Question:
Comment déterminer le meilleur diamètre pour un câble?
user827992
2012-07-11 05:13:00 UTC
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À ma connaissance, avoir un câble d'un diamètre trop grand peut entraîner une dissipation de puissance, en avoir un trop petit peut conduire au même résultat.

Apparemment, le deuxième cas est beaucoup plus populaire dans le "phénomène haute fréquence", le premier cas est probablement causé par le matériau du câble si j'ai bien compris cela principalement parce qu'il y aura une impédance plus élevée.

je ne comprends pas vraiment:

  • pourquoi cela peut arriver? c'est vrai ce que j'ai compris?
  • comment puis-je calculer le diamètre correct?
  • il y a des différences entre AC et DC dans ce scénario?

J'ai X Volts et je dois fournir un maximum de Y Watts, là où je dois commencer à choisir le meilleur câble pour le travail?

Cinq réponses:
#1
+7
stevenvh
2012-07-11 12:29:18 UTC
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Vous commencez par calculer le courant: Y watt / X volt. La tension est importante pour l'isolation du câble, mais pas pour le diamètre. (Ce n'est pas tout à fait vrai. Si vous travaillez à des tensions vraiment basses, la chute de tension due à la résistance des câbles et éventuellement à un courant élevé peut devenir importante. Habituellement pas pour les tensions secteur et supérieures, cependant.)

Les câbles plus épais ont moins de résistance, donc moins de dissipation de puissance. Je ne sais pas où vous lisez autrement. Cette page contient un calculateur pour le diamètre requis du câble. Le même site propose également des tableaux pour différents types de câbles.

Il y a en effet une différence entre AC et DC. AC a un effet de peau, où le courant circulera plus besoin de l'extérieur du câble. Cette «peau» est plus mince à mesure que la fréquence augmente, mais existe déjà dans une petite mesure pour 50/60 Hz. Un câble CA peut donc avoir besoin d'un diamètre un peu plus grand, bien que ce calculateur de profondeur de peau donne une profondeur de peau de plus de 9 mm pour 50 Hz en cuivre, ce ne sera donc pas un problème pour la plupart des câbles.

