|
Эффективное сечениеCross-section Эффективное сечение
– мера вероятности столкновения микрообъектов (атомов, ядер и частиц) в
виде эффективной площади их поперечного сечения.
Поясним происхождение словосочетания “поперечное эффективное
сечение”. Подробнее см. “Сечение реакции”.
|
Чармоний
Это основная величина,
характеризующая вероятности столкновений (реакций) в микромире. 
При механическом соударении двух шаров, из которых один покоится
внутри единичного кубического объёма, а о другом известно лишь то, что он
падает нормально на грань этого кубика и имеет размеры незначительные по
сравнению с размерами покоящегося шара, вероятность соударения шаров численно
равна площади поперечного сечения s =
R2
покоящегося шара, где R – радиус шара-мишени, т.е. в данном случае
σ = s = p R2.Расчет сечения кабеля | Таблицы, формулы и примеры
Самое уязвимое место в сфере обеспечения квартиры или дома электрической энергией – это электропроводка.
Во многих домах продолжают использовать старую проводку, не рассчитанную на современные электроприборы. Нередко подрядчики и вовсе стремятся сэкономить на материалах и укладывают провода, не соответствующие проекту. В любом из этих случаев необходимо сначала сделать расчет сечения кабеля, иначе можно столкнуться с серьезными и даже трагичными последствиями.
Для чего необходим расчет кабеля
В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:
где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.
Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:
R = ρ · L/S (2),
где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.
Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.
Что будет, если неправильно рассчитать сечение
Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:
- Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
- Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.
Что еще влияет на нагрев проводов
Из формулы (2) видно, что сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:
- Материал.
Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше. - Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.
Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16
Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.
Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене.
На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.
Порядок расчета сечения по мощности
В общем виде расчет сечения кабеля по мощности происходит в 2 этапа. Для этого потребуются следующие данные:
- Суммарная мощность всех приборов.
- Тип напряжения сети: 220 В – однофазная, 380 В – трехфазная.
- ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7.
- Материал проводника: медь или алюминий.
- Тип проводки: открытая или закрытая.
Шаг 1. Потребляемую мощность электроприборов можно найти в их инструкции или же взять средние характеристики. Формула для расчета общей мощности:
ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) · Кс · Кз,
где P1, P2 и т. д. – мощность подключаемых приборов, Кс – коэффициент спроса, который учитывает вероятность включения всех приборов одновременно, Кз – коэффициент запаса на случай добавления новых приборов в доме.
Кс определяется так:
- для двух одновременно включенных приборов – 1;
- для 3-4 – 0,8;
- для 5-6 – 0,75;
- для большего количества – 0,7.
Кз в расчете кабеля по нагрузке имеет смысл принять как 1,15-1,2. Для примера можно взять общую мощность в 5 кВт.
Шаг 2. На втором этапе остается по суммарной мощности определить сечение проводника. Для этого используется таблица расчета сечения кабеля из ПУЭ. В ней дана информация и для медных, и для алюминиевых проводников. При мощности 5 кВт и закрытой однофазной электросети подойдет медный кабель сечением 4 мм2.
Правила расчета по длине
Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:
- L – длина проводника, м.
Для примера взято значение 40 м. - ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм2·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
- I – номинальная сила тока, А.
Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:
I = (P · Кс) / (U · cos ϕ) = 8000/220 = 36 А,
где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, Кс – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.
Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):
R = ρ · L/S.
Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:
dU = 0,05 · 220 В = 11 В.
Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом.
Тогда сечение проводника должно быть не меньше:
S = ρ · L/R = 0,0175 · 40/0,31 = 2,25 мм2.
В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм2. Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (√S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.
Как рассчитать сечение по току
Расчет сечения кабеля по току осуществляется также на основании ПУЭ, в частности, с использованием таблиц 1.3.6. и 1.3.7. Зная суммарную мощность электроприборов, можно по формуле определить номинальную силу тока:
I = (P · Кс) / (U · cos ϕ).
Для трехфазной сети используется другая формула:
I=P/(U√3cos φ),
где U будет равно уже 380 В.
Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле.
Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:
I = (P · Кс) / (U · cos ϕ) = (5000 · 0,75) / (220 · 1) = 17,05 А, при округлении 18 А.
BBГнг 3×1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм2. У кабеля BBГнг 3×1,5 одна жила имеет сечение S = π · r2 = 3,14 · (1,5/2)2 = 1,8 мм2, что полностью соответствует указанному требованию.
Если рассматривать кабель ABБбШв 4×16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.
3.7. составляет 19 А.
С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм2. У кабеля ABБбШв 4×16 сечение одной жилы равно:
S = π · r2 = 3,14 · (4,5/2)2 = 15,89 мм2.
Согласно таблице 1.3.7. этот кабель рациональнее использовать при номинальном токе 60 А (при прокладке по воздуху) и до 90 А (при прокладке в земле).
назад
Символы физики — список физических символов и названий
В физике существует большое количество физических величин, которые мы учитываем при выполнении расчетов. Чтобы сделать их более удобными для пользователей, а также более простыми в использовании и запоминании, мы часто используем обозначения/символы для представления этих физических величин. Эти обозначения/символы, которые мы используем для представления физических величин при решении связанных с ними задач или для других целей, являются символами.
В физике все обозначается английским/греческим алфавитом, например, скорость света, длина волны, скорость и так далее.
Предположим, женщина едет на машине со скоростью 30 км/ч и добирается до родного города за 2 часа, а если она едет со скоростью 50 км/ч, то добирается за 1,5 часа. Итак, если нам нужно представить эти единицы в виде символов, как мы можем это сделать?
В этой статье вы найдете самые популярные физические символы, а также те, которые мы обычно используем в физике, с их названиями, типом величин и соответствующими единицами измерения в табличном формате.
