Calculator rezistență cablu și cădere de tensiune online

Rezistența electrică a unui conductor depinde de parametrii săi fizici: material (rezistivitate), lungime, suprafața secțiunii transversale și temperatura de funcționare. Acest calculator efectuează un calcul complex al parametrilor liniei conform legilor clasice ale ingineriei electrice.

Etapele calculului

1. Determinarea parametrilor geometrici ai conductorului

În funcție de modul de introducere selectat, calculatorul determină suprafața secțiunii transversale $S$ (mm²) sau diametrul conductorului $d$ (mm). Dacă este specificată secțiunea, diametrul se calculează cu formula: $d = \sqrt{\frac{4 \cdot S}{\pi}}$

Dacă este specificat diametrul, secțiunea echivalentă se calculează ca: $S = \frac{\pi \cdot d^2}{4}$

unde $\pi \approx 3.14159265$.

2. Luarea în considerare a influenței temperaturii asupra rezistenței

Rezistivitatea electrică a metalelor crește la încălzire. Dacă este activată opțiunea de corecție termică, rezistivitatea de calcul $\rho$ (Ω·mm²/m) la temperatura dată $T$ (°C) este determinată de formula: $\rho = \rho_{20} \cdot (1 + \alpha \cdot (T - 20))$

unde:

• $\rho_{20}$ — rezistivitatea de bază a materialului la temperatura de 20 °C (pentru cupru $\rho_{20} = 0.0175$ Ω·mm²/m, pentru aluminiu $\rho_{20} = 0.0283$ Ω·mm²/m);
• $\alpha$ — coeficientul de temperatură al rezistenței (pentru cupru $\alpha = 0.00393$ 1/°C, pentru aluminiu $\alpha = 0.00403$ 1/°C);
• $T$ — temperatura de lucru a conductorului în °C.

Dacă opțiunea de corecție termică este dezactivată, se acceptă rezistivitatea la 20 °C: $\rho = \rho_{20}$.

3. Calculul rezistenței și conductivității electrice

• Rezistența unui singur conductor cu lungimea $L$ (m) se calculează astfel: $R_{one} = \rho \cdot \frac{L}{S}$
• Rezistența pe 1 metru de lungime (rezistența specifică a liniei): $R_{per\_m} = \frac{\rho}{S}$
• Rezistența buclei „dus-întors” (rezistența totală a două conductoare într-o linie monofazată — conductorul de fază și cel de nul): $R_{loop} = 2 \cdot R_{one}$
• Conductivitatea unui singur conductor (inversa rezistenței): $G_{one} = \frac{1}{R_{one}}$

4. Calculul căderii de tensiune și al pierderilor de putere

Când este activată opțiunea de calcul al căderii de tensiune, pe baza curentului de sarcină specificat $I$ (A) și a tensiunii de rețea $U$ (V), sunt calculați următorii parametri:

• Căderea de tensiune pe linie (în valori absolute): $\Delta U = I \cdot R_{loop}$
• Căderea relativă de tensiune (ca procent din tensiunea nominală a rețelei): \Delta U_{\%}} = \frac{\Delta U}{U} \cdot 100\%
• Pierderile de putere activă în conductoarele liniei, disipate sub formă de căldură: $P_{loss} = I^2 \cdot R_{loop}$

De ce trebuie luată în considerare temperatura conductorului la calcularea rezistenței?

Când un metal se încălzește, vibrațiile termice ale rețelei cristaline îngreunează mișcarea electronilor liberi. Din acest motiv, rezistența crește, determinând pierderi mai mari de energie și o cădere suplimentară de tensiune pe linie. Luarea în considerare a temperaturii de lucru permite o precizie mai mare în proiectarea rețelei electrice.

De ce se calculează rezistența buclei și nu doar a unui singur conductor?

Într-un circuit electric, curentul trece de la sursă la consumator prin conductorul de fază și se întoarce prin conductorul de nul (în rețeaua monofazată). Astfel, curentul parcurge lungimea totală a cablului de două ori. Pentru o determinare exactă a căderii de tensiune și a pierderilor termice, se ia întotdeauna în considerare rezistența buclei „dus-întors” ($R_{loop} = 2 \cdot R_{one}$).

Care este legătura dintre rezistența conductorului și secțiunea sa transversală?

Rezistența electrică este invers proporțională cu suprafața secțiunii transversale a conductorului: la o dublare a secțiunii, rezistența se înjumătățește. Mărirea secțiunii reduce căderea de tensiune la capătul liniei și diminuează încălzirea conductorului.

Se poate alege secțiunea cablului pe baza acestui calcul?

Calculatorul permite estimarea parametrilor fizici și electrici ai conductorului, însă alegerea secțiunii cablului pentru montaj trebuie realizată pe baza unui complex de parametri, incluzând condițiile de montaj, curentul maxim admisibil pe termen lung și cerințele reglementărilor în vigoare (de exemplu, IEC 60364).