Подбор сечения кабеля для подключения светодиодной ленты. Таблица сечение провода на 12 вольт

Подбор сечения кабеля для подключения светодиодной ленты

Правильно выбранное сечение кабеля поможет избежать заметные потери яркости светодиодной ленты (СДЛ). Поэтому данному расчету следует выделить особое внимание.

Рис. 1. Кабель.

Требования к величине сечения кабеля при подключении LED-ленты с напряжением 12, 24 В гораздо выше, чем для сетей на 220 В. Это связано с тем, что падение напряжения (потери мощности) в проводах при протекании одного и того же тока в единицы вольт при напряжении 220 В незначительно, а для 12 В — существенно.

Пример расчёта сечения кабеля

Например, подключаем светодиодную ленту суммарной мощностью P = 60 Вт, постоянное напряжение 12 В, длина медных проводов от блока питания (БП) до ленты L = 6 м. Ток I = P/U = 60/12 = 5 А. Если выбрать сечение жилы провода по таблице 1, которая составлена для переменного напряжения 220 В, то сечение провода будет S = 0,5 мм².

Таблица 1. Для подбора сечения кабеля для медного кабеля при напряжении 220 и 380 В.

Теперь подсчитаем потери напряжения на двухжильном кабеле по формуле (1):

Uk = ((ρ × 2 × L) / S) × I, (1)

где ρ — удельное сопротивление провода [Ом·мм2/м], для медного провода оно равно 0,0175. В результате расчета получим потери напряжения на кабеле Uk = 2,1 В. То есть до ленты «дойдет» всего 9,9 В (рис. 2) вместо 12 В. Таким образом, сечение 0,5 мм² нам явно не подходит.

Рис 2. 9,9 Вольт.

Для расчета кабеля есть специальные таблицы, в которых кабель подбирается исходя из падения напряжения. Но для практических расчетов мы используем упрощенные формулы (2) и (3):

S = 0,5×I, если длина двухжильных проводов менее 10 м; (2)

S = 0,75×I, если длина двухжильных проводов от 10 м до 30 м. (3)

То есть для нашего случая сечение кабеля должно быть S = 0,5 × 5 = 2,5 мм². Разница в пять раз между тем, что мы подсчитали, и между тем, что неправильно выбирают по привычке по таблице 1. Теперь подсчитаем потери напряжения в нашем кабеле с сечением 2,5 мм²: Uk = 0,42 В, что вполне приемлемо, поскольку непосредственно на светодиодной ленте будет 11,58. Блок питания обычно имеют подстроечный резистор (рис. 3), который позволяет отрегулировать напряжение до 12,42 В. Тогда на светодиодной ленте будут положенные 12 В. На БП производители обычно выставляют напряжение 12,5 В, по всей видимости, уже предполагая, что будут какие-то разумные потери.

Рис. 3. Подстрочный резистор у блока питания.

Обращаем внимание, что сечения кабеля можно уменьшить в 2 раза если использовать светодиодную ленту с напряжением питания 24 В. Так, для нашего примера, если бы мы использовали ленту на 24В той же мощности 60 Вт, ток был бы 2,5 А, тогда по формуле (2) требуемое сечение кабеля 1,25 мм². Для систем с большой мощностью рекомендуем использовать светодиодные ленты на 24 В.

Заключительные рекомендации

Используйте вышеуказанные формулы (2) и (3) для расчета сечения кабеля, поскольку из-за неправильного выбора сечения можно потерять заметную часть светового потока. Проверяйте напряжение на концах кабеля перед подключением ленты. Лучше использовать кабель хорошего качества, соответствующий ГОСТу. Некоторые производители могут использовать медь с большим числом примесей, тогда удельное сопротивление ρ будет больше и, соответственно, потери напряжения будут еще больше, чем теоретически рассчитано выше.

По материалам статьи «Как выбирать светодиодные ленты для создания декоративной подсветки интерьера» N1, 2017 led-e.ru

Автор статьи Сергеев П. А. сотрудник компании СветоЯр.

