Пошаговый гайд: как найти площадь поперечного сечения проводника — 220 вольт
Хотите узнать, как найти площадь поперечного сечения проводника? В новой статье нашего журнала «220 вольт» вы найдете подробные инструкции и примеры расчета. Это очень полезно для тех, кто работает с электрическими проводами и хочет правильно рассчитать силу тока и мощность.
Площадь поперечного сечения проводника: как найти площадь формулой
С необходимостью определения площади поперечного сечения проводника сталкивается каждый, кто хоть раз в жизни занимался ремонтом кабельной проводки в квартире, на даче, в гараже или офисе. Нехватка сечения может привести к пожару, так как провод будет сильно нагреваться.
Если же сечение, наоборот, подобрано со значительным запасом, то стоимость проводки станет необоснованно высокой. В этой статье рассказывается, о различных методиках определения площади поперечного сечения проводника для круглых, одножильных, многожильных проводов и кабелей.
Что такое площадь поперечного сеченья
Если провод разрезать строго перпендикулярно его длине, чтобы металлические сердечники имели форму правильного круга, то несложно будет измерить диаметр этих жил и определить их площадь с использованием стандартной формулы.
Поперечное сечение
Важно! До недавнего времени опытные электрики могли определить этот параметр на глаз, но сегодня даже они вынуждены измерять провода, и проводить вычисления. Во времена Советского Союза все провода и кабели выпускались по единому ГОСТу, который и нормировал стандартные сечения. Если это 2.
5 мм2, то электрик сразу мог отличить его от близких параметров 2 мм2 или 3 мм2. Сегодня производством кабельной продукции занимаются различные компании, которые могут сознательно уменьшать сечение провода и экономить на этом деньги. Вместо заявленных 2.
5 мм2 в продажу может поступить провод 2,2 мм2, а это может иметь серьезные последствия и закончиться выгоранием проводки.
Чему равна площадь
Чему равна площадь поперечного сечения проводника – главный вопрос монтажника. Данный показатель является величиной, которая зависит от формы перпендикулярного среза геометрического тела.
Проще всего определить площадь квадрата или прямоугольника, для чего достаточно перемножить между собой длину на ширину. Еще в Древней Греции научились рассчитывать площадь практически любой фигуры.
Как правило, большинство проводов имеют круглую форму сечения, которую вычислить несложно по формуле или воспользовавшись справочной таблицей. Для этого нужно знать только диаметр или радиус жилы проводника.
Вам это будет интересно Сколько люменов в 100 ватной лампе
Обратите внимание! Существуют кабели большого сечения, в составе которых расположены секторные провода. Но в конечном итоге, сердечники таких изделий рассчитываются исходя из общего приведённого диаметра всех металлических элементов в пучке. Для определения площади сечения каждой жилы необходимо общий показатель разделить на их количество в кабеле.
Секторный кабель
Чем измерять площадь
Для правильного измерения площади поперечного сечения важно сделать ровный перпендикулярный срез и измерить диаметр металла при помощи высокоточных приборов. В случае с многожильными проводами необходимо выполнить следующие шаги:
- Для точных расчетов нужна одиночная проволока. Из пучка проводов выделяют одну жилку и вычисляют площадь ее сечения.
- Пересчитывают количество жил в проводе.
- Перемножают площадь сечения жилки на их количество.
Полученный результат и будет искомой площадью многожильного проводника.
Многожильный провод
Дополнительная информация: Для вычисления площади сечения проводника необходимо, в первую очередь, измерить его диаметр, и сделать это лучше всего микрометром, штангенциркулем или, в крайнем случае, высокоточной инженерной линейкой. Так как микрометр – редкость в наборе инструментов электрика, то этот способ мы упустим и остановимся на штангенциркуле и линейке.
Штангенциркуль
Штангенциркуль — высокоточный измерительный инструмент, при помощи которого можно определить линейные размеры любого предмета, диаметры круглых изделий, а также глубину сквозных и глухих отверстий и выемок. Такой инструмент должен быть у каждого домашнего мастера, стоит он не дорого и при правильном обращении может прослужить не одно десятилетие.
Штангенциркуль
Штангенциркули подразделяются на следующие виды:
- Нониусные — имеют классическую конструкцию и высокоточную измерительную шкалу, которая позволяет измерять предметы с точностью до 0.1 – 0.05 мм.
- Со стрелочным отображением результатов измерений — очень удобный для снятия точных показаний инструмент, но его главным недостатком является повышенная хрупкость.
- С электронной индикацией результатов — относительно новая разработка, предназначенная для получения максимальной точности и удобного снятия показаний измерений.
Вам это будет интересно Какое бывает поражение человека электрическим током
Рассмотрим самый распространенный вид штангенциркуля — нониусный. Из таких инструментов наибольшее распространение получили два вида:
- ШЦ-I с точностью измерений 0,1 мм, такой инструмент есть практически у каждого слесаря.
- ШЦ-II с точностью измерений 0,05 мм, этот штангенциркуль предпочтительнее, так как в результате работы он выдаёт меньшую погрешность.
Для правильного измерения диаметра достаточно оголить сердечник кабеля путём снятия изоляция, после чего прижать раздвижные губки инструмента к его поверхности. Риска на подвижной части штангенциркуля совпадёт с показателем на шкале, который и будет являться диаметром.
Карандаш + линейка
Если под рукой нет точных измерительных инструментов, а определить диаметр провода необходимо в настоящий момент, можно воспользоваться старым проверенным способом. Картинка 5. Метод карандаша.
Для данного способа понадобятся круглый карандаш и линейка. Суть метода состоит в следующем алгоритме:
- Прежде всего необходимо отрезать кусок провода и очистить его от изоляции.
- Далее проволока из металлического сердечника плотно наматывается на карандаш, причём, минимальное количество витков должно быть не меньше 15. Здесь все зависит от толщины провода, и чем он тоньше, тем больше витков необходимо намотать.
- Проводятся вычисления по формуле, приведённой на картинке 6.
Формула расчета диаметра методом карандаша и линейки
Обратите внимание! Для получения точного результата следует наматывать провод на карандаш как можно плотнее. Для этого перед наматыванием его необходимо тщательно выровнять в местах перегибов и образования петель.
Как правильно найти площадь поперечного сечения (с помощью формулы)
Как найти площадь поперечного сечения проводника подскажет формула, известная из школьного курса геометрии – пr2. Когда известен диаметр провода, можно приступать к вычислению площади сечения. Сделать это несложно с помощью калькулятора по формуле, указанной на картинке 7.
Формула расчета площади
Таблица диаметров и сечения проводов
Формула для расчёта диаметра достаточно проста и выдаёт стандартные значения для конкретного диаметра. Поэтому часто можно увидеть в продаже соответствующие таблицы площадей круга.
Таблица соотношений диаметров и площадей проводов
Таким способом можно пользоваться в том случае, если под рукой оказался стандартный проводник, указанный в ГОСТ. Например — при диаметре сердечника 2.8 мм площадь его сечения составит 6 мм2.
Вам это будет интересно Особенности кабеля Frls
Прочитав эту статью, любой человек сможет самостоятельно рассчитать площадь поперечного сечения провода или кабеля. Это пригодится при замене старой проводки или при монтаже новой кабельной линии. Главное условия подбора – повышенная точность, так как идеального соотношения качества, простоты установки, безопасности и оптимальной цены можно добиться только после проведения кропотливых замеров.
Источник: https://rusenergetics.ru/polezno-znat/ploschad-poperechnogo-secheniya-provodnika
Площадь сечения проводов и кабелей в зависимости от силы тока, расчет необходимого сечения кабеля
Если старая проводка вышла из строя нужно её заменить, но прежде чем менять на аналогичную, узнайте, почему произошла проблема со старой. Возможно, что было просто механическое повреждение, или изоляция пришла в негодность, а еще более весомой проблемой является – выход из строя проводки из-за превышения допустимой нагрузки.
Чем отличается кабельная продукция, какие основные характеристики?
Начнем с того, что определяется, какое напряжение в сети, в которой будут работать кабеля. Для бытовых сетей часто применяются кабеля и провода типа ВВГ, ПУГНП (только он запрещен современными требованиями ПУЭ из-за больших допусков по сечению при производстве, до 30%, и допустимой толщине изолирующего слоя 0.3мм, против 0.4 в ПУЭ), ШВВП и другие.
