
0,20	0,21	0,13	0,11
0,35	0,27	0,16	0,11
0,50	0,33	0,31	0,21	0,16
0,75	0,38	0,31	0,21	0,16
1,0	0,43	0,31	0,21	0,16
1,5	0,53	0,41	0,26	0,16
2,5	0,69	0,43	0,26	0,16
4	0,87	0,53	0,31	0,16
6	0,65	0,53	0,31	0,21
10	0,82	0,53	0,41	0,21
16	0,65	0,53	0,41	0,21
25	0,82	0,53	0,41	0,21
35	0,69	0,59	0,41	0,21
50	0,69	0,59	0,41	0,31
70	0,69	0,59	0,51	0,31
95	0,82	0,59	0,51	0,31
120	0,79	0,69	0,51	0,31
150	0,87	0,69	0,51	0,31
185	0,87	0,69	0,51	0,41
240	0,87	0,69	0,51	0,41
300	0,87	0,69	0,51	0,41
400	0,87	0,69	0,51
500	0,87	0,61
625; 630	0,61

Сфера распространения стандарта ГОСТ 22483

Нормативный документ распространяет своё влияние на круглые и фасонные, уплотнённые и неуплотнённые токопроводящие жилы кабелей, проводов и шнуров. Жилы изготовлены из медной, медной лужёной, алюминиевой проволоки.

Исключениями являются радиочастотные кабели, кабели связи, неизолированные и обмоточные провода. На проводники специального назначения влияет частично либо полностью, в зависимости от соответствующих технических условий.

Текст, приведенный на этой странице, перефразирован без потери здравого смысла, для принятия окончательного решения используйте первоисточник (ссылка для скачивания выше).

Источник