что такое размер поперечного сечения

Как рассчитать поперечное сечение проводника

Для правильного выбора и организации электролинии необходимо учитывать параметры и нагрузку проводников. Они представляют собой металлическую нить из меди, алюминия, стали, цинка, титана, никеля и обеспечивают передачу тока от его источника до потребителя. У проводников есть поперечное сечение – это фигура, образованная от их рассечения плоскостью поперечного направления. Если его подобрать неправильно, линия выйдет из строя или загорится при скачках напряжения.

Площадь поперечного сечения как электротехническая величина

От поперечного сечения зависит токопроводимость провода

В качестве примера сечения можно рассмотреть распил изделия под углом 90 градусов относительно поперечной оси. Контур фигуры, получившейся в результате, определяется конфигурацией объекта. Кабель имеет вид небольшой трубы, поэтому при распиле выйдет фигура в виде двух окружностей определенной толщины. При поперечном рассечении круглого металлического прута получится форма круга.

В электротехнике площадь ПС будет значить прямоугольное сечение проводника в отношении к его продольной части. Сечение жил всегда будет круглым. Измерение параметра осуществляется в мм2.

Начинающие электрики могут перепутать диаметр и сечение элементов. Чтобы определить, какая площадь сечения у жилы, понадобиться учесть его круглую форму и воспользоваться формулой:

Если известен показатель площади, легко найти удельное сопротивление материала изготовления и длину провода. Далее вычисляется сопротивление тока.

Для удобства расчетов начальная формула преобразуется:

При вычислениях используют показатель диаметра, поскольку его неправильный подбор может вызвать перегрев и воспламенение кабеля.

Цели расчета

Поперечное сечение проводов для освещения

Рассчитывать параметры площади сечения проводника необходимо с несколькими целями:

Оптимальное сечение провода для освещения – 1,5 мм2 для линии, 4-6 мм2 на вводе.

Соотношение диаметра кабеля с площадью его сечения

Определение посредством формулы площади поперечного сечения проводников занимает длительное время. В некоторых случаях уместно использовать данные из таблицы. Поскольку для организации современной проводки применяется медный кабель, в таблицу вносятся параметры:

Посмотрев данные в соответствующих колонках, можно узнать нужные параметры для электролинии жилого здания или производственного объекта.

Расчет сечения многожильного проводника

Многожильный провод представляет собой несколько отдельных жил. Расчет его сечения осуществляется следующим образом:

При подключении многожильного проводника его концы обжимаются специальной гильзой с использованием обжимных клещей.

Особенности самостоятельного расчета

Самостоятельное вычисление продольного сечения выполняется на жиле без изоляционного покрытия. Кусочек изоляции можно отодвинуть или снять на отрезке, приобретенном специально для тестирования. Вначале понадобится определить диаметр и по нему найти сечение. Для работ используется несколько методик.

При помощи штангенциркуля

Способ оправдан, если будут измеряться параметры усеченного, или бракованного кабеля. К примеру, ВВГ может обозначаться как 3х2,5, но фактически быть 3х21. Вычисления производятся так:

Для бытовых целей понадобятся проводники с сечением 0,75; 1,5; 2,5 и 4 мм2.

С использованием линейки и карандаша

Вычисление ПС с помощью линейки и карандаша

При отсутствии специального измерителя можно воспользоваться карандашом и линейкой. Операции выполняются с тестовым образом:

Точность вычислений определяется плотностью и длиной намотки.

Таблица соответствия диаметра проводов и площади их сечения

Если нет возможности пройти тестирование диаметра или сделать вычисление при покупке, допускается использовать таблицу. Данные можно сфотографировать, распечатать или переписать, а затем применять, чтобы найти нормативный или популярный размер жилы.

При покупке электрокабеля понадобится посмотреть параметры на этикетке. К примеру, используется ВВНГ 2х4. Количество жил – величина после «х». То есть, изделие состоит из двух элементов с поперечным сечением 4 мм2. На основании таблицы можно проверить точность информации.

Чаще всего диаметр кабеля меньше, чем заявлен на упаковке. У пользователя два варианта – применять другой или выбрать с большей площадью сечения кабель по диаметру. Выбрав второй, понадобится проверить изоляцию. Если она не сплошная, тонкая, разная по толщине, остановитесь на продукции другого изготовителя.

