Kuinka olla sytyttämättä sähköpaloa: lankamittareiden laskeminen seuraavaa tee-se-itse-projektiasi varten

Useimmille harrastajille lankojen valinta on aliarvioitu osa projektisuunnittelua. Liian ohuen johtimen käytöllä voi olla tuhoisia seurauksia, jotka vaihtelevat huonoon suorituskykyyn johtavista jännitteen pudoksista sähköpaloihin.

Tärkeyydestään huolimatta paksumpi lanka on kalliimpaa. Joten harrastajat säästävät usein tätä materiaalia.

Tavoitteemme on selvittää ohuin johto, jota voimme käyttää, pitäen samalla jännitehäviömme kohtuullisella marginaalilla ja välttäen sähköpalon vaaraa.

Kun käytämme aikaa matematiikan läpikäymiseen, säästämme itseämme valtavalta työmäärältä. Sukellaan sisään!

Sähkön purkaminen, putkityöt

Sähköä voi olla vaikea visualisoida, joten katsotaanpa klassista metaforaa sähkön ymmärtämiseksi. Elektronien sijasta johdossa, kuvaa vesi putkessa:

• Nykyinen olisi vesi putkessa.
• Jännite olisi paine, joka työntää vettä putken läpi.
• Resistanssi olisi itse putken halkaisija.

Tämä metafora sopii monella tapaa täydellisesti lankamittareiden ajatteluun. Aivan kuten putken halkaisija, langan halkaisija on suoraan verrannollinen sen sisäiseen vastukseen. Mitä vähemmän tilaa sähkölle (tai vedelle) on virrata, sitä enemmän vastusta sen virtaukselle tulee.

Jos ajattelemme vettä täynnä olevaa putkea, mitä tapahtuisi, jos yrittäisimme pakottaa 100 litraa vettä putkeen, johon mahtuu vain yksi litra? Kuten voitte kuvitella, löytäisimme itsemme hyvin nopeasti puhelimessa putkimiehelle, koska se putki olisi räjähtänyt!

Samanlainen ilmiö tapahtuu, kun yritämme lähettää liian paljon virtaa liian ohuelle langalle; vain sen sijaan, että vesi valuisi ulos, lanka ylikuumenee ja sulaa. Kun tarpeeksi suuri jännite työntää tätä virtaa, tämä sulanut lanka voi johtaa erittäin nopeasti sähköpaloon.

Älä huoli, jos olet jo ostanut johdot eivätkä ne vastaa tarpeitasi. sinä pystyt käytä niitä useisiin hauskoihin tee-se-itse-projekteihin.

Jännitteen pudotus ja miksi liian paljon voi pilata piirin

Kaikissa tasavirtapiireissä koemme jännitehäviöitä; tämä on piirien perussääntö. Ongelma syntyy kuitenkin, kun liian paljon jännitettä on menetetty, erityisesti johtimen itsensä vastuksen vuoksi.

Jos ajattelemme putkiamme uudelleen, kuvittele hyvin suuren putken pullonkaulan paljon pienemmäksi. Yhtäkkiä vesivirtamme hidastuu ja paine veden takana laskee. Tässä hidastuneessa vedessä ei ole painetta vesipyörän kääntämiseen, ja siksi suorituskykymme on heikentynyt.

Joten paljon pienemmän vesipyörän käyttämisen jälkeen näyttää siltä, ​​​​että meidän on käytettävä suurempia putkia. Tämä antaisi veden virtaamaan suhteellisen esteettömästi, pitäen paineen riittävän korkealla pyörittämään pyöräämme.

Siirtyen johtoihin ja elektroneihin, idea on pitkälti sama! Sähköisesti voimme hyvin helposti selittää tämän yhdellä fysiikan peruslailla, Ohmin lailla:

Ohmin laki määrää virran, jännitteen ja vastuksen väliset suhteet. Tasavirtapiirissä virtamme on vakio kauttaaltaan, mutta jännite ja vastus ovat käänteisesti suhteessa toisiinsa.

Yksinkertaisesti sanottuna, kun vastus kasvaa, jännite laskee.