ok, je commence à être confus ici, je parle à une personne et il me dit que, quand j'ai besoin de beaucoup d'énergie (en courant alternatif) et que je dois câbler un circuit, il vaut mieux avoir plusieurs "petits" câbles de diamètre plutôt que d'en avoir un plus grand, selon ses mots, cela est vrai à cause de l'impédance. Cette personne est physicienne et enseignante dans un collège. Je devrais être content d'avoir mon implant électrique domestique (en disant par exemple que c'est pour un courant de 200Volts) avec peu de gros câble ou pas?
Le fil toronné est meilleur pour les fréquences plus élevées, en raison de l'effet de peau. 50 fils plus minces ont plus de surface qu'un fil épais. À 50/60 Hz, cela ne fera pas beaucoup de différence, voyez la profondeur de peau de 9 mm dans ma réponse.
quand j'ai commencé ce sujet, je pensais à l'économie d'énergie et à l'efficacité, mais plus nous en discutons, plus je vois que je dois dissiper et gaspiller de l'énergie, c'est un prix que je dois payer dans tous les scénarios possibles? Qu'en est-il du scénario basse fréquence en courant alternatif et continu? Fondamentalement, je dois considérer mon câble comme un petit appareil de chauffage ou un utilitaire à la fois haute et basse fréquence, à la fois pour CA et CC, à chaque fois?
Heureusement non. Si vous parlez d'appareils alimentés sur secteur, vous n'avez pas à prendre en compte les effets à haute fréquence comme l'effet de peau. Ensuite, c'est essentiellement la section transversale du câble (qui détermine la résistance) et l'isolement (qui détermine les pertes de chaleur), bien que cela ne soit important que si la température de votre câble augmente considérablement, ce qui signifie que votre câble est trop fin ou que vous avez une charge importante, comme des centaines d'ampères (peu probable).
Donc, quand je me soucie des tensions, je dois être sûr de l'isolation des câbles, quand je me soucie de l'ampère, je dois me soucier du chauffage électrique, si je me soucie de cela 2, je peux obtenir le meilleur «profil de puissance» de mon circuit? Et cela est vrai à la fois pour le courant alternatif et le courant continu avec juste cette variation possible des phénomènes haute fréquence en courant alternatif? Que peut-il se passer si j'utilise un petit câble, bien isolé, avec une haute tension et un faible ampérage?
Vous pouvez utiliser des câbles plus fins pour les faibles courants, indépendamment de la tension (tant que votre isolation suffit). Notez que dans les tableaux auxquels je renvoie dans ma réponse, il n'est pas question de tension (sauf dans le tableau 4.8, et la tension ne dépend pas vraiment du diamètre / du courant)
donc je peux m'attendre à ce que ce câble fin transfère la même quantité d'énergie qu'un câble plus épais non isolé s'il est correctement isolé? Cela fonctionnera de la même manière? Merci.
C'est pourquoi la haute tension est utilisée pour transporter l'énergie électrique sur de longues distances: ils peuvent utiliser des câbles plus fins puisque le courant est 1000 fois plus faible pour 400 kV que pour 400 V.
#2
+4
Szymon Bęczkowski
2012-07-11 12:50:02 UTC
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Si vous devez transporter du courant à haute fréquence (comme c'est généralement le cas dans les transformateurs d'alimentation à découpage), le courant aura tendance à circuler à travers la partie la plus externe du fil. Ceci est causé par un effet cutané. Le milieu du fil ne conduira aucun courant et sera juste du cuivre gaspillé (cher et lourd). Pour éviter cet effet, vous allez généralement mettre en parallèle de nombreux fils ou utiliser un fil litz. L'augmentation du rayon du fil au-dessus de la profondeur de la peau ne donnera pas lieu à des pertes accrues ni ne diminuera les pertes.

est-il possible de quantifier la perte due à cet effet cutané? De nombreuses compagnies d'électricité aux alentours ont ce problème je pense, car à chaque fois que vous êtes à proximité d'une station d'alimentation, vous pouvez entendre un «bruit électrique» provenant de l'implant et en particulier des câbles; parfois, cela se produit également avec des tensions de niveau domestique telles que 100/200 volts.
@user827992 Lorsqu'un courant circule, un champ magnétique est généré qui exerce une force physique sur des matériaux non magnétiques.C'est le principe utilisé dans les haut-parleurs ordinaires.Les câbles alimentés en courant alternatif peuvent produire un son de cette façon, tout comme toute pièce métallique à proximité.
#3
+3
0x6d64
2012-07-11 12:27:05 UTC
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À ma connaissance, avoir un câble qui a un diamètre trop grand peut conduire à une dissipation de puissance ...

Je ne connais aucun effet physique qui causerait cela. Parlant au nom de DC: Plus gros est toujours meilleur lorsque vous ne vous souciez pas du coût et du poids supplémentaires. Le paramètre de sélection pour un câble DC est le courant (la tension importe en termes d'isolation, mais pas pour le diamètre). Vous pensez à une longueur de câble comme une simple résistance: il aura une résistance (par mètre), et aussi la capacité de dissiper la chaleur (par mètre). Le courant qui circule va générer une quantité spécifique de chaleur: $$ P = \ frac {I ^ {2}} {R} $$ Cette quantité de chaleur (P) doit être dissipée, malheureusement le câble a une résistance thermique et ce conduit à une élévation au-dessus de la température ambiante (plus sur ce sujet peut être lu si vous google un tutoriel de base sur les calculs de dissipateur de chaleur, ce sont les mêmes).

En réalité, ces calculs ne sont pas nécessaires mais vous pouvez utiliser tableaux à cet effet, ces tableaux vous donnent un courant maximum pour un diamètre donné d'un câble en cuivre. Je ne peux pas vous en indiquer un, car le matériel avec lequel je travaille ne gère généralement pas de courant significatif, donc le diamètre minimal des câbles nécessaire pour résister aux forces mécaniques habituelles est suffisant.

