Verständnis der Größe und Auswahl der Leiter

Bei der Auswahl zwischen festen und gestrandeten Elektrokabeln geht es bei der Elektrotechnik nicht nur um das, was Sie mögen.Es ist eine sorgfältige Wahl, die davon abhängt, was Sie für Ihr Projekt benötigen.In diesem Artikel werden wir die Hauptunterschiede zwischen diesen beiden Arten von Drähten aufschlüsseln.Wir werden uns ansehen, wie sie hergestellt werden, wofür sie verwendet werden und wie sie sich ausführen.Wenn Sie mehr über feste und gestrandete Drähte sowie andere wichtige Details wie Drahtgrößen und -scheiben erfahren, sind Sie besser gerüstet, um Auswahlmöglichkeiten zu treffen, die die Sicherheit, Effizienz und wie gut unterschiedliche elektrische Setups funktionieren.

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Fester und gestrandeter Elektrodraht

Elektrische Drähte sind im Allgemeinen zylindrisch, obwohl ihre innere Struktur erheblich variieren kann.Die beiden Haupttypen sind fester Draht und gestrandeter Draht, jeweils für verschiedene Anwendungen, die auf ihren mechanischen und elektrischen Eigenschaften basieren.

Fester Draht

Abbildung 2. solide Draht

Ein fester Draht besteht aus einem einzelnen, ungebrochenen Kupferstrang.Diese kontinuierliche Struktur verbessert die Leitfähigkeit, indem der Widerstand minimiert wird, wodurch sie hocheffizient für die Übertragung des elektrischen Stroms ist.Da es keine Lücken zwischen Strängen gibt, wird der Energieverlust aufgrund des inneren Widerstands verringert.

Diese Inflexibilität macht jedoch auch feste Draht anfälliger für den Bruch, wenn sie einer wiederholten Biegung oder mechanischen Spannung ausgesetzt sind.Im Laufe der Zeit kann sich eine kontinuierliche Beugung entwickeln, was sich entwickeln kann, was die elektrische Integrität beeinträchtigen kann.Aus diesem Grund wird fester Draht in der Regel in stationären Anwendungen verwendet, bei denen die Bewegung minimal ist, z. B. Elektropaneele, Haushaltsverkabelung und unterirdische Installationen.

Gestrandeter Draht

Abbildung 3. Draht

Ein gestrandeter Draht umfasst mehrere dünnere Kupferstränge, die zu einem einzelnen Leiter verwoben oder zusammengedreht sind.Dieses Design bietet eine größere Flexibilität und ermöglicht es dem Draht, sich zu beugen und sich zu bewegen, ohne zu brechen.Infolgedessen eignet sich gestrandete Draht ideal für Anwendungen, bei denen Kabel häufige Bewegungen, Vibrationen oder mechanische Spannungen wie Robotik, Automobilsysteme und tragbare elektronische Geräte erleben.

Während gestrandete Draht eine verbesserte Haltbarkeit in dynamischen Umgebungen bietet, führt das Vorhandensein mehrerer Stränge im Vergleich zu festem Draht einen etwas höheren elektrischen Widerstand.Dies ist auf die erhöhte Oberfläche zwischen Strängen zurückzuführen, was zu geringfügigen Energieverlusten führen kann.

Elektrische Leistung und Größe

Die Fähigkeit eines Drahtes, Strom sicher zu tragen, hängt nicht nur von seinem Durchmesser von seinem Querschnittsbereich ab.Eine größere Querschnittsfläche ermöglicht einen höheren Stromfluss und minimiert übermäßige Wärmeansammlungen.

Abbildung 4. Bezeichnung der Drahtgröße

Beispielsweise hat ein fester Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,1019 Zoll eine Querschnittsfläche, die wie folgt berechnet wird:

• Bestimmen Sie den Radius: Der Radius (R) ist der halbe Durchmesser:

r = 0,1019 / 2 = 0,05095 Zoll

• Berechnen Sie die Querschnittsfläche (a): Verwenden Sie die Formel für den Bereich eines Kreises:

Abbildung 5. Entwerfen der Formel der Drahtkreisfläche

A = P × r²

A = 3,1416 × (0,05095)²

A ≈ 0,008155 Quadratzoll

Diese Messung ist riskant bei der Bestimmung von Faktoren wie elektrischem Widerstand, Wärmeableitung und Effizienz innerhalb einer Schaltung.

