En pratique, il n'est pas rare de rencontrer le problème de trouver la résistance des conducteurs et des résistances pour différentes méthodes de connexion. L'article explique comment la résistance est calculée lorsque les conducteurs sont connectés en parallèle et quelques autres problèmes techniques.
Résistance du conducteur
Tous les conducteurs ont la capacité d'empêcher la circulation du courant électrique, on l'appelle communément résistance électrique R, elle se mesure en ohms. C'est la propriété fondamentale des matériaux conducteurs.
La résistivité est utilisée pour effectuer des calculs électriques - ρ Ohm·m/mm2. Tous les métaux sont de bons conducteurs, le cuivre et l'aluminium sont les plus largement utilisés et le fer est beaucoup moins utilisé. Le meilleur conducteur est l'argent, il est utilisé dans les industries électriques et électroniques. Les alliages à haute résistance sont largement utilisés.
Lors du calcul de la résistance, la formule connue du cours de physique de l'école est utilisée:
R=ρ · l/S, S – aire de section; l – longueur.
Si nous prenons deux conducteurs, alors leur résistance àla connexion parallèle deviendra plus petite en raison de l'augmentation de la section transversale totale.
Densité de courant et échauffement du conducteur
Pour les calculs pratiques des modes de fonctionnement des conducteurs, le concept de densité de courant est utilisé - δ A/mm2, il est calculé par la formule:
δ=I/S, I – courant, S – section.
Le courant, traversant le conducteur, le chauffe. Plus δ est grand, plus le conducteur s'échauffe. Pour les fils et câbles, des normes de densité admissible ont été développées, qui sont données dans les PUE (Règles de Construction des Installations Electriques). Pour les conducteurs des appareils de chauffage, il existe des normes de densité actuelles.
Si la densité δ est supérieure à celle autorisée, le conducteur peut être détruit, par exemple, lorsque le câble surchauffe, son isolation est détruite.
Les règles régissent le calcul des conducteurs pour le chauffage.
Méthodes de connexion des conducteurs
N'importe quel conducteur est beaucoup plus pratique à représenter sur les schémas comme une résistance électrique R, alors ils sont faciles à lire et à analyser. Il n'y a que trois façons de connecter des résistances. La première façon est la plus simple - la connexion série.
La photo montre que l'impédance est: R=R1 + R2 + R3.
La deuxième façon est plus compliquée - connexion parallèle. Le calcul de la résistance en connexion parallèle est effectué par étapes. La conductivité totale G=1/R est calculée, puis la conductivité totalerésistance R=1/G.
Vous pouvez le faire différemment, calculez d'abord la résistance totale lorsque les résistances R1 et R2 sont connectées en parallèle, puis répétez l'opération et trouvez R.
La troisième méthode de connexion est la plus complexe - une connexion mixte, c'est-à-dire que toutes les options envisagées sont présentes. Le diagramme est montré sur la photo.
Pour calculer ce circuit, il faut le simplifier, pour ce faire, remplacez les résistances R2 et R3 par une R2, 3. Il s'avère un circuit simple.
Vous pouvez maintenant calculer la résistance en connexion parallèle, dont la formule est:
R2, 3, 4=R2, 3 R4/(R2, 3 + R4).
Le circuit devient encore plus simple, il contient toujours des résistances connectées en série. Dans des situations plus complexes, la même méthode de conversion est utilisée.
Types de conducteurs
En ingénierie électronique, dans la production de cartes de circuits imprimés, les conducteurs sont de fines bandes de feuille de cuivre. En raison de leur faible longueur, leur résistance est négligeable et, dans de nombreux cas, elle peut être négligée. Pour ces conducteurs, la résistance en connexion parallèle diminue en raison de l'augmentation de la section.
Une grande section de conducteurs est représentée par des fils de bobinage. Ils sont disponibles en différents diamètres - de 0,02 à 5,6 mm. Pour les transformateurs puissants et les moteurs électriques, des barres de cuivre rectangulaires sont produites.sections. Parfois, lors de réparations, un fil de gros diamètre est remplacé par plusieurs plus petits connectés en parallèle.
Une section spéciale de conducteurs sont des fils et des câbles, l'industrie offre le plus large choix de grades pour une variété de besoins. Souvent, vous devez remplacer un câble par plusieurs sections plus petites. Les raisons en sont très différentes, par exemple, un câble d'une section de 240 mm2 est très difficile à poser le long d'un tracé avec des virages serrés. Il est remplacé par 2x120mm2, et le problème est résolu.
Calcul des fils pour le chauffage
Le conducteur est chauffé par le courant qui circule, si sa température dépasse la valeur admissible, l'isolation est détruite. PUE prévoit le calcul des conducteurs pour le chauffage, les données initiales sont l'intensité du courant et les conditions environnementales dans lesquelles le conducteur est posé. En fonction de ces données, la section de conducteur recommandée (fil ou câble) est sélectionnée dans les tableaux du PUE.
En pratique, il y a des situations où la charge sur le câble existant a considérablement augmenté. Il y a deux solutions - remplacer le câble par un autre, cela peut coûter cher, ou en poser un autre parallèlement afin de soulager le câble principal. Dans ce cas, la résistance du conducteur lorsqu'il est connecté en parallèle diminue, d'où la génération de chaleur diminue.
Pour sélectionner correctement la section du deuxième câble, utilisez les tableaux du PUE, il est important de ne pas se tromper avec la définition de son courant de fonctionnement. Dans cette situation, le refroidissement des câbles sera encore meilleur que celui d'un. Il est recommandé de calculerrésistance lorsque deux câbles sont connectés en parallèle pour déterminer plus précisément leur dissipation thermique.
Calcul des conducteurs pour la perte de tension
Lorsque le consommateur Rn est situé à une grande distance L de la source d'énergie U1, une chute de tension assez importante se produit sur les fils de ligne. Le consommateur Rn reçoit une tension U2 bien inférieure à la U1 initiale. En pratique, divers équipements électriques connectés à la ligne en parallèle agissent comme une charge.
Pour résoudre le problème, la résistance est calculée lorsque tous les équipements sont connectés en parallèle, de sorte que la résistance de charge Rn est trouvée. Ensuite, déterminez la résistance des fils de ligne.
Rl=ρ 2L/S,
Ici S est la section du fil de ligne, mm2.
Ensuite, le courant de ligne est déterminé: I=U1/(Rl + Rn). Maintenant, connaissant le courant, déterminez la chute de tension sur les fils de la ligne: U=I Rl. Il est plus pratique de le trouver en pourcentage de U1.
U%=(I Rl/U1) 100%
Valeur recommandée de U% - pas plus de 15%. Les calculs ci-dessus sont applicables pour tout type de courant.
