Diskuzní fórum Elektro Bastlírny

Dobrý den,

chtěl bych si něco ujasnit ohledně průměru vodiče, materiálu vodiče a možném zatížení.

Pokud jsem dával v hodinách elektroniky pozor, tak vodič zahřívá celkový výkon, který jím teče. (Lze zakreslit Výkon jakožto vektor?)

Přesto však v různých tabulkách se udává proud. Z toho jakoby plyne, že proud je to, co zahřívá vodič, ale ty tabulky jsou jakoby pro elektrikáře učně a jsou vztažené k 230V a pak dokonce ke 400V, kde 400V se bere zase jako 3-fáze, což jsou celkem 3 vodiče, takže těžko z těchto tabulek něco usuzovat.

Jak to prosím vás vlastně je, celkový výkon který teče kabelem mi ho zahřívá?

Zkus si najít pojem měrný odpor.

proud způsobuje zahřívání (jouleovy ztráty) P=R*I², kde R je právě odpor vodiče a P celkové ztráty na něm. I je pak proud tekoucí vodičem

Napětí bude důležité pro dopočet výkonu a stanovení izolace.

V případě (nejen) silnoproudu samozřejmě ještě záleží na uskupení vodičů, kdy jsou ochlazovány lépe třeba pro uložení v omítce a hůře ve vzduchu/seskupení více vodičů

Samozřejmě jde použít vzorec pro odpor vodiče podle jeho měrného odporu, délky a průměru, ale kratší je to s průřezem. Proto se u kabelů udává průřez v mm², nikoli průměr či obvod vodičů.
Protože odpor metru konkrétního vodiče lze v určitém rozsahu teplot pokládat za konstantní, platí, že výkon ohřívající vodič roste se čtvercem proudu (protože úbytek napětí na tom vodiči je přímo úměrný proudu vodičem tekoucímu), čili
P = I²*R.
Jen jestli vůbec máš představu, nač se to tu ptáš:
výkon ohřívající vodič je ti celkem k ničemu, protože neznáš tepelnou vodivost izolace, pláště ani okolí kabelu, navíc je důležité, v jakých podmínkách je kabel uložený. Rozhoduje, zda je volně ve vzduchu, ve zdivu či v trubce, je-li jich víc, pak se oteplení mění i d tím, kolik kabelů ve svazku se může vzájemně ohřívat, jestli jsou uložené nad sebou nebo vodorovně vedle sebe. A taky, jestli je kabel tím proudem zatěžovaný krátkodobě, jednotlivě či periodicky, nebo tím kabelem teče proud dlouhodobě.

Proto výrobce kabelu je povinen uvádět ke každému průřezu a určení kabelu jeho dovolený maximální trvalý zatěžovací proud. U kabelů určených do omítky platí, je-li kabel uložený pod omítkou, u ostatních obvykle platí pro uložení jednotlivě volně ve vzduchu. Podle konkrétních podmínek v provozu se hodnota udaná výrobcem násobí koeficientem, který je vyjímečně vyšší, než 1 (studené prostředí, dobré chlazení kabelu, krátkodobá zátěž s dlouhými pauzami, tedy činitel plnění zátěže a pod.). Jinak je tento koeficient maximálně 1, většinou méně: více kabelů v seskupení, špatný odvod tepla a podobně.
U třífázových kabelů se pro účely oteplení počítá s proudem všemi vodiči, však se navzájem v kabelu ohřívají a, i když jimi 100x za vteřinu proud teče a 100x neteče, je to jedno, to vše je zahrnuté v té efektivní hodnotě, což je hodnota, hterá ohřívá vodič stejně, jako táž velikost stejnosměrného proudu. Tak rychle se totiž vodič neohřeje ani neuchladí. Topí prostě všechny zatížené pracovní vodiče.
U silných třífázových kabelů pro velké proudy bývá převážná část zátěže souměrná, tedy ve všech třech fázích téměř stejně velké proudy, v tom případně středním vodičem teče jen jejich rozdíl. Proto je zbytečné, aby v těchto kabelech měl neutrální (střední) vodič stejný průřez, jako vodiče krajní, (čili fázové).

To je jen lehce nakousnutá část problematiky kolem dimenzování vodičů podle pracovního proudu.
Jestli skutečně záleží na tom, aby průřez kabelu byl ještě ekonomický, t.j. aby při jeho délce na jeho konci při maximálním odběru, třeba těžkém rozběhu motoru, který trvá dejme tomu 10 vteřin a motor přitom žere 8x víc, než roztočený a zatížený, počítá se s tím, že za tu chvilku, co se ohřálo, pak zase zchladne, ale hlídá se úbytek napětí na impedanci pracovní smyčky, aby nezpůsobil po dobu toho rozběhu nedovolený pokles napětí. Někdy nestačí ani výpočet, tak se hrubě spočítaný průřez vezme o číslo vyšší a po zapojení se to ověří pomocí měření skutečného oteplení, například pyrometrem nebo infrakamerou.