Bei der Auswahl zwischen festem und gestrandetem Kabel müssen die spezifischen Anforderungen der Installation berücksichtigt werden:

• Für FernstromübertragungFeste Draht wird bevorzugt, da sein niedrigerer Widerstand den Energieverlust verringert.

• Gestrandeter Draht ist die bessere Wahl für Umgebungen, die Flexibilität erfordern, wie es wiederholt Biege und Bewegung ertragen kann, ohne zu brechen.

Während beide Drahttypen den gleichen Zweck der Durchführung von Strom dienen, bestimmen ihre strukturellen Unterschiede, wo und wie sie verwendet werden sollen.

Drahtbereich in Mils und kreisförmigen Mils

Bei der Messung von elektrischen Drähten ist es üblich, MILs zu verwenden - eine Einheit, die Tausendstel Zoll darstellt.Dies vereinfacht die Berechnungen, insbesondere bei der Arbeit mit Drahtdurchmessern.Beispielsweise entspricht ein Draht mit einem Durchmesser von 0,1019 Zoll 101,9 mil, weil:

× 1000 = 101,9 mil

Querschnittsfläche in quadratischen MILs

Um die Querschnittsfläche eines Drahtes zu bestimmen, verwenden wir die Formel für den Bereich eines Kreises:

A = PR2

Wo R ist halb der Durchmesser des Drahtes (d. H. Der Radius).Da diese Formel π beinhaltet, liefert sie eine genaue Flächenmessung in quadratischen MILs, die für Anwendungen mit nicht kreisförmigen Leitern nützlich ist.

Während quadratische MILs Präzision bieten, benötigen sie beim Vergleich verschiedener Drahtgrößen komplexere Berechnungen, sodass sie für Standard -elektrische Anwendungen weniger bequem sind.

Kreismilch eine vereinfachte Messung für Drähte

In der Elektrotechnik ist die kreisförmige MIL (CMIL) die bevorzugte Einheit für die Messung der Drahtfläche, da sie die Notwendigkeit von π beseitigt, wodurch Berechnungen schneller und intuitiver werden.Anstatt den Radius zu verwenden, wird der kreisförmige MIL -Bereich mit einer viel einfacheren Formel bestimmt:

A = d²

Wo D ist der Drahtdurchmesser in mils.

Diese Methode erleichtert das Vergleich verschiedener Drahtgrößen, ohne den zusätzlichen Schritt des Radius und der Multiplizierung mit P.Infolgedessen sind kreisförmige MILs der Standard für die Bestimmung von Drahtmessgeräten, die Stromversorgerkapazität und die elektrische Effizienz.

Vergleich von quadratischen MILs und kreisförmigen Mils

Um den Unterschied zwischen quadratischen MILs und kreisförmigen MILs zu verstehen, betrachten Sie einen runden Leiter und einen quadratischen Leiter der gleichen Breite.Da ein Quadrat mehr Fläche als ein Kreis mit demselben Durchmesser umschließt, ist die Beziehung zwischen diesen beiden Einheiten:

Abbildung 6. Quadratmilden und kreisförmige MILS -Differenz in den Messungen

Diese Konvertierung ist nützlich, wenn Sie mit rechteckigen und runden Leitern arbeiten.Quadratische MILs eignen sich besser für die Berechnung der Fläche von flachen oder rechteckigen Leitern, während kreisförmige MILs eine effizientere Methode für die Größe von Rundkabeln bieten.

Durch die Verwendung von kreisförmigen MILs können Sie schnell die Drahtgrößen und deren Gesellschafter bestimmen, ohne detaillierte geometrische Berechnungen zu benötigen.Dieser standardisierte Ansatz verbessert die Effizienz und erleichtert die Auswahl des entsprechenden Drahtmessers für eine bestimmte elektrische Belastung.

