Буває так: лежить шматок кабелю, маркування стерлося або його взагалі ніколи не було — китайський моток без бирки, знайдений в гаражі рулон, обрізок з ремонту. А перед вами задача — підключити щось нове, і треба знати, чи витримає цей провідник навантаження. Єдиний спосіб дізнатися переріз — виміряти діаметр жили і порахувати.
Це не складно. Головне — розуміти, звідки береться формула і на що звертати увагу під час вимірювання.
Формула розрахунку перерізу через діаметр
Жила круглого перетину — це, по суті, коло. Тому й формула звідти ж, зі шкільної геометрії:
S = π × d² / 4
де S — площа перерізу в мм², d — діаметр жили в мм, а π приблизно дорівнює 3,14.
Спрощений варіант, яким користуються електрики на практиці:
S ≈ 0,785 × d²
Число 0,785 — це те саме π/4, просто порахований наперед, щоб не морочитися.
Приклад: виміряли діаметр мідної жили, вийшло 1,78 мм. Підставляємо: 0,785 × 1,78 × 1,78 = 0,785 × 3,17 = 2,49 мм². Округлюємо — маємо стандартні 2,5 мм².
Ось тут і криється головна складність вимірювання — точність до соток міліметра критична, бо переріз залежить від діаметра в квадраті. Помилка в 0,1 мм може дати різницю в цілий стандартний номінал.
Чим і як правильно виміряти діаметр
Лінійкою тут не обійтися — похибка буде занадто велика. Потрібен штангенциркуль, а краще мікрометр, якщо є під рукою.
Порядок дій простий:
- зачистіть ізоляцію на кінці провідника сантиметрів на 3-4;
- якщо жила покрита оксидною плівкою або лаком — злегка зачистіть її дрібним наждаком, інакше виміряєте товщину плівки разом з металом;
- заміряйте діаметр у двох-трьох місцях під різним кутом, бо жила рідко буває ідеально круглою;
- візьміть середнє значення.
Для одножильного мідного дроту (той, що марки ПВ1 чи схожий) все просто — один вимір, одне число, підставляєте у формулу.
Проблема виникає з багатожильними кабелями — там жила складається з десятків тонких провідників, скручених разом. Виміряти діаметр «на око» неможливо, і тут потрібен інший підхід.
Як рахувати переріз багатожильного провідника
Спосіб перший — підрахунок через діаметр однієї жилки. Береться штангенциркуль, вимірюється діаметр однієї тонкої дротини (їх там може бути 7, 19, 37 — залежить від конструкції), рахується площа за тією ж формулою, а потім множиться на кількість жилок.
Наприклад: гнучкий провідник ПВ3 має 24 жилки діаметром по 0,3 мм кожна. Площа однієї: 0,785 × 0,3 × 0,3 = 0,0707 мм². Множимо на 24 — отримуємо приблизно 1,7 мм². На практиці такий провідник продають як 1,5 мм², бо частина перерізу «з’їдається» скрутками і проміжками між жилками — виробники закладають цей коефіцієнт заздалегідь.
Спосіб другий, точніший — зважування. Береться відрізок відомої довжини, скажімо 1 метр, зважується без ізоляції. Знаючи щільність міді (8,89 г/см³) або алюмінію (2,7 г/см³), можна порахувати переріз через масу. Формула:
S = m / (ρ × L)
де m — маса в грамах, ρ — щільність у г/см³, L — довжина в см. Результат буде в см², тому множте на 100, щоб перевести в мм².
Цим методом користуються рідко в побуті, зате він рятує, коли жилки настільки тонкі й скручені, що штангенциркулем нормально не підлізеш.
Таблиця відповідності діаметра і стандартного перерізу
Щоб не рахувати щоразу вручну, простіше звірятися з готовою таблицею. Ось найпоширеніші значення для суцільної мідної жили:
| Діаметр жили, мм | Переріз, мм² |
|—|—|
| 0,80 | 0,5 |
| 1,13 | 1,0 |
| 1,38 | 1,5 |
| 1,60 | 2,0 |
| 1,78 | 2,5 |
| 2,26 | 4,0 |
| 2,76 | 6,0 |
| 3,57 | 10,0 |
| 4,51 | 16,0 |
| 5,64 | 25,0 |
| 6,36 | 35,0 |
Якщо ваш вимір трохи «не влучає» в жодне з цих чисел — не панікуйте. Виробники допускають технологічний допуск, та й округлення при вимірюванні теж дає похибку. Дивіться, до якого стандартного значення результат ближчий, і орієнтуйтесь саме на нього.
Типові помилки при вимірюванні
Найчастіша помилка — вимірювання разом з ізоляцією. Здається очевидним, що треба міряти саме метал, але коли жила тонка, а ізоляція щільно прилягає, під штангенциркулем усе зливається в одне ціле. Завжди перевіряйте на око — чи справді губки притиснуті до голого металу, а не до пластику.
Друга проблема — овальність жили. Особливо це стосується старих кабелів або тих, що довго лежали під навантаженням чи механічним стиском. Круглий переріз від часу і тиску може трохи сплющитися. Тому і рекомендується міряти в кількох точках і під різним кутом — так мінімізується похибка.
Третя — плутанина з алюмінієм і міддю. Формула розрахунку перерізу через діаметр однакова для будь-якого металу, вона суто геометрична. А от допустиме навантаження на цей переріз — уже різне. Той самий 2,5 мм² по міді витримає струм майже вдвічі більший, ніж по алюмінію. Тому визначивши переріз, не забувайте додатково перевірити, з якого металу жила, — це впливає на подальший вибір автомата чи розрахунок навантаження.
І ще один нюанс, про який часто забувають: старі радянські кабелі мали свою шкалу перерізів, яка не завжди точно збігається з сучасною. Наприклад, зустрічаються жили діаметром 1,7 мм — це не зовсім 2 мм² і не зовсім 2,5 мм², а щось проміжне через інші допуски виробництва. У таких випадках краще округлювати в менший бік — про запас з навантаженням, а не навпаки.
Навіщо взагалі це рахувати
Здавалося б, простіше піти й купити новий кабель з нормальним маркуванням. Але на практиці ситуації різні: доробляєте стару проводку, знайшли залишок кабелю і шкода викидати, купуєте провідник на ринку без бирки і хочете перевірити, чи не обманули з перерізом.
Буває й таке, що продавець каже «це три квадрати», а по факту жила ледь тягне на 2,5. Перевірити нескладно — штангенциркуль коштує копійки, а десять хвилин розрахунку рятують від ситуації, коли кабель грітиметься під навантаженням, на яке насправді не розрахований.
Знаючи реальний переріз, можна коректно підібрати автоматичний вимикач, розрахувати допустиме навантаження і зрозуміти, чи витримає проводка холодильник, бойлер і мікрохвильовку одночасно, чи краще розкидати їх по різних лініях.
Формула проста, інструмент доступний, а результат дає впевненість у тому, що проводка в будинку не стане причиною пожежі через банальну економію на перерізі.