Если отойти от определений провод от кабеля отличается минимально, в основном по определению в ГОСТе или ТУ по которому он производится. Ведь на рынке есть большое количество проводов с 2-3 жилами и двумя слоями изоляции, например тот же ПУГНП или ПУНП.
Допустимое напряжение определяется изоляцией кабеля
Для выбора кабеля кроме напряжения принимают во внимание и условия, в которых он будет работать, для подключения движущегося инструмента и оборудования он должен быть гибким, для подключения неподвижных элементов, в принципе, все равно, но лучше предпочесть кабель с монолитной жилой.
Решающим фактором при покупке является площадь поперечного сечения жилы, она измеряется в мм2, от неё и зависит способность проводника выдерживать длительную нагрузку.
Что влияет на допустимый ток через кабель?
Для начала обратимся к основам физики. Есть такой закон Джоуля-Ленца, он был открыт независимо друг от друга двумя ученными Джеймсом Джоулем (в 1841) и Эмилием Ленцом (в 1842), поэтому и получил двойное название. Так вот этот закон количественно описывает тепловое действие электрического тока протекающего через проводник.
Если выразить его через плотность тока получится такая формула:
Расшифровка: w – мощность выделения тепла в единице объема, вектор j – плотность тока через проводник измеряется в Амперах на мм2. Для медного провода принимают от 6 до 10 А на миллиметр площади, где 6 – рабочая плотность, а 10 кратковременная. вектор E – напряженность электрического поля. σ – проводимость среды.
Так как проводимость обратно пропорциональна сопротивлению: σ=1/R
Если выразить закон Джоуля-Ленца через количество теплоты в интегральной форме, то:
Таким образом, dQ – количество теплоты, которое выделится за промежуток времени dt в цепи, где протекает ток I, через проводник сопротивлением R.
То есть количество тепла прямо пропорционально току и сопротивлению. Чем больше ток и сопротивление – тем больше выделяется тепла. Это опасно тем, что в определенный момент количество тепла достигнет такого значения, что у проводов плавится изоляция. Вы могли замечать, что провода дешевых кипятильников ощутимо теплеют во время работы, это оно и есть.
Если выделяется мощность на кабеле, значит, падает и напряжение на его концах, подключенных к нагрузке.
В калькуляторах для расчета сечений кабеля, обычно задаются такие параметры:
- ток или мощность нагрузки;
- длина линии;
- допустимое падение напряжения (обычно в процентах);
Чем больше сопротивление – тем больше упадет напряжение и нагреется кабель, поскольку на нем выделится мощность (P=UI, где U падение напряжения на кабеле, I – ток, протекающий через него).
Все расчеты свелись к току и сопротивлению. Сопротивление проводника вычисляется по формуле:
Здесь: ρ (ро) – удельное сопротивление, l – длина кабеля, S – площадь поперечного сечения.
Удельное сопротивление зависит от структуры металла, величины удельных сопротивлений можно определить из таблицы.
В проводке в основном используются алюминий и медь. У меди сопротивление 1.68*10-8 Ом*мм2/м., а у аллюминия в 1.8 раза больше чем у меди, равняется 2.82*10-8 Ом*мм2/м. Это значит, что алюминиевый провод нагреется почти в 2 раза сильнее, чем медный при одинаковом сечении и токе. Отсюда следует, что для прокладки проводки придется покупать более толстый алюминиевый провод, к тому же жилы легко повредить.
Поэтому медные провода вытеснили с домашней проводки медные, а применение аллюминия в проводке запрещено, разрешается только применение алюминиевых кабелей для монтажа очень мощных электроустановок, потребляющих большой ток, тогда используют провод из аллюминия сечением больше 16 мм2 (смотрите — Почему алюминиевый кабль нельзя использовать в электропроводке)
Как определить сопротивление провода по диаметру жилы?
Бывают случаи, когда площадь поперечного сечения жилы не известна, поэтому можно посчитать по диаметру. Для определения диаметра монолитной жилы можно использовать штангенциркуль, если его нет, то возьмите стержень, например шариковую ручку или гвоздь, намотайте плотно 10 витков провода на него, и измерьте линейкой длину получившейся спирали, разделив эту длину на 10 – вы получите диаметр жилы.
Для определения общего диаметра многопроволочной жилы, измерьте диаметр каждой жилы и умножьте на их количество.
Дальше считают поперечное сечение по этой формуле:
И вновь возвращаются к этой формуле для расчета сопротивления провода:
Как определить необходимую площадь сечения провода?
Самый простой вариант – определить площадь сечения жил по таблице. Он подходит для расчета не слишком длинных линий проложенных в нормальных условиях (с нормальной температурой окружающей среды). Также так можно подобрать провод для удлинителя. Обратите внимание, что в таблице указаны сечения при определенном токе и мощности в однофазной и трёхфазной сети для аллюминия и меди.
При расчете длинных линий (больше 10 метров) такой таблицей лучше не пользоваться. Нужно провести расчеты. Быстрее всего воспользоваться калькулятором. Алгоритм расчета такой:
Берут допустимые потери по напряжению (не более 5%), это значит что при напряжении в сети 220В и допустимым потерям напряжения в 5% на кабеле падение напряжения (от конца до конца) не должно превышать:
5%*220=11В.
Теперь, зная ток, который будет протекать, мы может вычислить сопротивление кабеля. В двух проводной линии сопротивление умножают на 2, так как ток течет по двум проводам, при линии длиной в 10м, общая длина проводников – 20м.
Отсюда по вышеприведенным формулам вычисляют необходимое поперечное сечение кабеля.
Вы можете сделать это автоматически со своего смартфона, с помощью приложений «Мобильный электрик» и electroDroid. Только в калькуляторе задается не общая длина проводов, а именно длина линии от источника питания к приемнику электричества.
Заключение
Правильно рассчитанная проводка это уже 50% залог её успешного функционирования, вторая половина зависит от правильности монтажа. Следует учитывать все особенности проводки, максимальную потребляемую мощность всеми потребителями. При этом введите запас по допустимому току на 20-40% «на всякий случай».
Источник: https://ortice.ru/company/articles/148468/
Как определить площадь сечения арматуры в жб балке
04/01/2017 Добавить Написал spacecadya
Тем кто самостоятельно считает строительные конструкции, интересует вопрос, как определить площадь сечения арматуры в жб балке? И если вам необходимо посчитать требуемую площадь сечения арматуры в железобетонном элементе, тогда воспользуйтесь данным примером.
Методика расчета принята согласно «Пособию по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003)»
Что бы определить требуемую площадь сечения арматуры в железобетонном элементе нам необходимо знать изгибающий момент (Му), марку бетона, класс арматуры, размер сечения.
Для определения изгибающего момента воспользуйтесь программой для расчета одно и многопролетных балок.
Также нам необходимо знать расчетное значение сопротивления бетона Rb в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение. Его мы берем из таблицы 5.2 СП:
В таблице значения указаны в МПа.
1 МПа = 10.19716213 кГс/см²
Например, для бетона класса В15: Rb=8,5 МПа — это примерно 86,6 кг/см2
Что бы правильно подобрать требуемую площадь сечения арматуры в железобетонной балке, необходимо знать класс используемой арматуры. Чаще всего в строительстве для армирования железобетонных балок применяют продольную арматуру классом А400 или А500. Зная класс арматуры, мы легко можем подобрать расчетное значение сопротивления арматуры.
По табл. 5.8 СП 52-101-2003 выбираем расчетные значения сопротивления арматуры Rs:
В таблице значения указаны в МПа.
Например, для арматуры классом А400: Rs = 355 МПа — это примерно 3620 кг/см2.
Также не забудьте учесть привязку к центру арматуры: а=2,5 см (у вас будет свое значение)
После сбора всех данных, можно приступить к расчету.
Как определить площадь сечения арматуры в жб балке. Пример расчета
Или можете воспользоваться готовой программой написанной в Excel
Скачать программу для расчета площади сечения арматуры в жб балке:
После того как мы посчитали требуемую площадь сечения арматуры, необходимо подобрать количество стержней и их диаметр.