Примеры физических символов
Кроме того, символы, используемые для физических величин, сильно различаются. Иногда символ может быть первой буквой физических величин, которые они представляют, например «d», что означает расстояние. В других случаях они могут быть совершенно не связаны с названием физических величин, например, c символизирует скорость света.
Они также могут быть в виде греческих символов, таких как λ, что означает длину волны.
Ниже приведен подробный список наиболее часто используемых символов в физике с их единицами СИ. Обратите внимание, что один и тот же символ может относиться к нескольким величинам.
Symbols for Physical Quantities Related to Space and Time
| Symbols | Quantity/ Coefficients | S.I. Unit | Physical Quantity (Scalar/Vector) | ||||
| R | Радиус, радиус Curvature | Meter | . | Вектор | |||
| d | Расстояние | Метр | |||||
| θ | Angular displacement, | Radian | Vector | ||||
| φ | The rotational angle | Radian | A uniquely-defined величина и направление, но не является векторной величиной. (Не подчиняется закону коммутативности) | ||||
| x, y, z | Декартовы координаты | Unitless | Scalar | ||||
| î, ĵ, k̂ | Cartesian unit vectors | Unitless | Vector | ||||
| r, θ, φ | Сферические координаты | метра/радиан | Вектор | ||||
| R̂, θ̂, φ̂ | Сферические векторы | .0003 | Unitless | Vector | |||
| r, θ, z | Cylindrical coordinates | Metre/Radian | Scalar | ||||
| r̂, θ̂, ẑ | Цилиндрические векторы | БЕЗСПЕРВИТЕЛЬНЫЙ | Вектор | ||||
| N̂ | Нормальный вектор 9002N̂ | Нормальный вектор 0030 | Unitless | Vector | |||
| t̂ | Tangential unit vector | Unitless | Vector | ||||
| h | Height, Depth | Метр | Скаляр | ||||
| л, л | Длина | ||||||
| t | Time | Second | Scalar | ||||
| D (= 2 r) | Diameter | Metre | Scalar | ||||
| C | Окружность | МЕТР | Скалер | ||||
| 9003 | |||||||
| 0002 A | Область | квадратный метр | Функции как скаляр, так и вектор (например, вектор площади в магнитном потоке) | ||||
| V | 3 Скаляр | ||||||
| τ | ВРЕМЯ CONSUNAT0003 | ||||||
| T | Periodic time | Second (s) | Scalar | ||||
| f | Frequency | 1/second or (1/s | Scalar | ||||
| ω | Агулярная частота | RAD/S | Скатар | Скатар |
| 0479 Ниже приведены некоторые символы, часто используемые в физике, с их названиями, типом величин и соответствующими единицами СИ в табличном формате. Физические символы, связанные с механиками
Физические символы, относящиеся к гидромеханике
Symbols Related to Solid Mechanics
Physical Quantities Related to Thermal Physics
Physical Symbol Related to Wave and Optics
Physics Symbols Related к электричеству и магнетизму
Символы, используемые в современной физике
Из приведенного выше текста в физике для обозначения величин мы понимаем, что в физике используются различные обозначения или обозначения. Было также интересно увидеть, что некоторые физические символы очень связаны (например, «d» для расстояния), а некоторые не связаны (например, «c» для скорости света или «λ» для длины волны). Кроме того, мы заметили, что конкретный символ связан с более чем одной величиной. Символы физикиСимволы физикиФизические символы Для механики конструкций и некоторых других физических функций доступны физические символы, которые помогут вам графически указать граничные условия, нагрузки и другие физические функции:
Физические символы для строительной механики и другой физики Чтобы отобразить физические символы, перечисленные в таблице 3-5, установите флажок «Включить физические символы» в разделе «Физические символы» в окне «Настройки» главного физического узла интерфейса. После того, как вы включили физические символы для определенного физического интерфейса, вы можете точно настроить отображение. Каждый объект, который имеет связанные физические символы, теперь имеет флажок Показать физические символы, с помощью которого вы можете управлять отображением символов для этого конкретного объекта. В разделе «Символы физики» в настройках интерфейса физики можно нажать кнопку «Выбрать все», которая отображает все символы в этом интерфейсе физики, установив все флажки «Показать символы физики» в окнах «Настройки» для физических функций, содержащих символы. Точно так же кнопка «Очистить все» снимает все флажки «Показать физические символы» в отдельных физических функциях. Следующие символы доступны с применимыми узлами элементов механики конструкций и с некоторыми другими физическими интерфейсами (эта таблица является неполным списком доступных символов).
О системах координат и физических символах Физические символы, связанные с узлом, для которых могут быть введены данные в разных системах координат, показаны вместе с символом системы координат. Этот символ представляет собой либо триаду, либо одну стрелку. В обоих случаях направления координат описывают направление, в котором действует положительное значение. Символы направления координат не меняются со значениями, фактически введенными для данных. Физические символы в большинстве случаев отображаются, даже если в узле не было введено никаких значений данных. В некоторых случаях один объект может отображать более одного символа. Примером может служить узел Point Load в интерфейсе Beam, который может отображать либо символ Point Force (), символ Point Moment (), либо оба, в зависимости от введенных данных. В этих случаях символ не отображается до тех пор, пока не будут введены ненулевые данные.
Отображение физических символов в графическом окне — пример
| |
m/s 
м2/с 
Номер 
0027 
0.0.30030 
K 
27 SI 
C) 
I Unit 
Обозначения упрощают представление величин. 
Этот флажок не установлен по умолчанию. 
Триада отображается, если данные должны быть введены с использованием компонентов вектора, как для силы. Единственная стрелка отображается, когда задано скалярное значение, имеющее подразумеваемое направление. Примером последнего случая является давление. 