AC on d'autre part, c'est assez différent: je pense qu'il est prudent de dire que tout ce qui est sous 1 kHz se comporte un peu comme DC, les fréquences plus élevées montreront des choses comme l ' effet de peau (pas tellement de diamètre, comme vous l'avez suggéré).

plus grand = plus d'impédance, n'est-ce pas vrai? Quoi qu'il en soit, je suis intéressé à la fois par AC et DC.
Si vous pensez à la façon dont l'électricité est conduite, vous verrez comment un diamètre plus grand aide le flux d'électrons. Les câbles robustes qui connectent la batterie de votre voiture ne sont pas si forts à cause des forces mécaniques, mais parce qu'ils doivent gérer une énorme quantité de courant (CC). Avoir un diamètre plus grand dans un câble ne fera jamais de mal en termes d'impédance plus grande, tant que vous ne comparez pas des fils de formes différentes (par exemple, fil droit contre bobine, qui modifie l'inductance du fil donc l'impédance globale) .
merci, où puis-je lire quelque chose sur les variations de forme?
"plus grand = plus d'impédance": incorrect. Un diamètre de câble plus grand donne une impédance plus faible. Comme d'autres l'ont souligné, plusieurs petits fils seront meilleurs qu'un gros fil pour CA au-dessus d'une certaine fréquence.
#4
+1
John khamis hesar
2018-06-05 22:17:44 UTC
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Pour déterminer le calibre de fil approprié, vous devez avoir au moins un des soufflets comme calcul de mesure principale.
1-tension
2 ampères (courant)
3-Résistance
4 W (puissance de sortie ou d'entrée)
La formule est V = I.R _____ tension = Amp X Résistance
La formule est W = I.V ______ Watt = Amp x Tension
Ensuite, il y a un tableau pour le calibre de fil qui indique l'intensité requise et la résistance pour chaque nombre de calibre par pied ou par 1000 pieds.
Quelle que soit la longueur dont vous avez besoin, vous pouvez calculer quelle jauge portera la tension et l'ampli dont vous avez besoin.

#5
  0
OldBlueBear
2017-10-10 19:12:49 UTC
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Normalement, la taille du câble dépend de la capacité de charge actuelle. Une règle empirique ancienne mais toujours valable est de 1000 ampères / pouce carré (le passage à la métrique n'a pas invalidé la physique de base) La capacité de surcharge avant que le fusible ne saute ou que le disjoncteur ne se déclenche (normalement 1,25 de la valeur nominale ou de l'étiquette) est la valeur ici plutôt que la charge de travail.

Pour DC ou secteur AC, vous pouvez oublier "effet peau" à toutes fins pratiques. Mais la chute de tension peut être un problème en courant continu, tandis que sur le courant alternatif avec de lourdes charges et de longues distances, cela peut être le facteur déterminant la taille et le type de câble.

Aux fréquences KHz ou MHz lors de l'alimentation des antennes d'émission à partir d'émetteurs de puissance moyenne ou élevée; un tube de cuivre creux de petit diamètre est couramment utilisé pour la ligne d'alimentation indépendamment du fait que l'émetteur ait une disposition à une seule extrémité, comme dans une salle radio de navire ou une ligne équilibrée destinée à alimenter une grande antenne telle qu'une antenne Rhombic ou Curtain Array que l'on trouve lors de la diffusion terrestre à ondes courtes et d'autres stations.

Transformateurs d'alimentation à découpage et circuits de commande, et leur conception; il fonctionne donc même aux limites de la tension d'alimentation et de la température tout en répondant à toutes les exigences réglementaires, y compris une CEM supérieure au minimum. L'apaisement EMC est plus un art basé autant sur l'expérience que n'importe quelle théorie en raison du nombre de variables en interaction. La modélisation aide jusqu'à un certain point, mais l'instinct et l'intuition sont tout aussi importants si votre produit est conforme aux homologations de type (marquage CE, etc.) requises pour la production de masse. OldBlueBear



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