Na prática, não é incomum encontrar o problema de encontrar a resistência de condutores e resistores para vários métodos de conexão. O artigo discute como a resistência é calculada quando os condutores são conectados em paralelo e algumas outras questões técnicas.
Resistência do condutor
Todos os condutores têm a capacidade de impedir o fluxo de corrente elétrica, é comumente chamada de resistência elétrica R, é medida em ohms. Esta é a propriedade básica dos materiais condutores.
Resistividade é usada para realizar cálculos elétricos - ρ Ohm·m/mm2. Todos os metais são bons condutores, cobre e alumínio são os mais usados, e o ferro é usado com muito menos frequência. O melhor condutor é a prata, é usado nas indústrias elétrica e eletrônica. As ligas de alta resistência são amplamente utilizadas.
Ao calcular a resistência, é usada a fórmula conhecida do curso de física da escola:
R=ρ · l/S, S – área seccional; l – comprimento.
Se tomarmos dois condutores, então sua resistência ema conexão paralela se tornará menor devido ao aumento da seção transversal total.
Densidade de corrente e aquecimento do condutor
Para cálculos práticos dos modos de operação dos condutores, utiliza-se o conceito de densidade de corrente - δ A/mm2, é calculado pela fórmula:
δ=I/S, I – corrente, S – seção.
Corrente, passando pelo condutor, o aquece. Quanto maior δ, mais o condutor aquece. Para fios e cabos, foram desenvolvidas normas de densidade admissível, que são dadas no PUE (Regras para a Construção de Instalações Elétricas). Para condutores de dispositivos de aquecimento, existem padrões de densidade de corrente.
Se a densidade δ for maior que a permitida, o condutor pode ser destruído, por exemplo, quando o cabo superaquece, sua isolação é destruída.
As regras regulam o cálculo de condutores para aquecimento.
Métodos de conexão de condutores
Qualquer condutor é muito mais conveniente para representar nos diagramas como uma resistência elétrica R, então eles são fáceis de ler e analisar. Existem apenas três maneiras de conectar resistências. A primeira maneira é a mais fácil - conexão serial.
A foto mostra que a impedância é: R=R1 + R2 + R3.
A segunda maneira é mais complicada - conexão paralela. O cálculo da resistência em conexão paralela é realizado em etapas. A condutividade total G=1/R é calculada e, em seguida, a condutividade totalresistência R=1/G.
Você pode fazer diferente, primeiro calcule a resistência total quando os resistores R1 e R2 estão conectados em paralelo, depois repita a operação e encontre R.
O terceiro método de conexão é o mais complexo - uma conexão mista, ou seja, todas as opções consideradas estão presentes. O diagrama é mostrado na foto.
Para calcular este circuito, ele deve ser simplificado, para isso, substitua os resistores R2 e R3 por um R2, 3. Acontece um circuito simples.
Agora você pode calcular a resistência em conexão paralela, cuja fórmula é:
R2, 3, 4=R2, 3 R4/(R2, 3 + R4).
O circuito fica ainda mais simples, ainda contém resistores conectados em série. Em situações mais complexas, o mesmo método de conversão é usado.
Tipos de condutores
Na engenharia eletrônica, na produção de placas de circuito impresso, os condutores são tiras finas de folha de cobre. Devido ao seu curto comprimento, sua resistência é desprezível e, em muitos casos, pode ser desprezada. Para esses condutores, a resistência na conexão em paralelo diminui devido ao aumento da seção transversal.
Uma grande seção de condutores é representada por fios enrolados. Eles estão disponíveis em diferentes diâmetros - de 0,02 a 5,6 mm. Para transformadores potentes e motores elétricos, são produzidas barras retangulares de cobre. Seções. Às vezes, durante os reparos, um fio de grande diâmetro é substituído por vários fios menores conectados em paralelo.
Uma seção especial de condutores são fios e cabos, a indústria oferece a mais ampla escolha de classes para uma variedade de necessidades. Muitas vezes você precisa substituir um cabo por várias seções menores. As razões para isso são muito diferentes, por exemplo, um cabo com seção transversal de 240 mm2 é muito difícil de colocar ao longo de uma rota com curvas acentuadas. É substituído por 2x120mm2, e problema resolvido.
Cálculo de fios para aquecimento
O condutor é aquecido pela corrente que flui, se sua temperatura exceder o valor permitido, o isolamento é destruído. O PUE fornece o cálculo de condutores para aquecimento, os dados iniciais são a intensidade da corrente e as condições ambientais em que o condutor é colocado. De acordo com esses dados, a seção transversal recomendada do condutor (fio ou cabo) é selecionada nas tabelas do PUE.
Na prática, existem situações em que a carga no cabo existente aumentou muito. Existem duas saídas - substituir o cabo por outro, pode ser caro, ou colocar outro paralelo a ele para aliviar o cabo principal. Neste caso, a resistência do condutor quando conectado em paralelo diminui, portanto a geração de calor diminui.
Para selecionar corretamente a seção transversal do segundo cabo, utilize as tabelas do PUE, é importante não errar na definição de sua corrente de operação. Nesta situação, o resfriamento dos cabos será ainda melhor que o de um. Recomenda-se calcularresistência quando dois cabos são conectados em paralelo para determinar com mais precisão sua dissipação de calor.
Cálculo de condutores para perda de tensão
Quando o consumidor Rn está localizado a uma grande distância L da fonte de energia U1, ocorre uma queda de tensão bastante grande nos fios da linha. O consumidor Rn recebe a tensão U2 muito menor que a U1 inicial. Na prática, vários equipamentos elétricos conectados à linha em paralelo atuam como carga.
Para resolver o problema, a resistência é calculada quando todos os equipamentos estão ligados em paralelo, então a resistência de carga Rn é encontrada. Em seguida, determine a resistência dos fios da linha.
Rl=ρ 2L/S,
Aqui S é a seção do fio de linha, mm2.
A seguir, a corrente de linha é determinada: I=U1/(Rl + Rn). Agora, conhecendo a corrente, determine a queda de tensão nos fios da linha: U=I Rl. É mais conveniente encontrá-lo como uma porcentagem de U1.
U%=(I Rl/U1) 100%
Valor recomendado de U% - não mais que 15%. Os cálculos acima são aplicáveis para qualquer tipo de corrente.