Определение сечения проводника на вводе

Уточнить номинальные показатели можно в компании Энергосбыта или документации к товару. К примеру, номинал автомата на вводе составляет 25 А, мощность потребления – 5 кВт, сеть однофазная, на 220 В.

Подбор сечения осуществляется так, чтобы допустимый ток жил за длительный период был больше номинала автомата. Например, в доме на ввод пущен медный трехжильный проводник ВВГнг, уложенный открытым способом. Оптимальное сечение – 4 мм2, поэтому понадобится материал ВВГнг 3х4.

После этого высчитывается показатель условного тока отключения для автомата с номиналом 25 А: 1,45х25=36,25 А. У кабеля с площадью сечения 4 мм2 параметры длительно допустимого тока 35 А, условного – 36,25 А. В данном случае лучше взять вводный проводник из меди сечением 6 мм2 и допустимым предельным током 42 А.

Вычисление сечения провода для линии розеток

Сечение кабелей для домашних электроустановок

Каждый электроприбор имеет показатели собственной мощности. Они замеряются в Ваттах и указываются в паспорте либо на наклейке на корпусе. Примером поиска сечения будет линия запитки для стиральной машины мощностью 2,4 кВт. При расчетах учитывается:

Для двойных розеток применяется кабель из меди с сечением 2,5 мм2 и автомат номиналом 16 А.

Подбор сечения для трехфазной линии 380 В с несколькими приборами

Подключение нескольких видов бытовой техники к трехфазной линии предусматривает протекание потребляемого тока по трем жилам. В каждом из них будет меньшая величина, чем в двухжильном. На основании данного явления в трехфазной сети допускается применять кабель с меньшим сечением.

К примеру, в доме устанавливается генератор с мощностью 20 кВт и суммарной мощностью по трем фазам 52 А. На основании значений таблицы выйдет, что оптимальное сечение кабеля – 8,4 мм2. На основании формулы высчитывается фактическое сечение: 8,4/1,75=4,8 мм2. Чтобы подсоединить генератор мощностью 20 кВт на трехфазную сеть 380 В необходим медный проводник, сечение каждой жилы которого 4,8 мм2.

Сечение проводов в домах старой застройки и предельная нагрузка

В многоэтажках советского периода используется алюминиевая проводка. С учетом правильного соединения узлов в распредкоробе, качества изоляции и надежности контактов соединения она прослужит от 10 до 30 лет.

При необходимости подключения техники с большой энергоемкостью в домах с проводкой из алюминия на основе мощности потребления подбирается сечение и диаметр жил. Все данные указаны в таблице.

Какой кабель выбрать для квартирной проводки

Несмотря на дешевизну алюминиевых проводников, от их применения лучше отказаться. Причина – низкая надежность контактов, через которые будут проходить токи. Второй повод – несоответствие сечения провода мощности современной бытовой техники. Кабель из меди отличается надежностью, длительным сроком эксплуатации.

В квартирах и домах допускается использовать провод с маркировкой:

Источник

iSopromat.ru

Поперечным сечением называется фигура, образованная пересечением продолговатого тела с воображаемой плоскостью, расположенных перпендикулярно друг другу, т.е. когда тело рассекается строго поперек его длины.

Сечение может иметь простую или сложную форму, а также быть составным.

Площадь и размеры (длина и ширина) поперечного сечения равны соответствующим размерам этой фигуры.

Площадь поперечного сечения

В общем случае, площадь поперечного сечения имеющая сложную или составную форму определяется как сумма (иногда с вычитанием) составляющих ее простых фигур, таких как прямоугольник, треугольник и круг.

Пример:
Рассчитать площадь поперечного сечения сложной формы с квадратным отверстием и закруглением.

Для расчета общей площади, сложное сечение раскладывается на простые фигуры:

Прямоугольник — 1, треугольник — 2, полукруг — 3 и прямоугольник — 4, площади которых определяются просто.

В итоге площадь всего поперечного сечения будет получена сложением первых трех фигур с вычитанием фигуры номер 4:

Площадь составного сечения

Составными называют сечения, которые состоят из двух, трех и более отдельных фигур, не являющихся одним целым.