В программе реализован способ подбора армирования только одинакового диаметра, а если необходимо подобрать армирование балки с разными диаметрами тогда воспользуйтесь таблицей площади поперечного сечения арматуры:
Выполняя данные рекомендации, вы легко сможете посчитать требуемую площадь сечения арматуры в жб балке.
Похожее
Примеры расчета, Программы
Источник: http://spacecad.ru/selection-of-cross-section-reinforcement/
Как рассчитать поперечное сечение провода одножильного и многожильного кабеля и определить его диаметр
Не зная, как рассчитать сечение провода, электрик не сможет произвести даже самые элементарные электромонтажные работы. Чтобы правильно подобрать проводку, ему необходимо знать определённые параметры и нагрузку. К примеру, какое сечение провода нужно для 5 квт, можно понять, лишь имея определённые знания. Неграмотно выбранное сечение может привести к довольно-таки плачевным последствиям, начиная от выхода из строя самой линии и заканчивая её возгоранием.
Довольно распространённый пример, когда у вас вдруг выходит из строя проводка, а при вскрытии канала видно, что оплавилась изоляция и сам провод перегорел. Происходит подобное лишь в двух случаях:
- неправильно произведён расчёт сечения;
- недостоверность или отсутствие информации о проводнике.
Порядок проведения расчётов
Для того чтобы определить сечение провода, необходимо сперва измерить его диаметр. Для этого нам понадобится штангенциркуль либо микрометр. Так как нас интересует непосредственно окружность самого проводника, то предварительно необходимо будет зачистить его от изоляции. Если при покупке вам сделать это не позволят, тогда можно приобрести минимально допустимый кусок, после чего и проводить следующие манипуляции.
Когда необходимый параметр замерен, уже несложно будет рассчитать непосредственно и само сечение. Если интересует вопрос, чем производить замер предпочтительнее, то, можно сказать, что чем выше точность замера, тем и более точным будет конечный результат.
Бывают ситуации, когда в наличии просто нет ни штангенциркуля, ни микрометра. В таком случае сделать соответствующие замеры мы вполне сможем и при помощи простой линейки. Но здесь может встать необходимость покупать тестовый кусок, так как очистить от изоляции придётся сантиметров 10-15, и маловероятно, что это разрешат сделать бесплатно.
Как только провод освобождён от изоляции, его стоит намотать на цилиндрическую часть отвёртки. Обращайте внимание, чтобы витки прилегали как можно плотнее друг к другу, не оставляя зазоров. Концы с краёв должны быть выведены в одну из сторон, чтобы получившиеся витки имели законченную форму. Что касается количества витков, то это не принципиально, хотя лучше делать их 10, так как легче будет вести расчёт.
Осталось лишь измерить и высчитать непосредственно толщину нашего провода. Для этого измеряем длину используемых витков. Далее это значение делим на количество витков – полученный результат и будет искомым диаметром. В качестве примера возьмём количество витков 10. Длина всех этих десяти витков — 6,8 мм. Следовательно, 6,8 делим на 10, получаем 0,68. Именно это значение и есть искомый результат. Имея эти данные, можно искать и непосредственно сечение.
Вычисление с помощью формулы
Когда мы выяснили, каков диаметр провода, можно переходить непосредственно к определению его сечения. Понятно, что провод имеет форму круга в поперечнике. Следовательно, для расчёта необходимо применить формулу площади круга. Таким образом мы узнаем площадь поперечного сечения проводника.
Где:
- r – радиус круга,
- D – диаметр круга,
- π = 3,14.
В качестве примера вычислим интересующий нас параметр провода по уже известным данным из вышеприведённых расчётов. Так, у нас диаметр равен 0,68 мм. Следовательно, необходимо ещё найти радиус. Получается 0,68/2 = 0,34 мм. Теперь полученные результаты подставляем в формулу:
S = π * R² = 3,14 * 0,34² = 0,36² мм
То же самое можно проделать и по второй части уравнения. Значение получится аналогичным:
Теперь вы всегда сможете определить сечение кабеля, зная диаметр. При этом можно пользоваться любой из приведённых двух формул – какая понравится, ту и применяйте.
Таблица диаметров и их площадь сечения
Знать формулы и уметь благодаря им высчитать в любой момент необходимые данные — это прекрасно. Но есть и более простой способ узнать сечение, не прибегая к не всегда удобным расчётам. Для этого существует таблица соответствия диаметров к площади. Она содержит наиболее ходовые данные, благодаря которым легко определить сечение, зная диаметр. Достаточно просто распечатать эту таблицу на маленьком листке и носить в кармане или портмоне.
Пользоваться этой таблицей предельно просто. Практически все кабели имеют свою маркировку, которая указывается непосредственно на изоляции и/или на бирке. Нередко бывает, что фактическое сечение кабеля не совпадает с предъявленным на маркировке.
Таблица может стать незаменимым помощником в таких случаях. Для этого стоит всего лишь посмотреть маркировку (к примеру, АВВГ 3х2,5). Значение, идущее после знака «х», и есть заявленное сечение, в нашем случае — это 2,5 мм.
Первая цифра означает, что кабель имеет 3 жилы, но в нашей ситуации это не имеет значения.
Также легко высчитать и диаметр кабеля по сечению, таблица в этом нам сможет прекрасно помочь, но делать это нужно в обратном порядке.
Чтобы проверить верность утверждения, что сечение данного кабеля 2,5 мм, нам необходимо измерить его диаметр любым вышеописанным способом. Так, если в конкретном случае диаметр составит 1,78 мм или близкое к нему значение (погрешности всё же допускаются), то всё верно, нас не обманули и провод действительно удовлетворяет заявленным требованиям. Увидеть это мы можем из таблицы, найдя значение 1,78 (диаметр), которому соответствует показатель 2,5 мм.
Кроме этого, нелишним будет внимательно проверить изоляцию. Она должна быть ровной, однородной, без повреждений и других дефектов. В погоне за прибылью производители дешёвой продукции идут на любые ухищрения, чтобы как-то сэкономить на материале. Поэтому дешевизна далеко не всегда может оказаться выгодной.
Нередко в кабелях используются не цельный провод, а многожильный – состоящий из множества мелких проволочек, скрученных между собой. Может показаться, что замер сечения подобных кабелей невозможен или слишком сложен. Но это глубокое заблуждение. Узнать интересующие нас данные многожильного кабеля предельно просто. Делается это аналогично предыдущему методу с помощью одноцельного провода, т.е. сначала замеряем диаметр, а после высчитываем или узнаём из таблицы интересующие нас данные.
Но делать это необходимо правильно. Нельзя просто взять и замерить общий диаметр всей конструкции. Между отдельными «волосками» всегда есть некое расстояние, поэтому если измерения проводить по общему диаметру, то на выходе мы можем получить совершенно неправильные данные.
Для того чтобы узнать искомую величину многожильного кабеля, нам необходимо высчитать общее сечение проводов. Просто нужно взять отдельную проволоку и измерить её диаметр. Далее подсчитываем количество всех таких проволочек в проводе и умножаем на диаметр одной из них. В итоге мы и получим общий диаметр всего провода. Зная эти параметры, уже несложно узнать и сечение.
Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/provodka/kak-rasschitat-poperechnoe-sechenie-provoda-i-ego-diametr.html
Расчёт сопротивления проводников
Электрическое сопротивление проводника происходит из-за взаимодействия электрона с ионами кристаллической решетки.
Сопротивление проводника зависит от:
- — его длины,
- — площади поперечного сечения
- — от вещества из которого он изготовлен,
а также сопротивление прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.
Чтобы посчитать зависимость сопротивления от вещества, из которого изготовляют проводник, надо вычислить его удельное сопротивление.
Удельное сопротивление — физическая величина которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной 1м, и площадью поперечного сечения 1м2.
- Удельное сопротивление обозначается буквой — p.
- Длина — l.
- Площадь поперечного сечения — S.
- Сопротивление проводника обозначим буквой R.
