En la práctica, no es raro encontrar el problema de encontrar la resistencia de los conductores y resistencias para varios métodos de conexión. El artículo analiza cómo se calcula la resistencia cuando los conductores están conectados en paralelo y algunos otros problemas técnicos.
Resistencia del conductor
Todos los conductores tienen la capacidad de impedir el paso de la corriente eléctrica, comúnmente se le llama resistencia eléctrica R, se mide en ohmios. Esta es la propiedad básica de los materiales conductores.
La resistividad se usa para realizar cálculos eléctricos - ρ Ohm·m/mm2. Todos los metales son buenos conductores, el cobre y el aluminio son los más utilizados, y el hierro se usa con mucha menos frecuencia. El mejor conductor es la plata, se utiliza en la industria eléctrica y electrónica. Las aleaciones de alta resistencia son muy utilizadas.
Al calcular la resistencia, se utiliza la fórmula conocida del curso de física de la escuela:
R=ρ · l/S, S – área de la sección; l – longitud.
Si tomamos dos conductores, entonces su resistencia enla conexión en paralelo se hará más pequeña debido al aumento de la sección transversal total.
Densidad de corriente y calentamiento del conductor
Para cálculos prácticos de los modos de funcionamiento de los conductores, se utiliza el concepto de densidad de corriente - δ A/mm2, se calcula mediante la fórmula:
δ=I/S, I – corriente, S – sección.
La corriente, al pasar por el conductor, lo calienta. Cuanto mayor es δ, más se calienta el conductor. Para alambres y cables se han desarrollado normas de densidad permisible, las cuales se encuentran dadas en las PUE (Reglas para la Construcción de Instalaciones Eléctricas). Para los conductores de dispositivos de calefacción, existen estándares de densidad de corriente.
Si la densidad δ es superior a la permitida, el conductor puede destruirse, por ejemplo, cuando el cable se sobrecalienta, su aislamiento se destruye.
Las normas regulan el cálculo de conductores para calefacción.
Métodos de conexión de conductores
Cualquier conductor es mucho más conveniente para representar en los diagramas como una resistencia eléctrica R, entonces son fáciles de leer y analizar. Solo hay tres formas de conectar resistencias. La primera forma es la más fácil: conexión en serie.
La foto muestra que la impedancia es: R=R1 + R2 + R3.
La segunda forma es más complicada: conexión en paralelo. El cálculo de la resistencia en conexión en paralelo se realiza por etapas. Se calcula la conductividad total G=1/R, y luego el totalresistencia R=1/G.
Puedes hacerlo de otra manera, primero calcula la resistencia total cuando las resistencias R1 y R2 están conectadas en paralelo, luego repite la operación y encuentra R.
El tercer método de conexión es el más complejo: una conexión mixta, es decir, todas las opciones consideradas están presentes. El diagrama se muestra en la foto.
Para calcular este circuito, debe simplificarse, para hacer esto, reemplace las resistencias R2 y R3 con una R2, 3. Resulta un circuito simple.
Ahora puedes calcular la resistencia en conexión en paralelo, cuya fórmula es:
R2, 3, 4=R2, 3 R4/(R2, 3 + R4).
El circuito se vuelve aún más simple, todavía contiene resistencias conectadas en serie. En situaciones más complejas, se utiliza el mismo método de conversión.
Tipos de conductores
En ingeniería electrónica, en la producción de placas de circuito impreso, los conductores son tiras delgadas de lámina de cobre. Debido a su corta longitud, su resistencia es despreciable, y en muchos casos puede despreciarse. Para estos conductores, la resistencia en conexión en paralelo disminuye debido al aumento de la sección transversal.
Una gran parte de los conductores está representada por alambres enrollados. Están disponibles en diferentes diámetros, desde 0,02 hasta 5,6 mm. Para transformadores potentes y motores eléctricos, se producen barras de cobre rectangulares.secciones. A veces, durante las reparaciones, se reemplaza un cable de gran diámetro por varios más pequeños conectados en paralelo.
Una sección especial de conductores son los alambres y cables, la industria ofrece la más amplia variedad de grados para una variedad de necesidades. A menudo, debe reemplazar un cable con varias secciones más pequeñas. Las razones de esto son muy diferentes, por ejemplo, un cable con una sección transversal de 240 mm2 es muy difícil de tender a lo largo de una ruta con curvas cerradas. Se reemplaza con 2x120mm2, y problema resuelto.
Cálculo de cables para calefacción
El conductor se calienta por la corriente que fluye, si su temperatura excede el valor permitido, el aislamiento se destruye. PUE proporciona el cálculo de conductores para calefacción, los datos iniciales son la intensidad actual y las condiciones ambientales en las que se coloca el conductor. De acuerdo con estos datos, la sección transversal recomendada del conductor (hilo o cable) se selecciona de las tablas en el PUE.
En la práctica, hay situaciones en las que la carga en el cable existente ha aumentado considerablemente. Hay dos salidas: reemplazar el cable por otro, puede ser costoso, o colocar otro paralelo para aliviar el cable principal. En este caso, la resistencia del conductor cuando se conecta en paralelo disminuye, por lo tanto, la generación de calor disminuye.
Para seleccionar correctamente la sección transversal del segundo cable, use las tablas del PUE, es importante no equivocarse con la definición de su corriente de operación. En esta situación, la refrigeración de los cables será incluso mejor que la de uno. Se recomienda calcularresistencia cuando se conectan dos cables en paralelo para determinar con mayor precisión su disipación de calor.
Cálculo de conductores por pérdida de tensión
Cuando el consumidor Rn se encuentra a una gran distancia L de la fuente de energía U1, se produce una caída de tensión bastante grande en los cables de línea. El consumidor Rn recibe una tensión U2 mucho más baja que la inicial U1. En la práctica, varios equipos eléctricos conectados a la línea en paralelo actúan como una carga.
Para resolver el problema, la resistencia se calcula cuando todos los equipos están conectados en paralelo, por lo que se encuentra la resistencia de carga Rn. A continuación, determine la resistencia de los cables de línea.
Rl=ρ 2L/S,
Aquí S es la sección del cable de línea, mm2.
A continuación, se determina la corriente de línea: I=U1/(Rl + Rn). Ahora, conociendo la corriente, determine la caída de tensión en los hilos de la línea: U=I Rl. Es más conveniente encontrarlo como un porcentaje de U1.
U%=(I Rl/U1) 100%
Valor recomendado de U% - no más del 15%. Los cálculos anteriores son aplicables para cualquier tipo de corriente.
