Tiết diện là một thuật ngữ vật lý quan trọng mà bất kỳ thợ điện nào cũng cần phải biết. Việc xác định tiết diện dây dẫn là điều kiện quan trọng để tính toán, lựa chọn chính xác quá trình đấu nối và sử dụng các dây dẫn cấp điện. Để hiểu rõ hơn về tiết diện là gì? Đường kính tiết diện cũng như cách tính tiết diện chính xác nhất, mời bạn đọc theo dõi bài viết sau đây.
Nội dung bài viết
Tiết diện là gì?
Đây là một mảng kiến thức quan trọng trong chương trình Vật lý 8 mà các bạn học sinh bắt đầu được làm quen. Đồng thời được vận dụng nâng cao hơn trong chương trình Vật lý 9.
Tiết diện là kiến thức quan trọng trong Vật lý
Theo đó, tiết diện được định nghĩa là một hình phẳng có được do cắt một hình khối bằng một mặt phẳng. Đồng thời, mặt cắt hình khối thường nhắc về một độ lớn hoặc mặt có một hình. Ví dụ, tiết diện của hình cầu chính là hình tròn.
Một cách dễ hiểu hơn bởi giới kỹ sư điện thì tiết diện chính là kích thước dây điện diện tích của mặt cắt vuông góc dây dẫn.
Dựa trên tải dòng điện sử dụng, mật độ dòng điện cho phép từng loại, các kỹ sư điện sẽ chọn lựa để đảm bảo từng loại dây dẫn điện được sử dụng phù hợp.
Tiết diện dây dẫn là gì?
Từ khái niệm về tiết diện là gì, ta có thể hiểu tiết diện dây dẫn là hình phẳng có được sau khi đã cắt vuông góc với lõi của dây dẫn điện như nhôm, đồng hoặc nhôm pha đồng.
Tiết diện của dây dẫn
Khi cắt trực tiếp, vuông góc chiều rộng dây thì điểm cuối của mặt cắt sẽ có hình dạng giống như một vòng tròn. Khu vực điểm cuối mặt cắt đó chính là diện tích của tiết diện cắt ngang. Về cơ bản, một cáp điện sẽ gồm các bộ phận như sau:
- Phần dẫn điện: Được làm từ đồng hoặc nhôm để đảm bảo được khả năng dẫn điện là tốt nhất.
- Phần cách điện: Bộ phận này nằm ở giữa và thường được làm từ nhựa PVC tổng hợp hoặc các loại cao su tự nhiên.
- Lớp bảo vệ cơ học: Tùy vào môi trường làm việc đặc thù như chất kiềm, ngập nước hoặc chịu tác động lớn từ các vật liệu bộ phận này sẽ được làm từ những chất liệu, vật liệu tương ứng để bảo vệ lớp cơ học này.
Trên thị trường, hiện nay có rất nhiều loại dây dẫn điện bao gồm dây dẫn đơn, dây dẫn đôi, dây dẫn mềm và dây dẫn trần. Đây cũng chính là phương tiêu tiêu chuẩn để đánh giá, so sánh khả năng dẫn điện của các loại cáp khác nhau. Sau khi đã tính toán, xác định được tiết diện dây dẫn thợ kỹ thuật sẽ nhanh chóng chọn được tiết diện của ống dây luồn dây điện, dây cáp.
Tại sao cần tính toán tiết diện dây dẫn?
Tính toán tiết diện dây dẫn là công đoạn quan trọng bắt buộc thợ điện, cá nhân tiến hành đấu nối hoặc sử dụng đường dây dẫn cần thực hiện cho các công trình điện từ công nghiệp đến dân dụng, nhà hàng, quán cafe, bể bơi…
Tính toán chính xác tiết điện để chọn dây dẫn điện phù hợp
Sở dĩ, khi tính toán, xác định được tiết diện của dây dẫn thì người thực hiện mới chọn chọn lựa được loại dây dẫn điện phù hợp. Đồng thời đảm bảo được khả năng truyền tải điện tốt nhất cho thiết bị hay hệ thống sử dụng.
Bên cạnh đó, trong việc đầu tư, nâng cấp hệ thống cơ sở vật chất, hạ tầng việc tính toán đúng tiết diện dây dẫn góp phần nâng cao đến chất lượng của hệ thống điện. Đặc biệt, những tòa nhà, hệ thống lớn việc tính tiết diện của dây dẫn góp phần quan trọng để phát triển hệ thống điện dân dụng, đáp ứng tốt nhất nhu cầu sử dụng.