В итоге мы получим формулу:
R = p*l/S
Получим еще несколько разновидностей формул:
l = R*S/p ; S = p*l/R ; p = R*S/l
Единицей сопротивления является 1 Ом, следовательно единица удельного сопротивления будет:
1 Ом*1м2/1м или 1 Ом*м, следуя из формулы p = R*S/l
Также площадь поперечного сечения можно выражать в квадратных миллиметрах, тогда мы получим такую формулу:
1 Ом*мм2/м
Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро (0,016) и медь (0,017), следовательно они лучше проводят электричество.
Эбонит(1020) и фарфор(1019) имеют очень большое удельное сопротивление и почти не проводят электрический ток, их используют для изоляторов.
Реостаты
Реостат — прибор, который используется для регулирования силы тока в цепи.
Самый простой реостат — проволока с большим удельным сопротивлением , такая как никелиновая или нихромовая.
Виды реостатов:
Ползунковый реостат — еще один вид реостатов , в котором стальная проволока намотана на керамический цилиндр.Проволока покрыта тонким слоем окалины , которая не проводит электрический ток , поэтому ее витки изолированы друг от друга.Над обмоткой — металлический стержень по которому перемещается ползунок .
Он прижат к виткам обмотки.От трения ползунка о витки слой окалины стирается и электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, потом в стержень.Когда реостат подключили в цепь , можно передвигать ползунок , таким образом увеличивать или уменьшать сопротивление реостата.
Жидкостный реостат — представляет бак с электролитом, в который погружаются металлические пластины.
Проволочный реостат — cостоит из проволоки из материала в котором высокое удельное сопротивление, натянутый на раму.
Нельзя превышать силу тока реостата, потому что обмотка реостата может перегореть.
Реостат мы часто применяем в повседневной жизни, например, регулируя громкость телевизора и радио, увеличивая и уменьшая скорость езды на машине.
Нужна помощь в учебе?
Предыдущая тема: Закон Ома для участка цепи: формулировка и формула, применение
Следующая тема: Последовательное и параллельное соединение проводников
Источник: http://www.nado5.ru/e-book/raschyot-soprotivleniya-provodnikov-reostaty
Факторы, влияющие на площадь поперечного сечения мышц
Описаны некоторые факторы, влияющие на площадь поперечного сечения мышц, а именно: расположение мышц, пол и уровень квалификации спортсменов, дается определение понятия анатомического и физиологического поперечников. Приведены данные о физиологическом поперечнике мышц нижних конечностей. Показано, что на различия поперечного сечения мышц нижних конечностей (сгибателей и разгибателей) влияет сила тяжести.
Самсонова, А.В. Некоторые факторы, влияющие на площадь поперечного сечения мышц /А.В. Самсонова //Вестник Петровской академии, Санкт-Петербург, 2010.- 2(16).- С.52-55
ВВЕДЕНИЕ
Давно установлено, что уровень развития одного из важнейших силовых качеств, таких как абсолютная сила напрямую зависит от площади поперечного сечения мышц. В анатомии, физиологии и биомеханике хорошо известен принцип Вебера, который гласит: «Сила мышц, при прочих равных условиях, пропорциональна ее поперечному сечению» (Ухтомский А.А, 1927.– С. 72).
В бодибилдинге основным показателем уровня спортивного мастерства является объем мышечной массы, который также напрямую связан с площадью поперечного сечения мышц. Существует целый ряд факторов, влияющих на поперечное сечение мышц, таких как: расположение мышцы (верхние или нижние конечности), пол, возраст, особенности конституции человека, его уровень тренированности или степень гиподинамии.
На площадь поперечного сечения мышц также существенное влияет прием анаболических стероидов и других препаратов (Л.С.Дворкин, 2005; Г.П.Виноградов, 2009).
Целью настоящего обзора являлось описание некоторых факторов, влияющих на площадь поперечного сечения мышц, а именно: расположения мышц, а также пола и уровня квалификации спортсменов.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Прежде чем перейти к характеристике вышеуказанных факторов необходимо ввести понятие площади поперечного сечения мышц. В связи с тем, что скелетные мышцы человека имеют различное строение (существуют мышцы с прямым и перистым ходом волокон) для характеристики площади их поперечного сечения применяются два понятия: анатомический и физиологический поперечник.
Если провести разрез мышцы в плоскости, перпендикулярной линии, соединяющей ее начало и конец (так называемому «длиннику» мышцы) и измерить площадь полученной фигуры (площадь поперечного сечения мышцы), то получим значение анатомического поперечника мышцы (рис.1а). Под физиологическим поперечником (рис.1б) понимается сумма площадей поперечного сечения мышечных волокон.
Рис. 1. Схема определения анатомического (а) и физиологического поперечника (б) у мышц с различным ходом мышечных волокон (по: K. Tittel, 1967)
Источник: https://allasamsonova.ru/faktory-vlijauschie-na-ploschady-poperechnogo-sechenija-myschsh/
Сваи поперечного сечения
На данной странице вы найдете информацию по различным типам поперечного сечения свай, а также где чаще всего их применяют. Вы узнаете о преимуществах и недостатках сечений разных стержней и найдете формулу, которая используется при расчете их несущей способности.
Наша фирма предлагает вам услугу по поставке и забивке свай в любой точке Москвы и области. В штате работают исключительно профессиональные строители, которые проведут все этапы работ по забивке свай с высоким уровнем мастерства. Мы даем полную гарантию на быстрое и качественное проведение работ. Цены на продукцию и услуги не ударят по бюджету вашего предприятия, а уровень проведения работ даст вам уверенность в надежности и безопасности строения.
Разновидность поперечных свай
В основе каждого здания лежит фундамент. В случае, если грунт, на котором проводится строительство, слабый, для упрочнения основы здания, в почву забиваются сваи. Огромные стрежни из железобетона, металла или дерева придают прочность основе здания, и повышают устойчивость и надежность на мягком грунте.
Сваи различают по множеству признаков, одним из основных является поперечное сечение. По его форме стержни разделяют на:
- Сечение квадратное
- Сечение прямоугольное
- Сечение квадратное с полостью круглой формы
- Сечение круглое с полостью
- Сечение тавровое и двутавровое
Рис: Формы поперечного сечения свай. Слева-направо: квадратные, квадратные с полостью, круглые с полостью, прямоугольные, тавровые, двухтавровые.
Чаще всего в строительстве используют квадратные и оба полых типа свай. Сечение стержней может меняться по всей длине – это называется изменением профиля. Длина свай с прямоугольным и квадратным сплошным сечением варьируется от 3 до 16. В случае, если длину надо увеличить, сваи стыкуют друг с другом с помощью различных соединений.
Процедура забивания свай начинается с разметки поля. Для этого строители используют геодезические инструменты. С их помощью отмечается центр предполагаемой сваи. После этого машина для забивания стержней подъезжает к месту установки. Краном в нее помещается свая, производится контрольная проверка всех расчетов и только после этого начинается работа.
Где используются поперечные сваи
Типы поперечного сечения свай разнятся между собой. Несмотря на то, что все они применяются для строительства, их функционал и качества разнятся между собой:
- Квадратный и прямоугольный тип стержней востребован во всех строительных отраслях. Это основной тип стержней, используемых в жилищном строительстве. Часто их применяют, когда строительство идет на мягком грунте без твердых частиц. Они используются для того, чтобы передать часть возможных нагрузок здания на основание дома. Именно сваи с квадратным сечением применяют для реконструкции или усиления уже существующего фундамента. Также, их используют для опоры одиночных сооружений – ЛЭП, мостов.
Рис: Бетонные сваи квадратного сечения
- Полые квадратные или круглые сваи производят составными. Поэтому в случае необходимости использования свай размерами больше обычного – применяют именно их. Стоит отметить квадратные сваи с круглой полостью – они считаются более экономными, поскольку позволяют почти на четверть снизить расходы на цемент, и на 60% — расход арматуры. Но, однако, из выдерживающая способность ниже, чем у цельных стержней, поэтому их используют при опоре небольших коттеджей или отдельных объектов.
- Круглые стержни с полостью еще называют сваями-оболочками. Они имеют открытую нижнюю часть, благодаря чему при забивке наполняются грунтом. Это улучшает их несущую возможность. Такой тип свай применяется при строительстве с сейсмически нестабильных районах.