Ptáš se ještě
"(Lze zakreslit Výkon jakožto vektor?) "
Zjednodušeně:
Vektor má velikost a směr. Výkon má pouze velikost, není to tedy vektorová, nýbrž skalární veličina.

Tahat do toho vektory má smysl jedině v případě, že budem uvažovat i o jalovém proudu, který taky vodič ohřívá. Ale to je už vyšší dívčí.

Dekuji vsem za odpovedi, ale jeste stale nemam v te veci uplne jasno.

Otec, ktery je silnorpoudar, mi kdysi rikal, ze vysoke napeti ve stozarech se mimojine pouziva proto tak vysoke, protoze diky tomu tam potece mensi proud a budou se mene zahrivat vedeni, cimz muzou mit kabely mensi prurez.

To je, co mi vrta hlavou, protoze mi to nedava smysl a pridje mi to jako blbost.

Ja sice muzu napsat:

P=I^2*R

z cehoz se da usoudit, ze proud zahriva vodic, tedy cim vice snizim proud, tim vice snizim ztraty.

Ale zrovna tak muzu napsat, ze:

P=U^2/R

z cehoz muzu usoudit, ze napeti zahriva vodic, a ze kdyz snizim napeti, snizim ztraty.

Takze za me zatim nejpresnejsi tvrzeni je, ze Vykonove zatizeni zahriva vodic.

Proto nechapu, proc se v ruznych tabulkach udava u kabelu maximalni pripustne proudove zatizeni a nikoliv maximalni pripustne vykonove zatizeni. Priklad: tavne pojistky. Proc u toho neni mximalni hodnota ve Wattech, ale udava se tam proud?

Co na tom není jasné?
To napětí U ve druhém vzorci, to je úbytek na tom vodiči, no a když tou transformací napětí nahoru zmenšíme proud vodičem, zmenší se i ten úbytek na vodiči - takže ztracený výkon na tom vodiči bude menší.

jurassEb - hore si zjavne nedaval pozor alebo to kolegovia opisali prilis zlozito.
takze vodic zohrieva prud ktory nim preteka a napetie ktore sa na nom strati jeho odporom (nie napetie ktore prenasa). Vo vysledku teda ten vodic zohrieva len prechadzajuci prud , nezavisle na napeti ktore prenasa.
bod 2 - preco prenos na velke vzdialenosti vysokym napetim?
potrebujes do spotrebica dostat 2,4kW pri 240V - vodicom potecie 10A (P=U*I),
ak vsak mas zariadenie ktory potrebuje 2,4kW ale je na 2400V - aky prud potecie vodicom? 1A a ten jeden Amper bude vodic zohrievat ovela menej ako 10A.
takze vysoke napetie = nizke prudy ktore sa potom v transformatore premenia na nizke napetie a vysoke prudy.

Ztráty na vedení,
vezmi si vzorec R*I*I = odpor *proud na druhou - odpor uvažuj jako odpor vedení
pokud chceš přenést určitý výkon například 120 W, budeš pro napětí 120V potřebovat 1A ale při 12V musíš mít 10A
udělej si výpočet - odpor vedení je stejný ale proud je 10x větší
ztráty budou 10 x 10 tj. 100 x větší

jurassEb píše:Pokud jsem dával v hodinách elektroniky pozor,...

No to teda nedával.
Pletieš si napätie zdroja s úbytkom napätia na vodiči.
Takže až si nakreslíš elektrický obvod (zdroj, vodiče a spotrebič) a zakreslíš si tam prúd a napätia na jednotlivých prvkoch, tak potom sa môžeš zamýšľať nad tým, kde je aký výkon a čo spôsobuje.

Tak pokud je to proud, co zahriva vodic, tak jak mi potom vysvetlite, jak funguje Wattmetr ktery meri prikon na bazi mereni teploty? Tomu Wattmetru prece musi byt jedno, jake tam ma napeti nebo proud, zmeri to jen teplotu.

Teploty čeho?

napětí je jasný a proud spočítá podle oteplení bočníku (odporu), který je vřazen do obvodu a teplota snímána
to se jako chystáš na maturu ?

Ja uz jsem to asi pochopil, neuvedomil jsem si ze je tam vsechno tak provazane mezi proudem, odporem, vykonem, prurezem dratu, predavanim tepla do okoli atp.

To vite, jsem programator, asi degenerace z povolani ze nejsem uz schpny chapat takove spojite zavisle systemy