Messung des Drahtmessgeräts zur Berechnung der Querschnittsfläche

Neben dem Messen von Drähten mit ihrem Durchmesser oder Querschnittsbereich wird das Messsystem üblicherweise zur Definition der Drahtgröße verwendet.Dieses System bietet eine standardisierte Möglichkeit zum Vergleich verschiedener Drahtdicke, sodass das entsprechende Kabel für elektrische Anwendungen einfacher ausgewählt werden kann.

Drahtmesswerte folgen einer umgekehrten Beziehung zur Drahtdicke:

• Eine Zahl mit höherer Messstoffe stellt einen dünneren Draht dar.

• Eine niedrigere Messgeräte stellt einen dickeren Draht dar.

Dieses System ermöglicht Schnellgrößenvergleiche, ohne komplexe Berechnungen zu benötigen.

Das amerikanische Drahtmessgerät (AWG)

Abbildung 7. American Draht Messing (AWG)

Das amerikanische Drahtmessgerät (AWG) ist der am weitesten verbreitete Drahtgrößenstandard in Nordamerika.Es folgt einer logarithmischen Skala, was bedeutet, dass sich die Drahtgröße mit vorhersehbarer Geschwindigkeit ändert:

• Alle drei Stufen in der Messgröße verdoppeln die Querschnittsfläche des Drahtes.

• Alle sechs Schritte in der Messgröße verdoppeln den Durchmesser des Drahtes ungefähr.

Dieses Muster bietet eine praktische Möglichkeit, die elektrische Kapazität und den Widerstand eines Drahtes zu schätzen, ohne die genauen Abmessungen zu berechnen.

Messgrößen und "etwas" Notation

Das AWG -System reicht von höheren Zahlen (dünnere Drähte) bis 1 AWG.Darüber hinaus wechselt das System zu einer Null-basierten Notation, auch als "Aught" -G-Größen bekannt:

• 1/0 awg → ausgesprochen "ein-eratchen" oder "ein-null"

• 2/0 AWG → "Zweiermittler"

• 3/0 AWG → "Dreier Lehrer"

• 4/0 AWG → "Vierermittler"

Bei Kabeln, die größer als 4/0 AWG sind, verlagert sich der Standard auf Tausende von kreisförmigen MILs (MCM oder KCMIL), um die Größe bequemer auszudrücken:

• 1 MCM (oder KCMIL) = 1000 kreisförmige Mils

Dieses System wird für extrem große Leiter verwendet, wie beispielsweise für die Stromverteilung, bei denen AWG -Zahlen unbrauchbar werden würden.

Alternative Drahtmessstandards

Während AWG in Nordamerika der Standard ist, werden andere Messgeräte in verschiedenen Regionen und Branchen verwendet:

Abbildung 8. British Standard Draht Messing (SWG)

• British Standard Draht Messing (SWG): In Großbritannien und Kanada für elektrische Verkabelung häufig.

• Musikdrahtmessgeräte (MWG) und Stubs Stahldrahtmessgeräte: Wird für mechanische, industrielle und produzierende Anwendungen und nicht für elektrische Leiter verwendet.

Das Verständnis dieser Messsysteme gewährleistet die korrekte Auswahl der Drähte für elektrische, mechanische und hochleistungsfähige industrielle Anwendungen, wodurch die Größenfehler beim Arbeiten über verschiedene Standards hinweg verhindern.

Drahtgrößendiagramm für feste, runde Kupferleiter

Die Auswahl der richtigen Drahtgröße ist nützlich, um eine sichere und effiziente elektrische Leistung zu gewährleisten.Das folgende Diagramm enthält wichtige Spezifikationen für feste Kupferleiter, einschließlich Durchmesser, Querschnittsfläche (gemessen in kreisförmigen MILs und quadratischen Zoll) und Gewicht pro 1.000 Fuß.Diese Werte sind schwerwiegend für die Bestimmung der Stromversorgerkapazität, des Widerstands und der mechanischen Haltbarkeit eines Drahtes.