Периметр поперечного сечения сваи
Главный параметр, на который обращают внимание при подборе сваи – это ее несущая способность. Она во многом зависит от силы трения боковой стороны сваи. Из этого следует, что значение суммы границ поперечного сечения сваи – важный элемент в расчетах и проекте строительства.
Если говорить о несущей способности сваи, то она высчитывается по формуле:
- Yс – Коэффициент всегда равен 1. Переменная обозначает условие работы стержня в грунте.
- R – значение сопротивления почвы под сваей.
- A – площадь опоры на грунт.
- U – периметр поперечного сечения сваи.
- Fi – сопротивление 1го слоя почвы на боковой поверхности.
- Hi – толщина слоя почвы, который соприкасается с боковой плоскостью сваи.
- Ycr, Ycf – значения работы грунта под отдельно нижним и отдельно на боковую плоскость сваи.
Из этой формулы мы можем понять, что периметр поперечного сечения – очень важное значение в расчетах. Она вносит самый большой вклад в несущие возможности стержня и от нее зависит то, в строительстве какого здания ее применять.
Важно! Свая с двутавровым поперечным сечением имеет самый высокий показатель несущей способности. Профессионалы рекомендуют использовать в строительстве сваи с расширенной боковой поверхностью – особенно это касается больших многоэтажных домов. Стержни такого типа не только снизят металлоемкость, но и будут иметь самые большие несущие возможности.
Рис: Двутавровые металлические сваи.
Поставка и забивка свай поперечного сечения
Наша компания «Богатырь» предлагает вам услугу по установке и поставкам свай поперечного сечения. Мы работаем в области строительства уже долгое время, поэтому имеем обширный опыт в проведении работ любого уровня сложности.
Мы работаем с любыми заказами по укреплению фундамента и создания опоры при помощи свай. Строительство жилого дома, офисного здания, или же проведение коммуникаций и возведение отдельных объектов – мы справимся с любой задачей.
Помимо этого, мы занимаемся поставками готовых свай для вашего предприятия. В нашем ассортименте вы найдете деревянные, железобетонные и стальные сваи любого типа поперечного сечения и продольного профиля. Продукция нашей строительной фирмы отличается своим высоким качеством производства. Используя ее вы будете уверены в том, что ваше строение будет стоять надежно и долго.
Источник: https://kommtex.ru/svai-poperechnogo-secheniya.html
Виды сечений труб
Для прокладки водопровода или канализации в строительстве применяют трубы различных форм и сечений. Для классического водопровода могут использоваться круглые, квадратные, прямоугольные, треугольные, эллипсовидные и прочие трубы. Для канализации используют трубы круглой, полукруглой, эллиптической, полуэллиптической, яйцевидной, прямоугольной, трапецеидальной и прочих форм и сечений.
Наибольшей популярностью пользуются трубы с круглой формой поперечного сечения. Изготовление таких труб малозатратно, они обладают хорошими техническими характеристиками, а также рядом отличных технических и эксплуатационных качеств.
Для расчета веса трубы, либо длины трубы вы можете воспользоваться трубным калькулятором.
Виды сечений трубопровода могут быть различными:
- а) — Круглые;
- б) — Квадратные;
- в) — Прямоугольные;
- г) — Треугольные;
- д) — Эллипсовыидные;
- е) — Кольчатые;
- а,b — Линейные размеры.
Далее представлены формы поперечных сечений самотечных труб и каналов, такие как:
- а) — Круглое,
- б) — Полукруглое,
- в) — Шатровое,
- г) — Банкетное,
- д) — Яйцевидное (овондальное),
- е) — Эллиптическое,
- ж) — Полукруглое с прямыми вставками;
- э) — Яйцевидное перевернутое,
- и) — Лотковое,
- к) — Пятиугольное,
- л) — Прямоугольное,
- м) — Трапецеидальное
Расчет сечения трубопровода
Формула площади поперечного сечения трубы будет зависеть от того, какова форма этого сечения. Для расчета сечения трубопровода необходимо вычислить площадь круга с диаметром, который равен наружному диаметру трубы, после чего вычесть толщину ее стенок.
Площадь круга рассчитывается по формуле: S = Pi*(R2) или S=Pi*(D/2-N)2,
где
- R — радиус круга, равный половине ее внутреннего диаметра;
- S — искомое значение;
- Pi — число «пи», которое обычно округляют до 3,14.
- D и N- наружный диаметр и толщина стенки трубы.
В качестве примера производим расчет площади внутреннего сечения круглого трубопровода с внутренним диаметром, в 100 мм.
Радиус, данной трубы, будет составлять 50 мм, или 0,05 м.
Площадь трубы будет равна 3,14 х 0,052 = 0,00785 м2.
Внимание: рассчитывая проходимость самотечных трубопроводов (например, бытовой канализации) принимайте в расчет не полное, а так называемое живое сечение потока, которое ограничено средним уровнем воды.
- а) — полное сечение,
- б) — живое сечение потока в частично заполненной трубе,
- в) — живое сечение потока в лотке.
Все необходимые данные о внутреннем диаметре ВГП труб, которые применяются при монтаже внутренних коммуникаций, можно найти в ГОСТ 3262-75, по которому эти трубы изготавливаются.
Таблица наружных диаметров труб.
| ДУ, мм | Наружный диаметр, мм | Толщина стенки труб, мм | ||
| Легких | Обыкновенных | Усиленных | ||
| 15 | 21,3 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
| 20 | 26,8 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
| 25 | 33,6 | 2,8 | 3,2 | 4,0 |
| 32 | 42,3 | 2,8 | 3,2 | 4,0 |
| 40 | 48,0 | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
| 50 | 60,0 | 3,0 | 3,5 | 4,5 |
| 65 | 75,5 | 3,2 | 4,0 | 4,5 |
| 80 | 88,5 | 3,5 | 4,0 | 4,5 |
| 90 | 101,3 | 3,5 | 4,0 | 4,5 |
| 100 | 114,0 | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
| 125 | 140,0 | 4,0 | 4,5 | 5,5 |
| 150 | 165,0 | 4,0 | 4,5 | 5,5 |
Особенности труб с различными сечениями
Трубы круглого сечения очень просто очищаются от образовавшегося осадка гидравлическим способом с использованием шаров и цилиндров
По мере того увеличения диаметра трубы круглого сечения, давление грунта и временной внешней нагрузки стремительно увеличиваются. Для уменьшения усилия в стенках труб, своду придают полуэллиптическое сечение.
Иногда может использоваться яйцевидная форма сечения, труба такого сечения способна высокие статические и динамические нагрузки, но такая трубы имеет и недостатки: для монтажа труб с таким сечением необходима большая высота канала и глубина заложения, чем для труб круглого сечения при одинаковой пропускной способности.
Кроме этого, в трубах эллиптического сечения намного быстрее образуется осадок, который отлаживается на стенках. В тех местах, где присутствуют плывуны и грунт очень влажный, могут использоваться трубы лотковой формы. Это позволяет прокладывать канализационные сети на меньшей глубине.
Источник: https://www.calc.ru/Vidy-Secheniy-Trub.html
Расчет площади сечения арматуры
12.03.2019
Горячекатаная арматурная сталь – вид металлопродукции, используемый практически на всех строительных объектах. Назначение арматурных стержней, плоских сеток и объемных каркасов, – повышение устойчивости бетона к нагрузкам различных видов. Эта металлопродукция необходима при возведении фундамента, монолитных стен, производстве железобетонных изделий.
Для того чтобы определить прочность арматуры, составить смету, рассчитать массу партии проката, необходим такой показатель, как площадь поперечного сечения. Арматурные стержни имеют поверхность – гладкую или периодического профиля.
В обозначении прутов с гладкой поверхностью указывается их наружный диаметр, периодического профиля – номинальный диаметр, который равен наружному диаметру гладкого стержня с равновеликой площадью сечения.
Расчет площади сечения арматурных стержней с гладкой поверхностью
Площадь сечения арматурной стали можно просто определить по таблице ГОСТа 5781-82. Однако если при покупке арматуры иногда возникает необходимость узнать эту величину, а таблицы нет под рукой, то можно самостоятельно произвести несложные расчеты. Для них понадобятся штангенциркуль и калькулятор.
