Hvordan ikke starte en elektrisk brann: Beregn ledningsmålere for ditt neste DIY-prosjekt

For de fleste hobbyister er valg av ledning et undervurdert aspekt ved prosjektdesign. Bruk av for tynn ledning kan ha katastrofale effekter, alt fra spenningsfall som resulterer i dårlig ytelse til elektriske branner.

Til tross for viktigheten er tykkere ledning dyrere. Så hobbyister vil ofte spare på dette materialet.

Målet vårt er å finne ut den tynneste ledningen vi kan bruke, samtidig som vi holder spenningsfallet til en rimelig margin og unngår enhver risiko for elektrisk brann.

Ved å ta oss tid til å gå gjennom regnestykket, vil vi spare oss selv for en enorm mengde arbeid på veien. La oss dykke inn!

Utvikle elektrisitet, med rørleggerarbeid

Elektrisitet kan være vanskelig å visualisere, så la oss se på en klassisk metafor for å forstå elektrisitet. I stedet for elektroner i en ledning, se for deg vann i et rør:

• Strøm ville være vannet i røret.
• Spenning ville være trykket som skyver vannet gjennom røret.
• Motstand ville være diameteren på selve røret.

På mange måter er denne metaforen perfekt for å tenke på trådmålere. På samme måte som diameteren til et rør, er diameteren til en ledning direkte proporsjonal med dens indre motstand. Jo mindre plass det er for elektrisitet (eller vann) å strømme, jo mer motstand vil det være mot strømmen.

Når vi tenker tilbake på røret fullt av vann, hva ville skje hvis vi prøvde å tvinge 100 liter vann inn i et rør som bare kan romme én liter? Som du kan forestille deg, ville vi finne oss selv veldig raskt på telefonen til rørleggeren, siden det røret ville ha sprukket!

Et lignende fenomen oppstår når vi prøver å sende for mye strøm ned for tynn av en ledning; bare i stedet for at vann renner ut, overopphetes ledningen og smelter. Med en stor nok spenning som presser den strømmen, kan denne smeltede ledningen meget raskt føre til en elektrisk brann.

Ikke bekymre deg hvis du allerede har kjøpt ledningene dine og de ikke passer dine behov; du kan bruk dem til flere morsomme DIY-prosjekter.

Spenningsfall, og hvorfor for mye kan ødelegge en krets

I enhver DC elektrisk krets vil vi oppleve spenningsfall; dette er en grunnleggende regel for kretsløp. Problemet oppstår imidlertid når for mye spenning har gått tapt, spesielt på grunn av motstanden til selve ledningen.

Hvis vi tenker på rørene våre igjen, se for oss et veldig stort rør som havner i en mye mindre. Plutselig bremses strømmen vår av vann, og trykket bak vannet reduseres. Dette bremset vannet har ikke trykket til å snu et vannhjul, og derfor har vi redusert ytelse.

Så uten å bruke et mye mindre vannhjul, virker det som om vi må bruke større rør. Dette vil tillate vannet å strømme relativt uhemmet, og holde trykket høyt nok til å snu hjulet vårt.

Når du flytter til ledninger og elektroner, er ideen omtrent den samme! I elektriske termer kan vi veldig enkelt forklare dette med en av fysikkens grunnleggende lover, Ohms lov:

Ohms lov dikterer forholdet mellom strøm, spenning og motstand. I en DC-krets er strømmen konstant gjennomgående, men spenningen og motstanden vår er omvendt relatert til hverandre.

For å si det enklere, når motstanden øker, synker spenningen.

For å bringe det til vår virkelige applikasjon: etter hvert som ledningene blir mindre, øker motstanden deres. Derfor, når ledningene blir mindre, reduseres spenningen over dem, akkurat som hvordan tynnere rør reduserer vannstrømmen!

Derfor, ved å bruke tykkere ledninger i kretsen din kan spenningen påføres der det er nødvendig - og ikke kastes bort på ledningsmotstand.

Beregner Optimal Wire Gauge

Den desidert beste måten å finne ut trådmåleren din på er å bruke en online kalkulator; disse applikasjonene lar brukere legge inn spenning, strømstyrke (strøm), lengden på ledningsløpene og tillatt spenningsfall. Etter å ha knust tallene, gir kalkulatoren ut den optimale trådmåleren for den tråden.

For de fleste applikasjoner er et spenningsfall på rundt tre prosent tillatt - noe mer enn det, og mer sensitivt elektronisk utstyr kan begynne å fungere feil.

Vi ønsker også alltid å bruke maksimalt mulig strømtrekk på enheten vår – dette vil vanligvis bli skrevet på enheten. Selv om det sannsynligvis ikke vil ha et vedvarende strømtrekk av den verdien, må vi sørge for at vi er beskyttet mot strømtopper.

Her er ett eksempel på en online trådmålerkalkulator, funnet på wiresizecalculator.net:

Som du kan se, gir denne kalkulatoren også mulighet for ytterligere variabel input, for eksempel varmevurderingen til isolasjon, hva slags leder ledningene er laget av, og hvilken type installasjon ledningen legges inn i.

I dette eksemplet fikk vi en minimum sikker wire gauge på 3 American Wire Gauge (AWG).

For sikkerhets skyld er det alltid best praksis å overmåle ledningene dine med én eller to, så vi ender opp med en ledning på 2/0 AWG. Merk at standarden på trådmåleren er helt baklengs; jo tykkere tråd, jo mindre trådmåler! Så, 2/0 AWG er faktisk tykkere ledning enn 3 AWG.

I slekt: Beregn strømkostnadene dine med disse praktiske verktøyene

Hvilken ledning bør jeg velge?

Utenfor trådmåleren er de andre variablene som må vurderes strengtall – dvs. hvor mange tråder som består av kabelen – og trådmaterialet.

Som en tommelfingerregel gir flere tråder større fleksibilitet. Hvis du kjører ledning på trange steder, vil et større antall tråder være noe verdt å investere i.

Når det gjelder selve materialet til ledningen, er kobber standarden for de fleste bruksområder, selv om aluminium også kan brukes.

Det viktigste å huske er konsistens. Hvis du bruker kobberkontakter og kobbertråd andre steder i kretsen, bruk kobbertråd. Blanding og matching av materialer kan føre til korrosjon og ødelagte koblinger, da materialene vil utvide seg og trekke seg sammen med forskjellige hastigheter.

I slekt: Ikke bare lodding: Forskjellige metoder for tilkobling av ledninger, forklart

Spare penger og holde deg trygg

Det er ganske få variabler å vurdere når du velger riktig ledning for konstruksjonen din. Nummer én regel for elektrisitet er imidlertid å ta inn en profesjonell hvis du føler deg ukomfortabel.

Ellers, beregn ledningsmåleren din basert på den maksimale strømmen du har tenkt å kjøre gjennom den, kjøp ledning en størrelse opp fra det, og sett i gang! Oppretthold alltid materialkonsistens mellom ledninger og koblinger og gjør regnestykket!

Med litt omtanke kan du slukke enhver brannfare og spare deg for noen kroner.

Hva er forskjellen mellom serier og parallelle kretser?

Lær mer om ulike typer elektroniske kretser med vår forklaringsveiledning.

Les Neste

Om forfatteren