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电力电子课程第 3 部分：电缆、电线

时间：2022-09-05 14:45:01

关键字：电力电子电缆电线

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[导读]在深入电力电子领域之前，我们将在电力电子课程的第三部分讨论一个关键主题。电缆、电线、PCB和板用于识别能量传输系统，这些系统始终需要正确计算和确定尺寸。设计人员必须从支撑和布线系统开始创建自己的电路。使用强大的电源组件构建的解决方案，但连接结构和电线的结构很差，很快就会失效。

在深入电力电子领域之前，我们将在电力电子课程的第三部分讨论一个关键主题。电缆、电线、PCB和板用于识别能量传输系统，这些系统始终需要正确计算和确定尺寸。

设计人员必须从支撑和布线系统开始创建自己的电路。使用强大的电源组件构建的解决方案，但连接结构和电线的结构很差，很快就会失效。

介绍

如前面所述，电流是或多或少的大量电子的流动。由于导体对通道的阻力，它们通过连接和电缆的通道不可避免地会产生热效应。这种效应是由于电子和导体晶格原子之间在微观尺度上的碰撞，称为焦耳效应。通常，随着温度的变化，材料的电阻会发生变化。因此，在导体变得非常热的情况下，耗散功率的估计可能难以计算。如果导体的热膨胀不做机械功，则所提供的能量在导体上转化为热量并分散到周围环境中。调整电流支持的过程对于避免导体本身的熔化至关重要。因此，设计人员必须通过仔细选择电导体材料并正确分析 PCB 尺寸来开始设计过程。事实上，正确的轨道尺寸、导线截面和组件的战略位置是良好电源电路成功的首要因素。导体材料的选择也是效率因素的决定性因素，在任何情况下，这些因素都会影响电路封装参数、重量，尤其是最终成本。事实上，正确的轨道尺寸、导线截面和组件的战略位置是良好电源电路成功的首要因素。导体材料的选择也是效率因素的决定性因素，在任何情况下，这些因素都会影响电路封装参数、重量，尤其是最终成本。事实上，正确的轨道尺寸、导线截面和组件的战略位置是良好电源电路成功的首要因素。导体材料的选择也是效率因素的决定性因素，在任何情况下，这些因素都会影响电路封装参数、重量，尤其是最终成本。

电线电缆

因此，电力系统中电缆部分的尺寸是第一步。电导体的尺寸(截面和直径)与线路中可以承载的最大电流之间存在非常密切的关系。有几个表格和数学公式将这两个参数联系起来，每个设计人员都应始终参考它们，即使对于低功耗项目也是如此。电线的长度是降低其性能的另一个因素。它实际上与电缆的电阻成正比，连接时间越长，两端的电压降越大。使用欧姆定律，可以计算任何参数。欧姆第二定律基于电阻率并指出导体的电阻 R 与其长度成正比，与其截面成反比。基本上，设计师应该牢记三个公式：

电力电子课程第 3 部分：电缆、电线

在哪里：

R：电阻;

ρ：材料的电阻率;

L：导体长度;

S：导体截面积;

问：热;

P：功率;

t：时间;

I：电流;

ΔT：温度升高;

c：比热;

m：导体的质量。

导体的电阻率可以定义为它为电流通过提供的电阻。电阻率的倒数是电导率，所有涉及的参数也一如既往地取决于温度。导体的电阻还取决于所用材料的电阻率。虽然它们是电流的优良导体，但不同的金属让电子以不同的方式和数量通过。材料的电导率和电阻率包含在一个非常广泛的数值范围内，从良导体到绝缘体，有24个数量级。下表按从最高导电到最低导电的顺序排列，显示了一些材料的电阻率：

电力电子课程第 3 部分：电缆、电线

设计人员经常选择截面稍大的导体，以确保可用功率完好无损地到达另一端，并且不会在其中不必要地消散。铜是制造电导体最常用的材料之一，因为它具有非常好的导电性、可焊性、机械强度、延展性和延展性。铝也是一种广泛使用的金属，尽管它的电阻率比铜大，在相同的电阻下，铝导体的截面比铜导体高 65%。它的延展性也很强，但延展性不是很好。之前说过，如果导体通过电流 I 并在其截面中均匀分布，它会以热量的形式耗散以下功率(以瓦特表示)：

电力电子课程第 3 部分：电缆、电线

流过导体的电流越大，热量越大。可以通过导体的最大电流是“范围”。电缆的容量是可以通过电导体而不损坏它的电流量。一般规则建议电缆每50米增加一节。如果超过此参数，导体可能会经历过度加热过程甚至熔化。导体温度由以下因素决定：

· 它的电阻;

· 流过它的电流的平方;

· 环境温度。

当然，如果电缆是绝缘的，还必须考虑其他标准。横截面为 0.5 mm ^ 2 和 0.75 mm ^ 2 的电缆由于太细而被禁止用于 230 V 连接。它们只能用于低压设备，例如防盗报警系统、家庭报警器或连接对讲机和视频对讲机。图 1中所示的表格及其相关图表非常具有指示性，并显示了导体可以承受的最大电流。显然，对于认证和政府法律，有必要查阅最适合各种情况的表格，同时考虑各个国家的规定。

电力电子课程第 3 部分：电缆、电线图 1：不同尺寸的铜电线允许的最大电流。