Tuodaksemme sen todelliseen sovellukseemme: kun johdot pienenevät, niiden vastus kasvaa. Siksi, kun johdot pienenevät, niiden yli oleva jännite pienenee, aivan kuten ohuemmat putket vähentävät veden virtausta!

Näin ollen paksumpien johtojen käyttäminen piirissä mahdollistaa jännitteen syöttämisen sinne, missä sitä tarvitaan – eikä hukkaa johtimien resistanssiin.

Optimaalisen lankamitan laskeminen

Ylivoimaisesti paras tapa selvittää lankamittarisi on käyttää online-laskinta. näiden sovellusten avulla käyttäjät voivat syöttää jännitteensä, ampeerinsa (virran), johtojen pituuden ja sallitun jännitehäviön. Kun numerot on puristettu, laskin tulostaa optimaalisen lankamitan kyseiselle langalle.

Useimmissa sovelluksissa noin kolmen prosentin jännitteen pudotus on sallittu – mikä tahansa enemmän, ja herkemmät elektroniset laitteet voivat alkaa toimia väärin.

Haluamme myös aina käyttää laitteemme suurinta mahdollista virrankulutusta – tämä kirjoitetaan yleensä laitteeseen. Vaikka sillä ei todennäköisesti ole tämän arvon jatkuvaa virranottoa, meidän on varmistettava, että olemme suojassa virtapiikkeiltä.

Tässä on yksi esimerkki online-langanmittauslaskimesta, joka löytyy osoitteesta wiresizecalculator.net:

Kuten näette, tämä laskin mahdollistaa myös muita muuttujia, kuten lämpöluokitusta eristys, millaisesta johtimesta johdot on tehty ja minkä tyyppinen asennus johto asennetaan sisään.

Tässä esimerkissä meille annettiin vähintään 3 American Wire Gauge (AWG) -langan mitta.

Turvallisuuden vuoksi on aina paras käytäntö ylimittaa johdot yhdellä tai kahdella, joten päädymme 2/0 AWG: n johtoon. Huomaa, että lankamitan standardi on täysin taaksepäin; mitä paksumpi lanka, sitä pienempi langan mitta! Joten 2/0 AWG on itse asiassa paksumpi lanka kuin 3 AWG.

Aiheeseen liittyvä: Laske sähkökustannukset näillä kätevillä työkaluilla

Mikä lanka minun pitäisi valita?

Langan leveyden ulkopuolella muut huomioon otettavat muuttujat ovat säikeiden lukumäärä eli nauhamäärä. kuinka monta lankanauhaa koostuu kaapelista ja lankamateriaalista.

Nyrkkisääntönä on, että useampi lanka tuo enemmän joustavuutta. Jos käytät lankaa ahtaissa tiloissa, suurempi nauhamäärä olisi investoinnin arvoinen asia.

Mitä tulee langan todelliseen materiaaliin, kupari on standardi useimmissa sovelluksissa, vaikka alumiinia voidaan myös käyttää.

Tärkeintä on muistaa johdonmukaisuus. Jos käytät kupariliittimiä ja kuparijohtoa muualla piirissä, käytä kuparilankaa. Materiaalien sekoittaminen ja yhteensovittaminen voi johtaa korroosioon ja rikkoutuneisiin liittimiin, koska materiaalit laajenevat ja kutistuvat eri tahtia.

Aiheeseen liittyvä: Ei vain juotos: eri menetelmiä johtojen liittämiseen, selitetty

Säästä rahaa ja pysy turvassa

On olemassa muutamia muuttujia, jotka on otettava huomioon valittaessa oikeaa johtoa rakentamiseen. Sähkön ykkössääntö on kuitenkin ottaa ammattilainen, jos tunnet olosi epämukavaksi.

Muussa tapauksessa laske lankamittarisi suurimman virran perusteella, jonka aiot kulkea sen läpi, osta yksi koko suurempi lanka ja aloita rakentaminen! Säilytä aina materiaalien johdonmukaisuus johtimien ja liittimien välillä ja laske!

Hieman etukäteen harkiten voit sammuttaa tulipalovaaran ja säästää muutaman dollarin.

Mitä eroa on sarja- ja rinnakkaispiireillä?

Opi lisää erityyppisistä elektronisista piireistä selittäjäoppaastamme.

Lue Seuraava

Kirjailijasta