Công thức tính tiết diện dây dẫn chính xác nhất
Tính toán chính xác tiết diện dây dẫn phù hợp sẽ giúp tránh được trình trạng lãng phí, các sự cố chập cháy hoặc không thể tải được điện. Dưới đây là công thức để tính tiết diện dây dẫn mà thợ kỹ thuật có thể áp dụng:
Tính tiết diện dây dẫn theo cường độ dòng điện
Công thức: S: I/J. Trong đó:
- S: Tiết diện của dây dẫn, đơn vị đo mm2.
- I: Cường độ dòng điện, đơn vị đo A.
- J: Mật độ cho phép dòng điện, đơn vị đo A/mm2.
Theo đó, ta có mật độ cho phép dòng điện của dây dẫn lõi đồng xấp xỉ 6A/mm2, mật độ cho phép dây dẫn lõi nhôm xấp xỉ 4,5A/mm2.
Công thức tính tiết diện dây dẫn theo công suất
Công thức tính điện trở
Từ công thức tính toán điện trở, ta sẽ có công thức để tính tiết diện của dây dẫn như sau:
Hướng dẫn cách chọn tiết diện dây dẫn
Để tính chọn được dây dẫn, cáp chính xác về đường kính của dây điện. Cũng như công suất hoạt động theo dự án công trình người dùng cần có kiến thức, kinh nghiệm nhất định. Dưới đây là một số tiêu chí quan trọng khi tính chọn tiết diện của dây dẫn phù hợp.
Xác định nguồn điện sử dụng
Điều này sẽ rất quan trọng sẽ giúp cho việc xác định dòng điện sử dụng là 1 pha hay 3 pha khi vào hệ thống. Đồng thời xác định được lõi của dây điện nguồn cung cấp của người bán là loại nguồn điện nào.
Tổng công suất các thiết bị tiêu thụ
Việc sử dụng điện dùng cho các thiết bị điện tử dân dụng trong nhà, doanh nghiệp, công ty sẽ khác nhau. Vậy nên, việc tính toán công suất điện tiêu thụ tổng và nhanh giúp người dùng sử dụng, lựa chọn dây điện tốt hơn. Một số thiết bị làm tiêu tốn nhiều năng lượng điện như điều hòa, tủ lạnh, máy giặt, máy bơm nước, hệ thống đèn chiếu sáng, quạt…
Chú ý: Trong một số trường hợp, người dùng không nên chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện. Cụ thể:
- Mạng lưới điện tại các nhà máy, xí nghiệp hoặc công trình công nghiệp lớn lên đến 1000V và có số giờ phụ tải đạt 5000h.
- Lưới phân phối nguồn điện áp 1000V và lưới chiếu sáng được chọn theo tổn thất mà điện áp cho phép.
- Thanh cái của trạm biến áp mọi cấp điện cho áp
- Dây dẫn, biến trở và điện trở khởi động
- Lưới điện tạm thời và mạng lưới điện có thời hạn sử dụng dưới 5 năm.
Hướng dẫn cách chọn dây điện theo tiêu chuẩn
Hiện nay, nhiều đơn vị sản xuất đã tính toán, sản xuất các loại dây dẫn có mặc định là tiết kiệm dây dẫn. Điều này giúp người dùng dễ dàng trong việc tìm hiểu và cân nhắc các loại dây dẫn điện. Trước khi lựa chọn tiết diện của dây dẫn theo công suất giá rẻ và giúp tiết kiệm thời gian hơn.
Việc sử dụng công thức tính tiết diện của dây dẫn theo công suất 3 pha và 1 pha . Sẽ được thợ kỹ thuật tính toán, thiết kế và thi công dựa vào cường độ định mức cáp điện. Vấn đề này sẽ giải quyết bài toán về thời gian và công suất hoạt động cũng nhanh hơn. Dựa theo các tiêu chuẩn có sẵn trong tiêu chuẩn IEC 60439
Dòng điện và tiết diện của dây dẫn đến 400A được chọn trong bảng 8 IEC 60439-1:
Dòng điện và tiết diện của dây dẫn, thanh cái từ 400A đến 3150A sẽ được chọn trong bảng 9 IEC 60439-1:
Tiết diện là gì? Tiết diện vật lý 8 là gì? Tiết diện vật lý 9 là gì? Qua bài viết, chắc hẳn bạn đọc đã hiểu rõ hơn về thuật ngữ vật lý rất quan trọng này. Đồng thời có thêm kiến thức trong việc tính toán, xác định chính xác tiết diện dây dẫn đảm bảo việc lắp đặt cho hệ thống điện an toàn và hiệu quả.