22.11.2017

svetoyar.pro

Вычисление сечения токопроводящей жилы

Расчет сечения проводов является обязательным и очень важным пунктом при расчете схемы любой электрической установки. При расчете электрической монтажной схемы, в которой задействованы светодиодные изделия, например, светодиодные модули, необходимо вычислить, как сечение жил проводов, через которые будет осуществляться подвод электричества к блокам питания светодиодов, так и сечение жил проводов, идущих от блока питания непосредственно к светодиодным модулям.

SMD модули герметичные. Цены. Заказать в интернет-магазине.

Блоки питания для LED Lightech (Англия). Цены. Заказать в интернет-магазине.

Блоки питания для LED ( Китай). Цены. Заказать в интернет-магазине.

Напряжение в сети достаточно высокое (220 Вольт), поэтому падением напряжения на длине линии до блока питания светодиодов можно пренебречь. Выбор сечения жилы для питающей линии блоков питания светодиодов может быть сделан лишь с точки зрения соответствия данного сечения интенсивности протекающего тока.

Расчет сводится к суммированию потребляемой мощности всех блоков питания, которые планируется подключить к данной линии, и вычислению силы тока, который будет протекать в данном проводнике при максимальной нагрузке данных блоков питания во время рабочего цикла.

Зная вероятную максимальную силу тока в питающей линии, и зная также, что допустимая сила тока для медной жилы сечением 1 кв. мм составляет приблизительно 10 А, можно легко вычислить требуемое сечение проводника для данной линии. Как правило, сечение проводника выбирается с запасом, экономить в данном случае не стоит.

Обычно на этикетке указаны как потребляемая сила тока блока питания, так и сила тока нагрузки. Если значение потребляемой силы тока отсутствует, то его можно вычислить самостоятельно.

Допустим, например, что мощность одного блока питания составляет 100 Вт, а его эффективность равна 0,78. Отсюда получаем: 100 Вт : 220 В = 0,45 А; 0,45 А : 0,78 = 0,58 А - это максимальная сила тока, которая будет протекать в питающей линии одного блока питания. Если нам нужно запитать 10 таких блоков питания, то общая сила тока в цепи составит 5,8 А. Таким образом, получаем, что сечение каждой жилы проводов для питания данных 10-ти блоков питания должно быть не менее 1 кв. миллиметра (а лучше 1,5 кв. мм).

Следующий шаг - вычисление сечения жилы для питания светодиодных изделий. Схема расчета, которая изложена выше, в данном случае не подходит, так как нам важно не только то, будет ли греться проводник и выдержит ли нагрев его изоляция, а также и то, будет ли свечение всех подключенных светодиодных модулей одинаково ярким и равномерным.

Чтобы свечение всех светодиодов было одинаковым, к каждому световому светодиодному элементу должно приходить одинаковое напряжение питания. Допустимое отклонение от нормируемого напряжения (12 Вольт) в данном случае составляет не более 0,5 Вольта. При такой разнице напряжения (12 В и 11,5 В) свечение светодиодов будет практически одинаковым на всех участках вывески.

Ниже изображена стандартная схема подключения светодиодных модулей к блоку питания светодиодов, которую можно считать неким стандартом для светодиодных изделий с последовательно-параллельным соединением световых элементов, таких как светодиодные шлейфы, светодиодные линейки и ленты.

стандартная схема подключения светодиодных модулей к блоку питания светодиодов

Оптимальное количество световых элементов в светодиодном изделии (модулей или кластеров в шлейфе, светодиодов в линейке или ленте и т.п.) определяется изготовителем. Таким образом, производитель гарантирует, что при подключении данного изделия к источнику питания, все световые элементы изделия будут светиться равномерно и с одинаковой яркостью.

Если блок питания светодиодов расположен в непосредственной близости от светодиодных световых элементов (модульных светодиодных шлейфов, светодиодных лент или линеек) и все они подключены правильно, то проблем с равномерностью свечения, вызванных падением напряжения на линии, обычно не возникает.

В тех случаях, когда конструктив рекламной установки по каким-либо причинам предполагает удаленное расположение блока питания от светодиодных изделий, для обеспечения нормального свечения всех светодиодов требуется вычислить эффективное сечение жил проводов. Выходное напряжение блока питания достаточно низкое, в данном случае оно составляет 12 Вольт, поэтому сопротивление проводящих жил провода обязательно должно быть принято в расчет.