Это может быть, например сечение балки, состоящее например из швеллера и двух уголков.

Эти сечения сами по себе тоже являются сложными.
Площади поперечного сечения для таких стандартных профилей можно найти в специальном справочнике — сортаменте.

В результате сложив все составляющие профили, получим площадь всего сечения.

Таким образом, расчет площади составного сечения производится аналогично предыдущему порядку, только без вычитаний.

Длина поперечного сечения

Длиной поперечного сечения называют полную (габаритную) длину фигуры как расстояние по горизонтали между двумя её наиболее удаленными точками.

Длина поперечного сечения обозначается латинской буквой L или l и измеряется стандартно в миллиметрах или сантиметрах.

Ширина сечения определяется аналогично, но обозначается буквой H или h.

Различают два основных вида расчета площади сечений:

Уважаемые студенты!
На нашем сайте можно получить помощь по техническим и другим предметам:
✔ Решение задач и контрольных
✔ Выполнение учебных работ
✔ Помощь на экзаменах

Источник

Размер поперечного сечения это

В инженерной и строительной практике нередко встречаются задачи по расчёту площади поперечного сечения. Если фигуру разрезать по линии, которая перпендикулярна продольной оси предмета, то полученный торец и будет поперечным сечением. Круг — один из наиболее часто встречающихся видов подобного рассечения. Такой срез присущ цилиндру, шару, конусу, тору, эллипсоиду.

Определение величины

Площадь — это величина, характеризующая размер геометрической фигуры. Её определение — одна из древнейших практических задач. Древние греки умели находить площадь многоугольников: так, каменщикам, чтобы узнать размер стены, приходилось умножать её длину на высоту.

По прошествии долгих лет трудом многих мыслителей был выработан математический аппарат для расчета этой величины практически для любой фигуры.

На Руси существовали особые единицы измерения: копна, соха, короб, верёвка, десятина, четь и другие, так или иначе связанные с пахотой. Две последних получили наибольшее распространение. Однако от древнерусских землемеров нам досталось только само слово — «площадь».

С развитием науки и техники появилось не только множество формул для расчёта площадей любых геометрических фигур, но и приборы, которые делают это за человека. Такие приборы называют планиметрами.

Область применения

Круг — одна из фундаментальных фигур, которые окружают человека повсюду. Трубы, колеса, лампы, конфорки у плиты — всё это имеет форму круга или поперечное сечение в виде круга. Расчёт площади такого сечения может понадобиться в следующих ситуациях:

Стоит обратить внимание на разницу между кругом и окружностью. Окружность — это замкнутая кривая, все точки которой равно удалены от центра, в то время как круг — это часть плоскости (геометрическая фигура), ограниченная окружностью.

Круг имеет ряд характеристик:

Теорема гласит: площадь круга (S) равна произведению половины длины окружности и его радиуса. Длина окружности С находится в прямой зависимости от радиуса R с коэффициентом π («пи» = 3,14).

Способы расчета

Чтобы получить круглое поперечное сечение, необходимо разрезать объёмную фигуру перпендикулярно оси вращения. В случае с цилиндром площади всех поперечных сечений будут равны между собой — как, например, кружки колбасы, нарезанные поперек батона, одинаковы.

Шар, по сути, представляет собой напластование блинчиков-кругов различного диаметра от точечного до заданного и обратно до точки. Чтобы найти S какого-либо из блинчиков, необходимо определить его радиус. Принцип его расчёта сводится к решению теоремы Пифагора, где гипотенузой выступает радиус шара, а искомый радиус становится одним из катетов.

При расчёте площади сечений конуса необходимо найти радиус или диаметр каждого из кругов, учитывая, что в продольном разрезе конус — это равнобедренный треугольник.

Площадь круглого поперечного сечения рассчитывается исходя из имеющихся характеристик. Она сводится к трем основным формулам. Их можно представить таким образом:

Способов определения того, чему равна площадь круга, достаточно много. Чаще всего, если возникает подобная задача, на ум приходит знакомая еще со школьной скамьи формула «эс равно пи эр квадрат».

11.2.6 Минимальные размеры сечений следует назначать с учетом действующих усилий, требований технологического характера (защитный слой бетона, расположение арматуры, способ изготовления и т. д.), обеспечивающих надежность и долговечность конструкции, и с учетом экономических факторов.

