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导体尺寸

液体流过大直径管道比通过小直径管道更容易,这应该是常识(如果您想要一个实用的插图,请尝试通过不同直径的吸管喝液体)。相同的一般原理适用于通过导体的电子流动:导体的横截面积(厚度)越宽,电子流动的空间就越大,因此,流动越容易发生(电阻越小) .

电线的两种基本品种:实心和绞线

电线的横截面通常是圆形的(尽管此规则有一些独特的例外),并且有两种基本类型:实心和绞合 . 实心铜线 就像听起来一样:一根单根实心铜线,贯穿整个电线。绞合线 由较小的实心铜线绞合在一起形成单个较大的导体。绞合线最大的好处是它的机械柔韧性,能够比实心铜线更好地承受反复弯曲和扭曲(时间长了容易疲劳和断裂)。

可以通过多种方式测量电线尺寸。我们可以说电线的直径,但因为它实际上是横截面面积 最重要的是关于电子的流动,我们最好根据面积指定导线尺寸。

当然,上面显示的电线横截面图片不是按比例绘制的。直径显示为 0.1019 英寸。用公式Area =πr2计算横截面的面积,我们得到0.008155平方英寸的面积:

这些是相当小的数字,因此电线尺寸通常以千分之一英寸或 mils 为单位表示 .对于图示示例,我们会说导线的直径为 101.9 密耳(0.1019 英寸乘以 1000)。如果需要,我们也可以以平方密耳为单位表示导线的面积,使用相同的圆面积公式计算该值,面积 =πr2:

计算导线的 Circular-mil 面积

然而,电工和其他经常关心电线尺寸的人使用另一种面积测量单位,专门为电线的圆形横截面量身定制。这个特殊的单位叫做圆密耳 (有时缩写为 cmil )。使用这种特殊测量单位的唯一目的是消除在计算面积的公式中调用因子 π (3.1415927 . .) 的需要,以及计算导线半径的需要 当你获得直径 .圆线圆密耳面积的计算公式很简单:

因为这是面积的单位 测量,2 的数学幂仍然有效(将圆的宽度加倍 总是 将其面积翻四倍,无论使用什么单位,或者该圆的宽度是否以半径或直径表示)。为了说明以平方密耳为单位的测量值和以圆密耳为单位的测量值之间的差异,我将比较圆形和正方形,以两种单位测量显示每种形状的面积:

对于另一种尺寸的电线:

显然,给定直径的圆的横截面积小于宽度和高度等于圆直径的平方:面积测量的两个单位都反映了这一点。但是,需要明确的是,“平方密耳”这个单位实际上是为了方便求正方形的面积而量身定做的,而“圆密耳”是为了方便求圆的面积而特制的:各自的公式更简单与。必须理解的是,无论形状如何,这两个单位都可用于测量形状的面积。圆密耳和平方密耳之间的转换是一个简单的比率:每 4 圆密耳就有 π (3.1415927 . .) 平方密耳。

用量规测量导线横截面积

另一种测量导线横截面积的方法是规格 .仪表刻度基于整数而不是分数或小数英寸。规格数越大,电线越细;规格数越小,线越粗。对于那些熟悉霰弹枪的人来说,这种反比例的测量尺度应该听起来很熟悉。

本节末尾的表格将规格与英寸直径、圆形密耳和平方英寸等同于实心线。较大尺寸的电线到达通用规格标度的末端(自然达到值 1),并由一系列零表示。 “3/0”是表示“000”的另一种方式,发音为“triple-ought”。同样,那些熟悉霰弹枪的人应该知道这个术语,虽然听起来很奇怪。更令人困惑的是,世界范围内使用的仪表“标准”不止一种。对于电导体尺寸,美国线规 (AWG),也称为 Brown 和 Sharpe (B&S) 仪表是首选的测量系统。在加拿大和英国,英国标准线规 (SWG) 是电导体的法定测量系统。世界上还有其他线规系统用于对线径进行分类,例如 Stubs 钢线规和Steel Music Wire Gauge (MWG),但这些测量系统适用于非电线用途。

美国线规 (AWG) 测量系统尽管有些古怪,但其设计目的是:线规每增加三个步骤,线材面积(和每单位长度的重量)大约增加一倍。这是在粗略估计电线尺寸时要记住的一个方便的规则!

对于非常 大线径(比 4/0 粗),线规系统通常被放弃用于以千圆密耳 (MCM) 为单位的横截面积测量,借用古罗马数字“M”来表示“千”的倍数“CM”前面的“圆形密耳”。下表中的电线尺寸没有显示任何大于 4/0 规格的尺寸,因为实心 处理这些尺寸的铜线变得不切实际。相反,绞线结构更受欢迎。

实心圆铜导体接线表

尺寸 直径 横截面积 重量 AWG 英寸 环。密耳 平方米英寸 磅/1000 英尺 4 / 00.4600211,6000.1662640.53 / 00.4096167,8000.1318507.92 / 00.3648133,1000.1045402.81 / 00.3249105,5000.08289319.510.289383,6900.06573253.520.257666,3700.05213200.930.229452,6300.04134159.340.204341,7400.03278126.450.181933,1000.02600100.260.162026,2500.0206279.4670.144320, 8200.0163563.0280.128516,5100.0129749.9790.114413,0900.0102839.63100.101910,3800.00815531.43110.090748,2340.00646724.92120.080816,5300.00512919.77130.071965,1780.00406715.68140.064084,1070.00322512.43150.057073,2570.0025589.858160.050822,5830.0020287.818170.045262,0480.0016096.200180.040301,6240.0012764.917190.035891,2880.0010123。 899200.031961,0220.00080233.092210.02846810.10.00063632.452220.02535642.50.00050461.945230.02257509.50.00040011.542240.02010404.00.00031731.233250.01790320.40.00025170.9699260.01594254.10.00019960.7692270.01420201.50.00015830.6100280.01264159.80.00012550.4837290.01126126.70.000099540.3836300.01003100.50.000078940.3042310.00892879.700.000062600.2413320.00795063。 210.000049640.1913330.00708050.130.0 00039370.1517340.00630539.750.000031220.1203350.00561531.520.000024760.09542360.00500025.000.000019630.07567370.00445319.830.000015570.06001380.00396515.720.000012350.04759390.00353112.470.0000097930.03774400.0031459.8880.0000077660.02993410.0028007.8420.0000061590.02374420.0024946.2190.0000048840.01882430.0022214.9320.0000038730.01493

对于一些大电流应用,需要超出圆线实际尺寸限制的导体尺寸。在这些情况下,称为母线的实心金属厚条 用作导体。母线通常由铜或铝制成,并且通常是非绝缘的。它们通过绝缘体支架安装远离任何支撑它们的框架或结构。尽管方形或矩形横截面对于母线形状非常常见,但也使用其他形状。母线的横截面积通常以圆形密耳为单位(即使对于方形和矩形条也是如此!),很可能是为了方便直接将母线尺寸与圆线等同起来。

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