Вычислить требуемое сечение проводника для линии питания светодиодных модулей, идущей от блока питания, достаточно просто. Разберем это на примере.

Сначала нам потребуется определить какова должна быть мощность блока питания для необходимого нам количества светодиодных модулей. Это легко можно сделать воспользовавшись таблицей, в которой указано рекомендуемое количество светодиодных модулей определенного типа и цвета свечения, которое будет оптимальным для блока питания определенной мощности. Вы также можете самостоятельно сделать расчет количества светодиодных модулей, используя данные, которые приведены на странице о светодиодных модулях.

Таблица для подбора количества светодиодных модулей

Максимальная выходная мощность блока питания	Рекомендуемое количество светодиодных модулей
	2-х диодные SMD модули однокристальные (штук)	2-х и 3-х диодные SMD модули, трехкристальные (штук)

9 Вт	22	11
18 Вт	44	22
30 Вт	73	37
45 Вт	109	56
60 Вт	145	75
100 Вт	242	124
120 Вт	290	149
150 Вт	363	186
200 Вт	483	248
400 Вт	967	497

Допустим, мы имеем блок питания мощностью 150 Вт, который установлен в пяти метрах от ближнего края рекламной вывески, при этом расстояние до дальнего края вывески составляет 8 метров. Итак, начнем расчет.

1. Определяем сопротивление линии. Допустимое падение напряжения на линии "блок питания - светодиоды", в нашем случае, составляет 0,5 вольта. Делим его на максимальный ток, который будет протекать в линии: 0,5 В/ (150 Вт/ 12 В) = 0,04 Ом. Таким образом, общее сопротивление линии "блокпитания - светодиоды" должно быть не более 0,04 Ом.

2. Вычисляем сечение проводника. Сечение жилы проводника вычисляется по формуле: S = (r * L)/R, где r - удельное сопротивление меди (0,0175 Ом*кв.мм/м), L - длина жилы (м) и R (Ом) - сопротивление жилы.

Подставив значения в формулу получим требуемое сечение одной жилы: S = (0,0175 * 8)/0,04 = 3,5 кв. мм. Таким образом, для линии "блок питания - светодиоды" потребуется кабель из двух жил сечением 3,5 кв. мм каждая. Такое сечение токопроводящих жил гарантирует, что падение нормируемого напряжения на конце линии не превысит 0,5 Вольта.

Если использовать провод меньшего сечения, например, 2,5 кв.мм, то падение напряжения на конце линии составит уже 0,7 Вольт.

3. Определяем реальный диаметр провода. Он будет соответствовать вычисленному нами сечению. Так как проводники, как правило, имеют в сечении окружность, то воспользуемся формулой для вычисления геометрической площади окружности: Формула для вычисления геометрической площади окружности , таким образом, . Подставив данные в формулу, получаем значение радиуса r = 1,06 мм, и диаметра d = r*2 = 2,12 мм.

В качестве наглядного примера потери яркости свечения светодиодных изделий при уменьшении напряжения питания, рассмотрим стандартный короб размером 1 х 1 метр и глубиной 140 мм с различными светодиодными изделиями в качестве световых элементов.

Яркость свечения при разных способах подключения

Разница в освещенности поверхности при визуальной оценке не очень хорошо заметна, но, тем не менее, она есть и может быть весьма существенной. Об этом свидетельствуют показания люксметра со специально настроенной (избирательной) чувствительностью фотоэлемента, который интерпретирует видимый спектр излучения почти так же, как воспринимает его человеческий глаз.

В качестве световых элементов в коробе использованы (сверху вниз): 2-х диодные smd-модули (78 шт.), гибкие герметичные ленты PL-99 (7,5 шт.), 4-х диодные модули LedexPro (126 шт.) и 3-х диодные smd-модули (80 шт.). Количество светодиодных изделий подобрано таким образом, чтобы общая освещенность поверхности была достаточно высокой.

Для сравнения: нормальная освещенность на поверхности рабочего стола в офисе варьируется от 450 до 750 Люкс; освещенность поверхностей световых рекламных изделий варьируется от 250 Люкс (объемные буквы с цветной лицевой поверхностью) до 3200 Люкс (белый акрил, подсвеченный белым неоном при токе 50 мА).