11.2.7 Толщину железобетонных плит следует принимать не менее значений, указанных в таблице 11.3. Толщину железобетонных плит допускается снижать на 5 мм по сравнению с требуемыми по таблице 11.3 при их изготовлении в организациях, где действует сертифицированная система контроля качества.

11.2.8 Размеры сечений внецентренно сжатых элементов следует принимать такими, чтобы их гибкость l /i в любом направлении не превышала 200, а для колонн, являющихся элементами зданий, не превышала 120.

Таблица 11.3 — Минимально допустимая толщина железобетонных плит _{В миллиметрах}

2 Перекрытия многоэтажных жилых и общественных зданий

3 Перекрытия многоэтажных производственных зданий

4 Плиты, работающие на сосредоточенную подвижную нагрузку

5 Для плит с сосредоточенным опиранием

Защитный слой бетона

11.2.9 Толщину защитного слоя бетона принимают из условий защиты арматуры от коррозии, воздействия огня и обеспечения ее совместной работы с бетоном.

11.2.10 Минимальное расстояние между поверхностью стержней продольной арматуры и ближайшей поверхностью бетона (защитный слой бетона) ограничивается величинами, указанными в таблице 11.4 с учетом класса по условиям эксплуатации.

11.2.11 Для сборных конструкций допускается снижать размер защитного слоя бетона на 5 мм по сравнению с указанными в таблице 11.4, но он не должен быть меньше 20 мм.

Таблица 11.4 — Минимально допустимая толщина защитного слоя бетона

Класс по условиям эксплуатации

ХD1, ХD2, ХD3, XF1, XF2, XF3, XF4

Минимальный размер защитного слоя, мм

11.2.12 Для фундаментов следует принимать толщину защитного слоя бетона не менее, мм:

а) при выполнении из монолитного железобетона:

— при отсутствии бетонной подготовки — 80;

— при наличии бетонной подготовки — 45;

б) при выполнении из сборного железобетона — 45.

11.2.13 Толщина защитного слоя бетона должна быть не менее:

— диаметра арматуры (если он не превышает 40 мм);

— максимального размера заполнителя (если он меньше 32 мм);

— максимального размера заполнителя плюс 5 мм (если он больше 32 мм).

11.2.14 Толщину защитного слоя бетона c поперечной и распределительной арматурой в конструкциях, работающих в условиях нормальной и слабоагрессивной сред, соответствующих классам Х0, ХС1, ХА1 (см. таблицу 5.2), следует принимать не менее 15 мм. При увеличении степени агрессивности среды на каждую ступень размер защитного слоя бетона дополнительно следует увеличивать на 5 мм.

Размещение арматуры в сечении

Расстояния между стержнями продольной арматуры

11.2.15 Расстояние в свету между стержнями продольной арматуры должно обеспечивать совместную работу бетона и арматуры, качественную укладку и уплотнение бетонной смеси и не должно быть менее значений, показанных на рисунке 11.1.

11.2.16 Наибольшие расстояния между осями стержней продольной арматуры, определяемые эффективностью работы бетонного сечения, усиленного арматурой, должны быть:

— в изгибаемых элементах — не более 400 мм, при этом площадь сечения конструктивно установленной арматуры должна быть не менее 0,15 % площади бетона bh (где h — расстояние между стержнями, b — половина ширины ребра элемента, но не более 200 мм);

— в линейных внецентренно сжатых элементах — не более 500 мм в плоскости изгиба и не более 400 мм в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба.

Рисунок 11.1 — Минимально допустимые расстояния между продольными стержнями арматуры

в зависимости от положения конструкции при бетонировании

11.2.17 Количество стержней, доводимых до опоры, и максимально допустимые расстояния между ними должны быть:

в балках шириной менее 150 мм до опоры доводить не менее одного стержня;

в балках шириной более 150 мм до опоры доводить не менее двух стержней площадью сечения не менее 50 % расчетного сечения арматуры;

в плитах до опоры следует доводить стержни площадью сечения не менее 30 % сечения арматуры, подобранной из расчета на 1 м ширины сечения в зоне действия наибольшего изгибающего момента, выдерживая расстояние между стержнями не более 400 мм;

в неразрезных плитах, армированных рулонными сетками, все продольные стержни у промежуточных опор допускается переводить в верхнюю зону;

в неразрезных плитах расстояния между осями рабочих стержней в середине пролета и над опорами должны быть не более 200 мм — при толщине плиты до 150 мм и не более 1,5h — при толщине плиты более 150 мм.