С помощью штангенциркуля определим наружный диаметр в миллиметрах. Расчет площади поперечного сечения арматуры производится по формуле:
S = π*dн2/4,
в которой:
- S – площадь сечения, мм2;
- π – постоянная величина, равная 3,14;
- dн – наружный диаметр, мм.
Расчеты для стержней периодического профиля
Арматурная сталь периодического профиля обеспечивает хорошее сцепление с бетоном, поэтому именно она используется в качестве рабочей арматуры, воспринимающей и распределяющей основные нагрузки на бетонную конструкцию.
Для определения номинального диаметра производят два измерения с помощью штангенциркуля – по вершинам ребер и по углублениям. Номинальный диаметр равен среднему арифметическому значению этих двух величин. Их суммируют и делят пополам. Площадь сечения определяется по той же формуле, что и в случае стержней с гладкой поверхностью, но вместо наружного значения мы подставляем в формулу значение номинального диаметра.
Вам не понадобится производить расчеты, если под рукой у вас будет таблица площади поперечного сечения стержней арматуры.
| Dном, мм | S, см2 | Dном, мм | S, см2 |
| 6 | 0,283 | 18 | 2,64 |
| 7 | 0,385 | 20 | 3,14 |
| 8 | 0,503 | 22 | 3,8 |
| 10 | 0,785 | 25 | 4,91 |
| 12 | 1,131 | 28 | 6,16 |
| 14 | 1,54 | 36 | 10,18 |
| 16 | 2,01 | 40 | 12,58 |
Источник: https://spbrmk.ru/sechenie-armatury-raschet-ploshhadi-poperechnogo-secheniya-sterzhnya-armatury/
Как найти площадь поперечного сечения проводника формула через массу?
Сторона АС треугольника АВС проходит через центр описанной около него окружности. Так как сторона AC проходит через центр окружности, а точки A и C лежат на окружности, AC — диаметр окружности. Сумма углов треугольника равна 180 градусам, тогда угол C равен 180-90-47=43 градусам.
Расчёт сопротивления проводников
Электрическое сопротивление проводника происходит из-за взаимодействия электрона с ионами кристаллической решетки.
Сопротивление проводника Зависит от:
А также сопротивление прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.
Чтобы посчитать зависимость сопротивления от вещества, из которого изготовляют проводник, надо вычислить его удельное сопротивление.
Удельное сопротивление — физическая величина которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной 1м, и площадью поперечного сечения 1м2.
В итоге мы получим формулу:
Получим еще несколько разновидностей формул:
L = R*S/p ; S = p*l/R ; p = R*S/l
Единицей сопротивления является 1 Ом, следовательно единица удельного сопротивления будет:
1 Ом*1м2/1м или 1 Ом*м, следуя из формулы p = R*S/l
Также площадь поперечного сечения можно выражать в квадратных миллиметрах, тогда мы получим такую формулу:
Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро (0,016) и медь (0,017), следовательно они лучше проводят электричество.
Эбонит(1020) и фарфор(1019) имеют очень большое удельное сопротивление и почти не проводят электрический ток, их используют для изоляторов.
Реостат — прибор, который используется для регулирования силы тока в цепи.
Самый простой реостат — проволока с большим удельным сопротивлением, такая как никелиновая или нихромовая.
Ползунковый реостат — еще один вид реостатов, в котором стальная проволока намотана на керамический цилиндр. Проволока покрыта тонким слоем окалины, которая не проводит электрический ток, поэтому ее витки изолированы друг от друга. Над обмоткой — металлический стержень по которому перемещается ползунок.
Он прижат к виткам обмотки. От трения ползунка о витки слой окалины стирается и электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, потом в стержень. Когда реостат подключили в цепь, можно передвигать ползунок, таким образом увеличивать или уменьшать сопротивление реостата.
Жидкостный реостат — представляет бак с электролитом, в который погружаются металлические пластины.
Проволочный реостат — cостоит из проволоки из материала в котором высокое удельное сопротивление, натянутый на раму.
Нельзя превышать силу тока реостата, потому что обмотка реостата может перегореть.
Реостат мы часто применяем в повседневной жизни, например, регулируя громкость телевизора и радио, увеличивая и уменьшая скорость езды на машине.
Основные формулы. где – площадь поперечного сечения проводника,
Сила тока:
(если ).
Плотность тока:
, ,
Где – площадь поперечного сечения проводника, – средняя скорость упорядоченного движения зарядов в проводнике, – концентрация зарядов, – элементарный заряд.
Зависимость сопротивления от параметров проводника:
Где – длина проводника, – площадь поперечного сечения проводника, – удельное сопротивление, – удельная проводимость.
Зависимость удельного сопротивления от температуры для металлических проводников:
Где – температурный коэффициент сопротивления; – удельное сопротивление при, – температура проводника.
Сопротивление системы проводников: при последовательном (а) и параллельном (б) соединениях:
А) , б) ,
Где – сопротивление — го проводника, – число проводников.
Сопротивления, необходимые для расширения пределов измерения приборами силы тока ( ) и напряжения ( ) в раз:
, .
Законы Ома:
Для однородного участка цепи:
Для неоднородного участка цепи:
Для замкнутой цепи:
Где – напряжение на однородном участке цепи, – разность потенциалов на концах участка цепи, – ЭДС источника, – внутреннее сопротивление источника тока.
В дифференциальной форме:
Где – плотность тока, – удельная проводимость, –напряжённость поля.
Сила тока короткого замыкания:
.
Работа тока за время :
.
Закон Джоуля-Ленца (количество теплоты, выделяемой при прохождении тока через проводник):
.
Мощность тока, выделяемая в нагрузке (полезная):
.
Полная мощность, выделяемая в цепи:
.
Мощность, теряемая в источнике:
.
Коэффициент полезного действия источника тока:
.
Правила Кирхгофа:
1) – для узлов;
2) – для контуров,
Где – алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, – алгебраическая сумма ЭДС в контуре.
Ответы и объяснения
Как найти площадь поперечного сечения проводника и длину проволоки если известно что сопротивление медной проволоки 1Ом, а ее масса -1 кг. удельное электрическое сопротивление меди=0,017Ом*мм2/м плотность=8900 Кг/м3
Понятие об электрическом сопротивлении и проводимости
Любое тело, по которому протекает электрический ток, оказывает ему определенное сопротивление. Свойство материала проводника препятствовать прохождению через него электрического тока называется электрическим сопротивлением.
Электронная теория так объясняет сущность электрического сопротивления металлических проводников. Свободные электроны при движении по проводнику бесчисленное количество раз встречают на своем пути атомы и другие электроны и, взаимодействуя с ними, неизбежно теряют часть своей энергии. Электроны испытывают как бы сопротивление своему движению. Различные металлические проводники, имеющие различное атомное строение, оказывают различное сопротивление электрическому току.
Точно тем же объясняется сопротивление жидких проводников и газов прохождению электрического тока. Однако не следует забывать, что в этих веществах не электроны, а заряженные частицы молекул встречают сопротивление при своем движении.
Сопротивление обозначается латинскими буквами R или r.
За единицу электрического сопротивления принят ом.
Ом есть сопротивление столба ртути высотой 106,3 см с поперечным сечением 1 мм2 при температуре 0° С.
Если, например, электрическое сопротивление проводника составляет 4 ом, то записывается это так: R = 4 ом или r = 4ом.
Для измерения сопротивлений большой величины принята единица, называемая мегомом.
Один мегом равен одному миллиону ом.
Чем больше сопротивление проводника, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем легче электрическому току пройти через этот проводник.
Следовательно, для характеристики проводника (с точки зрения прохождения через него электрического тока) можно рассматривать не только его сопротивление, но и величину, обратную сопротивлению и называемую, проводимостью.
Электрической проводимостью называется способность материала пропускать через себя электрический ток.
Так как проводимость есть величина, обратная сопротивлению, то и выражается она как 1/R,обозначается проводимость латинской буквой g.
Влияние материала проводника, его размеров и окружающей температуры на величину электрического сопротивления
Сопротивление различных проводников зависит от материала, из которого они изготовлены. Для характеристики электрического сопротивления различных материалов введено понятие так называемого удельного сопротивления.