Показания, предложенные для сравнения, также были получены путем измерений люксметром. Они не могут претендовать на сверх-точность и, разумеется, не могут быть использованы в каких-либо точных расчетах, так как прибор имеет погрешность измерений (+/- 5%).

В то же время, общая информативность данных является вполне достаточной для того, чтобы, во-первых, получить представление о степени потери яркости свечения у различных светодиодных изделий при падении напряжения на некую величину, превышающую допустимую норму, во-вторых, оценить различия светодиодных изделий в отношении друг друга, и, в-третьих, использовать полученную сравнительную информацию в дальнейшем для наиболее целесообразного использования светодиодных изделий в тех или иных конкретных случаях.

www.adex.ru

необходимое сечение проводов. Медные или алюминиевые провода в электропроводке.

вопрос:Как расчитать толщину провода на 12 вольт

Пока не отменили закон Ома

о Великом Самоотключении от электрической сети

Максимальный ток электропроводки - сечение провода

Для расчёта допустимой мощности электропроводки или типоразмера провода важен диаметр провода? Нет, важно сечение провода потому, что провода не обязательно круглые в сечении, а часто имеют и "другую" форму: например, многожильный гибкий провод. Токовая нагрузка на проводник распределяется равномерно по всему сечению проводника кабеля (для низкочастотных токов, в том числе и постоянного тока, и переменного 50/60 Гц).

Одножильные провода (установочные провода, "негибкие") и многожильные провода (витой провод, гибкий) подчиняются закону Ома, т.е падение напряжения на сопротивлении провода U (вольт) равно:

U = I * R,гдеI - ток ампер, протекающий по проводу;R - сопротивление провода, Ом.

Падение напряжения на кабеле есть первое ограничение для силовых проводов (в т.ч. и квартирной-домашней электропроводке).

Второе ограничение - это нагрев проводов (при перегрузке провода нагреваются, обугливаются, нагреваются до красного свечения и плавятся), мощность тепловыделения P провода расчитывается как:

P = I**2 * R

Как видите, эти параметры электропроводки электроснабжения не зависят от напряжения в электросети, а зависят только от силы протекающего тока.

Приблизительно считается, что квадратный миллиметр сечения открытого медного провода безопасно пропускает не более 17 ампер, при скрытой проводке - 13 ампер (т.к. хуже охлаждение провода), алюминиевые провода пропускают 10 ампер на кв.мм, скрытые в стенах - ток 8 ампер.

Мощность всех нагрузок в новой половине дома в сети постоянного тока -12/0/+12, +5 вольт составляет:Освещение 6 помещений по 30 ватт (мощные эффективные светодиоды Люксеон, как в Расчёт затрат на освещение мощными светодиодами) = 180 ватт.Компьютеры и электронная техника в сумме потребляют 380 ватт - учтите, что техника питается от сети постоянного тока, то есть потребляющие энергию многочисленные блоки питания - преобразователи 220/230 вольт попросту не нужны, а они кушают около 20-30% электроэнергии.Итого: домашняя электрическая сеть должна обеспечить мощность 560 ватт.

Всё! Насосы и вентиляторы - это отдельные линии, а остальные мощные потребители тока (кухонная плита, микроволновая печь, стиральная машина) являются отдельной историей.

Для простоты расчёта требуемого сечения проводов пока откинем маломощную сеть +5 вольт, и двухполярность 12 вольт. Примем, что всё обордование питается от +12 вольт и потребляет мощность 560 ватт. То есть, по "магистральной паре" проводов протекает ток 47 ампер.

Естественно, что выбор падает не на алюминиевые провода, а на медные - удельное сопротивление медных проводов 0,0175 Ом·кв.мм/м, а алюминиевых проводов 0,0175 Ом·мм²/м.Спасибо внимательным читателям, действительно в удельное сопротивления алюминиевых проводов проникла очипятка, следует читать:а алюминиевых проводов 0,028 Ом·мм²/м.Электроводность алюминиевых проводов всего на 60% хуже, чем медных проводов.

По вышепоказанному правилу, максимальная сила тока в медных проводах в скрытой проводке 13 А на квадратный миллиметр сечения. Получается, что сечение провода должно составлять не менее 3,6 кв.мм (всего-то!). Обычно к квартире подводится кабель с жилами по 4 кв.мм. Ну, местами - 2,5 кв.мм.