AWG -Drahtgröße Diagramm

Größe Awg	Durchmesser (Zoll)	Querschnitt Bereich (Cir. Mils)	Gewicht (sq. Zoll)	Gewicht (lb/1000 ft)
4/0	0,4600	211.600	0,1662	640.5
3/0	0,4096	167.800	0,1318	507.9
2/0	0,3648	133.100	0,1045	402.8
1/0	0,3249	105.500	0,08289	319.5
1	0,2893	83.690	0,06573	253.5
2	0,2576	66.370	0,05213	200.9
3	0,2294	52.630	0,04134	159.3
4	0,2043	41.740	0,03278	126,4
5	0,1819	33.100	0,02600	100,2
6	0,1620	26.250	0,02062	79,46
7	0,1443	20.820	0,01635	63.02
8	0,1285	16.510	0,01297	49,97
9	0,1144	13.090	0.01028	39.63
10	0,1019	10.380	0,008155	31.43
11	0,09074	8,234	0,006467	24.92
12	0,08081	6,530	0,005129	19.77
13	0,07196	5,178	0,004067	15.68
14	0,06408	4,107	0,003225	12.43
15	0,05707	3.257	0,002558	9.858
16	0,05082	2.583	0,002028	7.818
17	0,04526	2.048	0,001609	6.200
18	0,04030	1,624	0,001276	4.917
19	0,03589	1,288	0,001012	3.899
20	0,03196	1.022	0,0008023	3.092
21	0,02846	810.1	0,0006363	2.452
22	0,02535	642.5	0,0005046	1,945
23	0,02257	509.5	0,0004001	1,542
24	0.02010	404	0,0003173	1.233
25	0,01790	320.4	0,0002517	0,9699
26	0,01594	254.1	0,0001996	0,7692
27	0,01420	201.5	0,0001583	0,6100
28	0,01264	159,8	0,0001255	0,4837
29	0,01126	126.7	0,00009954	0,3836
30	0.01003	100,5	0,00007894	0,3042
31	0,008928	79,7	0,00006260	0,2413
32	0,007950	63.21	0,00004964	0,1913
33	0,007080	50.13	0,00003937	0,1517
34	0,006305	39.75	0,00003122	0,1203
35	0,005615	31.52	0,00002476	0,09542
36	0,005000	25.00	0,00001963	0,07567
37	0,004453	19.83	0,00001557	0,06001
38	0,003965	15.72	0,00001235	0,04759
39	0,003531	12.47	0,000009793	0,03774
40	0,003145	9.888	0,000007766	0,02993
41	0,002800	7.842	0,000006159	0,02374
42	0,002494	6.219	0,000004884	0,01882
43	0,002221	4.932	0,000003873	0,01493

Einschränkungen fester Leiter in großen Drahtgrößen

Mit zunehmender Drahtgrößen werden feste Leiter schwieriger zu handhaben, zu biegen und zu installieren.Ihre feste Struktur macht sie anfällig für mechanische Spannungsfrakturen, insbesondere in Anwendungen, die häufige Bewegung oder Vibration beinhalten.

Für Drähte, die größer als 6 AWG sind, wird in der Regel stattdessen gestrandeter Draht verwendet, da er mehrere Vorteile bietet:

• Größere FlexibilitätDie Installation erleichtern enge Räume.

• Höherer Widerstand mechanische Belastung, verringern Sie das Risiko eines Bruchs.

• Bessere Performancee in dynamischen Umgebungen wie Industrieausrüstung, Elektrofahrzeugen und Stromübertragungssystemen.

Kussbars für hochströmende Anwendungen

Abbildung 9. Busbars

In Situationen, in denen herkömmliche Drähte extrem hohe Ströme nicht effizient bewältigen können, dienen die Buschar (feste Metallstangen) als Alternative.Diese Leiter, die typischerweise aus Kupfer oder Aluminium bestehen, werden in Stromverteilung, Industriemaschinen und elektrischen Umspannwerken verwendet.

Vorteile von Busbars gegenüber großartigen Kabeln

Die Busbarnen werden aufgrund ihrer:

• Niedrigerer elektrischer Widerstand, Reduzierung von Energieverlusten.