Удельным сопротивлением называется сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2. Удельное сопротивление обозначается буквой греческого алфавита р. Каждый материал, из которого изготовляется проводник, обладает своим удельным сопротивлением.
Например, удельное сопротивление меди равно 0,017, т. е. медный проводник длиной 1 м и сечением 1 мм2 обладает сопротивлением 0,017 ом. Удельное сопротивление алюминия равно 0,03, удельное сопротивление железа — 0,12, удельное сопротивление константана — 0,48, удельное сопротивление нихрома — 1-1,1.
Подробнее об этом читайте здесь: Что такое удельное электрическое сопротивление
Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, т. е. чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление.
Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, т. е. чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.
Чтобы лучше понять эту зависимость, представьте себе две пары сообщающихся сосудов, причем у одной пары сосудов соединяющая трубка тонкая, а у другой — толстая.
Ясно, что при заполнении водой одного из сосудов (каждой пары) переход ее в другой сосуд по толстой трубке произойдет гораздо быстрее, чем по тонкой, т. е. толстая трубка окажет меньшее сопротивление течению воды.
Точно так же и электрическому току легче пройти по толстому проводнику, чем по тонкому, т. е. первый оказывает ему меньшее сопротивление, чем второй.
Электрическое сопротивление проводника равно удельному сопротивлению материала, из которого этот проводник сделан, умноженному на длину проводника и деленному на площадь площадь поперечного сечения проводника:
R = р l / S,
где — R — сопротивление проводника, ом, l — длина в проводника в м, S — площадь поперечного сечения проводника, мм2.
Площадь поперечного сечения круглого проводника вычисляется по формуле:
Источник: https://otoplenie-help.ru/kak-nayti-ploschad-poperechnogo-secheniya-provodnika-formula-cherez-massu.html
Как найти площадь поперечного сечения трубы
- 1 Поперечное сечение трубы и ее внутренний объем: методы расчета
- 2 Площадь внутреннего сечения и поверхностей трубы: формулы расчета
- 3 Площадь поперечного сечения: особенности величины, как найти её для круга
- 3.1 Область применения
- 3.2 Способы расчета
- 4 Расчет труб: виды, инструкция правильного вычисления пошагово, примеры, советы от специалистов
- 5 Как вычислить площадь сечения
- 6 Расчет веса, массы, объема трубы (и других параметров): формулы и примеры
Сегодня нам предстоит небольшой экскурс в школьные программы геометрии и физики.
Мы вспомним, как вычисляется площадь поперечного сечения трубы и ее внутренний объем. Кроме того, нам предстоит выяснить, как изменения диаметра трубопровода действуют на давление в потоке жидкости. Итак, в путь.
На фото — водогазопроводные трубы. Нам предстоит научиться вычислять их внутреннее сечение.
Очевидно, формула площади поперечного сечения трубы будет зависеть от того, какова форма этого сечения. Какие варианты возможны?
Круглая
Площадь круга имеет вид S = Pi R2, где:
- S — искомое значение;
- Pi — число «пи», которое обычно округляют до 3,14;
- R — радиус круга (применительно к трубе — половина ее внутреннего диаметра).
В качестве примера давайте выполним расчет площади внутреннего сечения круглого трубопровода с внутренним диаметром, равным 100 миллиметрам.
- Радиус, очевидно, будет равным 50 мм, или 0,05 метра.
- Площадь будет равна 3,14 х 0,052 = 0,00785 м2.
Обратите внимание: при расчете проходимости самотечных трубопроводов (например, бытовой канализации) актуально не полное, а так называемое живое сечение потока, ограниченное средним уровнем воды.
А — полное сечение, б — живое сечение потока в частично заполненной трубе, в — живое сечение потока в лотке.
Где взять данные о внутреннем диаметре ВГП труб, использующихся при монтаже внутренних коммуникаций зданий? Продавцами обычно указывается лишь ДУ (условный проход) и тип — легкая, обыкновенная или усиленная.
Вся нужная информация найдется в ГОСТ 3262-75, по которому эти изделия производятся.
| ДУ, мм | Наружный диаметр, мм | Толщина стенки труб, мм | ||
| Легких | Обыкновенных | Усиленных | ||
| 15 | 21,3 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
| 20 | 26,8 | 2,5 | 2,8 | 3,2 |
| 25 | 33,6 | 2,8 | 3,2 | 4,0 |
| 32 | 42,3 | 2,8 | 3,2 | 4,0 |
| 40 | 48,0 | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
| 50 | 60,0 | 3,0 | 3,5 | 4,5 |
| 65 | 75,5 | 3,2 | 4,0 | 4,5 |
| 80 | 88,5 | 3,5 | 4,0 | 4,5 |
| 90 | 101,3 | 3,5 | 4,0 | 4,5 |
| 100 | 114,0 | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
| 125 | 140,0 | 4,0 | 4,5 | 5,5 |
| 150 | 165,0 | 4,0 | 4,5 | 5,5 |
Как на основе этой таблицы своими руками вычислить фактический внутренний диаметр?
Инструкция проста и, в общем-то, очевидна.
- Выбираем соответствующие интересующей вас продукции ДУ и тип.
- Вычитаем из наружного диаметра удвоенную толщину стенок.
Подсказка: онлайн-калькулятор площади поперечного сечения трубы любого типа зачастую можно найти на сайте производителя или дилеров.
Квадратная
Профильные трубы сравнительно редко используются для транспортировки жидкостей: это области приоритетного применения трубопроводов круглого сечения.
Почему?
- Круг обладает минимальной длиной стенок при максимальной площади из всех геометрических фигур. Отсюда — практическое следствие: при постоянной толщине стенок именно круглая труба будет обладать максимальной пропускной способностью. Или, иначе говоря, при фиксированной пропускной способности цена погонного метра круглой трубы будет минимальной.
- В силу этой же особенности круглая труба имеет максимальную прочность на разрыв. Давление недаром измеряется в килограммах на квадратный сантиметр: чем больше площадь стенок трубы — тем большее усилие воздействует на них при фиксированном давлении внутри трубопровода.
Тем не менее, в ряде случаев приходится рассчитывать и внутреннее сечение профтруб. В случае квадратной трубы оно равно квадрату разности наружного размера трубы и удвоенной толщины ее стенок. Так, для изделия размером 100х100 мм со стенками толщиной 4 мм расчет приобретет вид (100 — (4 х 2)) 2 = 8464 мм2.
Приведенная схема расчета будет иметь небольшую погрешность за счет скругления углов.
Важно!В большинстве формул используется площадь, выраженная в квадратных метрах.
Коэффициент пересчета мм2 в м2 — 1:1000000, то есть в приведенном выше случае мы получим 0,008464 м2.
Прямоугольная
Схема расчетов практически идентична описанной для квадратных профтруб. Разница лишь в том, что стенки неодинаковы; соответственно, мы перемножаем их размеры за вычетом да-да, опять-таки удвоенной толщины стенок.
Так, для прямоугольной профтрубы размером 150х180 мм при толщине стенки 6 мм искомое значение будет равным (150 — (6 х 2)) х (180 — (6 х 2)) = 23184 мм2, или 0,023184 м2.
Для расчета нужны три параметра: оба размера и толщина стенки.
Объем
Здесь все совсем просто. Объем трубы любого типа равен произведению ее длины (погонажа) на площадь сечения. В последнем примере внутренний объем 25-метрового трубопровода будет равным 0,023184 х 25 = 0,5796 м2.
Сечение и давление
Жил да был в славном 18 веке швейцарец Даниил Бернулли. Жил он, жил да и сформулировал между делом закон, который впоследствии положил начало современной гидродинамике и был назван его именем.
Если перевести сухой язык формул на привычный нам русский, то его можно сформулировать так: скорость потока обратно пропорциональна статическому давлению жидкости или газа в нем.
С практической стороны это означает, что на переходах диаметра трубопровода поток ведет себя вопреки здравому смыслу: увеличение сечения вызывает увеличение давления, а уменьшение и связанное с ним ускорение движения жидкости или газа — рост.
Взаимосвязь между сечением трубы, скоростью потока и давлением в нем.
В наше время этот эффект широко используется в механизмах самого разного назначения.