Округлим 3,6 кв.мм в большую сторону - 4 квадратных миллиметра, и посчитаем, что из этого получится.

Длина "главного" провода ("двойного") в новой половине дома (10х6 м) составляет 19 метров, чтобы охватить все помещения (вот такая хитрая планировка :). Нулевой провод - еще столько же. Всего - 38 метров провода сечением 4 кв.мм.

Представим себе самый худший случай распределеиня нагрузки - всю технику, и всё освещение собрали в одной и самой дальней комнате. То есть весь ток должен пройти все 38 метров проводов, которые имеют электрическое сопротивление 0,167 Ом. Получаем падение напряжения на проводах 7,8 вольта, т.е 65% напряженния теряется на проводах. (Понятно, почему в автомобильной электропроводке такие толстые провода...)369 ватт уйдет на нагрев провода. Нет, такого "принято" нам не нужно.

Попробуем распределить нагрузку равномерно между шинами -12, 0, +12. Ясно, что будет путаница в трёх соснах - в розетках.А если закольцевать? Планировка комнат такая, что вокруг одной комнаты-холла расположены все остальные комнаты. Собственно, 19 метров двойного провода обходят комнату-холл почти по всем стенам, буквой "П". Так добавим еще 3,5 метра двойного провода и сделаем разводку в форме "О". Получится, что любой потребитель окажется подключен к двум параллельным проводам, то есть, сечение подводящего провода как бы удвоится.

Итого, 2 одинарных медных провода по 22,5 метра, всего 45 м.

И попробуем "американский стандарт" - калибры AWG для сечений проводов для требуемых токов.Провод калибрар 8 AWG: максимально допустимая токовая нагрузка (максимальный ампераж, copper wireampacity), при температурах провода (нагреве провода) 60/75/90 °C, соответственно: 40 / 50 / 55 ампер. Этот провод калибра 8 AWG имеет диаметр 3,3 мм, сечение - 8,37 мм², удельное сопротивление на 1 линейный метр длины 0,002061 Ома (2,061 Ω/km)

Что-ж, не такой уж и толстый медный провод. К старой половине дома подведен от 230-вольтовой сети (которая "220")- от счётчика на столбе - приблизительно такой же медный кабель :)

Проверим падение напряжения на проводе электрической проводки

45 метров медного провода калибра 8 AWG (сечение 8,37 мм²) по стандарту имеют сопротивление 0,093 Ома.Проверим по удельному сопротивлению меди - получается 0,0941 Ома, расчётные сопротивления почти совпали.

Так как прокладка проводов сделана по кольцу, и мы приняли, что вся нагрузка находится в самой дальней комнате (как самый плохой вариант), то две пары параллельных проводов имеют сопротивление 0,0470 Ома.О! В сравнении с первоначальным вариантом (0,167 Ом) сопротивление проводов меньше в 3,5 раза.Значит, падение напряжения на проводах, когда включена вся нагрузка в сети, равно 2,21 вольта.

Если напряжение на входе электропроводке (напряжение на аккумуляторе, который выполняет роль суперконденсатора) составляет 14 вольт (+17% от номинала 12 вольт), то до потребителя доходит 11,79 вольта (-2% от номинала 12 вольт). Это вполне приемлемый результат, потому что в электросети "220 вольт" колебания напряжения в 20% (+-10%) считаются очень даже нормальными, а мы для расчёта проводки взяли самый тяжелый вариант, и получилось колебание напряжения без стабилизатора 19% (+17 процентов с малой нагрузкой и 2% под максимальной нагрузкой).

...Нет, не забыл про внутреннее сопротивление аккумулятора. Пусковой ток (стартерный ток) ток самого обычного автомобильного аккумулятора 680 ампер не вызывает уважения, в сравнениии с 47 амперами постоянной нагрузки?

Так как кабели американских стандартов в Европе являются редкостью, то с запасом, подходит европейский кабель с жилами 10 кв.мм.

Кстати, а почему бы не применить алюминиевый кабель NAYY 2x16re, он дешевле чем медный NYY 2x10?

последние изменения статьи 12ноя2012, 20сен2015

netnotebook.net

Каталог товаров