• Höhere mechanische Stärke, um die Haltbarkeit bei anspruchsvollen Bedingungen zu gewährleisten.

• Bessere Wärmeissipation , minimieren thermischer Stress und Verbesserung der Effizienz des Gesamtsystems.

Das Design und die Installation von Busubenbaum

Die Busbarnen sind normalerweise nicht isoliert und erfordern Isolator -Pattsituationen, um einen versehentlichen Kontakt mit anderen leitenden Materialien zu verhindern.Sie kommen in verschiedenen Querschnittsformen, die jeweils für unterschiedliche elektrische und mechanische Anforderungen geeignet sind:

• Rechteckig (am häufigsten): Maximiert die Stromkapazität und Wärmeabteilung.

• Rund oder röhrenförmig: Reduziert den Hautwirkung und Wirbelstromverluste bei hochfrequenten AC-Anwendungen.

• T-förmig oder L-förmig: Benutzerdefinierte Profile sind für Platzbeschränkungen und strukturelle Montage ausgelegt.

Trotz ihrer unterschiedlichen physikalischen Formen werden die Buschars üblicherweise in kreisförmigen MILs (CMIL) bewertet, um sich mit Standard -Drahtgrößenmethoden auszurichten.Diese Konsistenz vereinfacht Vergleiche der Leitfähigkeit und der Stärbung zwischen Busbars und traditionellen Drähten.

Warum wünschen Sie sich für Busbars anstelle von großen Kabeln?

Die Busbars bieten mehrere wichtige Vorteile gegenüber Kabeln mit großer Klang in hochstromigen Systemen:

• Effektivere Spannungsabfallreduzierung, um eine effiziente Stromübertragung zu gewährleisten.

• Verbesserte Wärmeableitung und verhindern übermäßiger thermischer Aufbau.

• Unterstützung für modulare Konfigurationen und ermöglicht eine einfachere Systemerweiterung oder -änderung.

• höhere Systemeffizienz, Reduzierung der Energieverluste in industriellen und gewerblichen Anwendungen.

Abschluss

Die Auswahl des richtigen Elektrokabels ist der Schlüssel, um die beste Leistung und Sicherheit aus elektrischen Systemen zu erhalten.In diesem Artikel haben wir die einzigartigen Vorteile und besten Verwendungszwecke für feste und gestrandete Drähte gesehen.Wir haben auch über Drahtgrößen und Busbars gesprochen, die im Umgang mit hohen Strömungen wichtig sind.Egal, ob Sie einen Draht benötigen, der bei Setups, die sich nicht bewegen, nicht viel Energie verliert, oder eine, die flexibel ist, um Teile zu bewegt, und die Auswahl der richtigen Drahttyps.Das Verständnis dieser Unterschiede hilft nicht nur bei der Auswahl der richtigen Materialien für jeden Job, sondern auch bei der Verbesserung des Entwerfens von elektrischen Systemen.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie lesen Sie eine Leitergröße?

Die Leitergröße wird typischerweise durch seine Messgeräte (AWG) oder in Bezug auf seine Querschnittsfläche in quadratischen Millimetern (mm²) gelesen.Bei Drähten zeigt die Messelement (wie AWG) umgekehrt die Größe an - leuchtende Zahlen bedeuten dickere Drähte.

2. Was ist 4 AWG in MM2?

4 AWG-Draht hat eine Querschnittsfläche von ungefähr 21,15 mm².

3. Welche Größe hat 1,5 mm Draht?

Ein mit 1,5 mm markiertes Draht bezieht sich normalerweise auf seine Querschnittsfläche, die 1,5 mm² beträgt.Dies entspricht nicht direkt einer bestimmten AWG -Größe, sondern entspricht ungefähr zwischen 15 und 16 AWG.

4. Welche Größe hat 10 AWG in MM2?

10 AWG-Draht hat eine Querschnittsfläche von etwa 5,26 mm².

5. Wofür steht AWG?

AWG steht für "American Wire Gauge".Es ist ein standardisiertes Drahtmesssystem, das hauptsächlich in Nordamerika verwendet wird, um den Durchmesser und die Tragfähigkeit des Drahtes zu bezeichnen.