Приведем пару самых очевидных примеров, с которыми сталкивался любой из нас.
- Главный элемент теплового узла дома – элеватор.Он представляет собой сопло, в котором струя воды с более высокими температурой и давлением из подающего трубопровода впрыскивается в объем, заполненный более холодной водой с низким давлением из обратки. Благодаря падению статического давления в струе она вовлекает часть воды из обратного трубопровода через предназначенный для этой цели подсос в повторную циркуляцию. (См. также статью Как согнуть профильную трубу: особенности.)
Принципиальная схема работы элеватора — главного элемента теплового узла дома.
- Краскопульт и аэрограф используют тот же эффект: быстрый воздушный поток за счет создающегося в нем разрежения вытягивает из бачка краситель, дробит его, превращая в аэрозоль, и осаждает на окрашиваемой поверхности.
Заключение
Надеемся, что не утомили читателя обилием цифр, формул и расчетов. Как всегда, дополнительные материалы по исследуемой нами тематике можно обнаружить в видео в этой статье. Успехов!
Источник: https://evroterm32.com/kak-nayti-ploschad-poperechnogo-secheniya-truby/
Площадь поперечного сечения арматуры: таблица и пример самостоятельного расчёта
› Расчет ›
16.06.2017
На сегодняшний день арматура используется практически на любом строительном объекте. Без неё не обходится строительство плотин, огромных торговых центров, крупных складов и фундаментов для дач или бань.
Так как она представлена в огромном ассортименте, человеку далекому от строительства, не всегда бывает легко подобрать подходящий материал.
С чего же начинать выбор? В первую очередь нужно узнать площадь арматуры – это важнейший фактор, от которого зависит какие нагрузки она может выдерживать и, соответственно, насколько будет повышена прочность бетона после армирования.
Как узнать площадь сечения?
Как говорилось выше, сечение арматурных стержней является самым важным фактором, влияющим на их прочность. Поэтому подходить к выбору следует очень ответственно – чем большие нагрузки будет выдерживать конструкция, тем больше должно быть сечение.
Обычно определить этот параметр совсем не сложно – покупая материал в магазине, можно уточнить у продавца или же заглянуть в паспорт, каким сопровождается арматура. Увы, это не всегда возможно. Например, если вы покупаете строительные материалы на рынке или же используете старые, давно валявшиеся на даче, металлические пруты, то все расчеты придется делать самостоятельно.
Здесь крайне важно не ошибиться при проведении замеров. Для начала нужно узнать диаметр. Понадобится достаточно точный инструмент – желательно штангенциркуль. Используй его, замерьте толщину прутов. Показатель может значительно колебаться – выпускается арматура толщиной от 3 до 40 миллиметров – и это только для стандартного строительства.
При измерениях получился не столь круглый результат, а с цифрами после запятой? В таком случае число следует округлить до ближайшего целого. Не стоит волноваться или опасаться, что вам попался бракованный материал. Диаметр и, соответственно, площадь поверхности может незначительно изменяться – это предусмотрено ГОСТом, нормирующим арматуру. Так что, результаты измерений одного и того же прута могут различаться на десятые доли миллиметра.
Для точности можно произвести серию замеров – определить диаметр в начале, конце и середине прута. Тогда вы точно будете знать нужное число.
Если вам уже известна толщина арматуры, таблица поперечного сечения позволит моментально узнать нужный показатель.
Таблицы под рукой нет? Тогда помогут нехитрые расчеты. Сначала необходимо узнать радиус – это просто, достаточно разделить диаметр на два. Теперь вспоминаем школьный курс геометрии – площадь окружности равна числу Пи умноженному на квадрат радиуса. Для наглядности рассмотрим пример:
- Работаем со штангенциркулем и получаем диаметр в 6 миллиметров.
- Делим на два и получаем радиус – 3 миллиметра.
- Возводим в квадрат – 9 квадратных миллиметров.
- Умножаем на 3.14 сотых = 28,26 квадратных миллиметров или 0,2826 квадратных сантиметров.
Однако, такой прием обычно подходит при работе с гладким прутом. Если же вас интересует площадь поперечного сечения арматуры с ребристой поверхностью, то расчеты немного усложняются.
Работаем с рифленой арматурой
Рифленые металлические пруты имеют большую площадь и, соответственно, лучшее сцепление с бетоном. Поэтому в качестве рабочей основы корпуса при армировании бетона используются именно они. Определить их диаметр чуть сложнее. Но, вооружившись штангенциркулем и калькулятором или листком и ручкой, можно без труда справиться и с этими расчетами.
Замеров будет в два раза больше. Сначала замерьте с одного конца диаметр в широкой части (на ребре), потом в узкой части (в углублении). Сложите два полученных числа между собой и сумму разделите пополам. Чтобы быть уверенным в результатах измерений желательно повторить замеры 2-3 раза на разных участках прута. Теперь, когда вы установили толщину, можно легко определить площадь сечения арматуры методом, приведенным выше, а точнее формулой S=π r2.
Впрочем, умение вычислить диаметр металлических прутов может пригодиться не только в случаях, когда нужно рассчитать площадь сечения арматуры. Если вам необходимо узнать, какой вес материала надо закупить для какой-то определенной работы, это также может оказаться полезным. Зная, какая длина прутов нужна для объекта и их диаметр, можно без труда рассчитать, какой вес нужно приобрести. Ведь арматура продается крупными производителями не поштучно, а тоннами.
Поэтому умение произвести такие расчеты может оказаться весьма полезным. Для демонстрации подсчитаем, сколько килограмм материала нужно купить, если общая длина для армирования фундамента небольшого дома составляет 100 метров, а оптимальным выбором является прут диаметром 8 миллиметров. Находим в таблице требуемый материал – 1 метр будет весить 0,395 килограмма. Умножаем это на 100 метров и в результате получаем 39,5 килограмма.
Имея столь точное число, можно с уверенностью отправляться в строительный магазин за покупками.
Таблица площади поперечного сечения арматуры
Номинальный диаметр, ммПлощадь поперечного сечения, см2Масса 1 метра, теоретическая, кг
| 6 | 0,283 | 0,222 |
| 7 | 0,385 | 0,302 |
| 8 | 0,503 | 0,395 |
| 10 | 0,785 | 0,617 |
| 12 | 1,131 | 0,888 |
| 14 | 1,54 | 1,21 |
| 16 | 2,01 | 1,58 |
| 18 | 2,64 | 2 |
| 20 | 3,14 | 2,47 |
| 22 | 3,80 | 2,98 |
| 25 | 4,91 | 3,85 |
| 28 | 6,16 | 4,83 |
| 32 | 8,04 | 6,31 |
| 36 | 10,18 | 7,99 |
| 40 | 12,58 | 9,87 |
| 45 | 15,90 | 12,48 |
Как видите, выполнить подбор арматуры совсем не сложно, если помнить школьный курс геометрии. Пользуясь специальными справочниками по площади сечения можно узнать многие другие важные параметры, которые позволят выбрать оптимальный материал для строительства дома вашей мечты и возведения любого другого объекта.
Как определить площадь арматуры? Ссылка на основную публикацию
Источник: https://vseoarmature.ru/raschet/ploshhad-secheniya-armatury
Как найти внутренний диаметр?
Для того чтобы найти внутренний диаметр, необходимо знать хотя бы один из следующих параметров:
-
Внешний диаметр и толщина стенки: внутренний диаметр можно найти, вычтя удвоенную толщину стенки из внешнего диаметра. Формула будет следующей: Dвнутр = Dвнеш — 2хT.
-
Площадь поперечного сечения: если известна площадь поперечного сечения, то внутренний диаметр можно найти по следующей формуле: Dвнутр = 2 х (S/π)^(1/2), где S — площадь поперечного сечения, π — число Пи (округленно до 3,14).
-
Окружность: если известна окружность детали, то внутренний диаметр можно найти по формуле: Dвнутр = Dокр / (1 + T / (π x Dокр)), где Dокр — окружность детали, T — толщина стенки.
-
Радиус: если известен радиус, то внутренний диаметр можно найти умножив радиус на 2.
Важно иметь в виду, что точность расчетов зависит от точности измерений и от того, насколько правильно были указаны значения входных параметров.