Расстояние между стержнями поперечной арматуры

11.2.18 Поперечную арматуру следует устанавливать исходя из расчета на восприятие усилий, а также с целью фиксации в проектном положении и предотвращения бокового выпучивания в любом направлении продольных стержней.

11.2.19 Любая продольная арматура, установленная у поверхности железобетонной конструкции, должна охватываться поперечной арматурой, устанавливаемой с шагом не более 500 мм и не более удвоенной ширины грани элемента.

11.2.20 В плитах (высотой менее 300 мм) и балках (высотой менее 150 мм), при обеспечении прочности на поперечную силу, допускается поперечную арматуру не устанавливать.

11.2.21 В плитах (высотой более 300 мм) и балках (высотой более 150 мм) поперечная арматура устанавливается по расчету и по конструктивным соображениям с шагом:

а) на приопорных участках длиной 0,25l:

— при h  450 мм — не более 0,5h и 150 мм;

— при h > 450 мм — не более h/3 и 300 мм;

б) в средней части элемента независимо от высоты — не более 3/4h и 500 мм;

в) по всей длине элемента из условия обеспечения работы продольной арматуры, установленной по расчету в сжатой зоне сечения:

при f_yd  400 Н/мм 2 — не более 500 мм и не более 15 и 20 в вязаных и сварных каркасах соответственно;

при f_yd  450 Н/мм 2 — не более 400 мм и не более 12 и 15 в вязаных и сварных каркасах соответственно.

11.2.22 В элементах, работающих на изгиб с кручением, хомуты и поперечные стержни должны образовывать замкнутый контур.

11.2.23 В плитах, работающих на продавливание, поперечную арматуру следует устанавливать с шагом не более 1/3h и не более 200 мм на участке, расположенном между критическим периметром и наружным контуром площади смятия.

11.2.24 Во внецентренно сжатых линейных элементах поперечная арматура должна ставиться с шагом, не более:

на участках стыковки без сварки продольной рабочей арматуры — 10;

если площадь сечения сжатой арматуры S₂ по расчету более 1,5 % — 10 и не более 300 мм;

если все сечение сжато и общая площадь сечения арматуры S₁ и S₂ по расчету более 3 % — 10 и не более 300 мм.

Поперечное армирование коротких консолей колонн выполняется горизонтальными и наклонными (угол наклона 45) хомутами. Шаг хомутов должен быть не более 0,25h (где h — высота консоли), 12 (где  — диаметр продольной растянутой арматуры консоли) и не более 150 мм.

11.2.25 Во внецентренно сжатых элементах с косвенным армированием в виде сеток или в виде ненапрягаемой спиральной или кольцевой арматуры должны быть приняты (из арматуры класса S240, S500 диаметром не более 14 мм):

размеры ячеек сеток — не менее 45 мм, не более 100 мм и не более 1/4 размера меньшей стороны сечения;

шаг сеток — не менее 60 мм, не более 150 мм и не более 1/3 размера меньшей стороны сечения;

диаметр навивки спиралей или диаметр колец — не менее 200 мм;

шаг навивки спиралей или шаг колец — не менее 40 мм, не более 100 мм и не более 1/5 диаметра бетонного сечения, ограниченного спиралью или кольцом.

При усилении торцов внецентренно сжатых элементов следует устанавливать не менее четырех сеток на длине 15 (если продольная арматура гладкая), 10 (если продольная арматура имеет периодический профиль), считая от торца конструкции.

11.2.26 Конструктивное решение поперечной арматуры (хомуты, поперечные стержни, шпильки и т. д.) во внецентренно сжатых элементах должно обеспечивать крепление стержней продольной арматуры (перегиб или сварка в вязаных или сварных каркасах соответственно) на расстоянии не более 400 мм по ширине грани сечения с шагом не более 500 мм по длине элемента.

Источник