Trong thiết kế hệ thống điện, khái niệm tiết diện dây dẫn điện giúp ta chọn loại dây điện nào phù hợp cũng như thiết kế hệ thống điện phù hợp với công suất thiết bị. Hiểu và biết cách chọn tiết diện dây dẫn điện sẽ đảm bảo các thiết bị điện vận hành ổn định và không bị quá tải khi sử dụng, an toàn phòng cháy chữa cháy.
Vậy tiết diện dây dẫn là gì, cách chọn dây dẫn điện phù hợp theo công suất chịu tải như thế nào… trong bài viết này Khôi Ngô Security sẽ giải đáp các thắc mắc đó, đồng thời tổng hợp bảng tra cứu tiết diện dây dẫn theo công suất, cường độ dòng điện cụ thể.
Tiết diện dây dẫn là diện tích phần mặt cắt ngang thu được khi ta cắt dây dẫn điện bằng một mặt phẳng vuông góc với nó, không tính lớp vỏ bọc cách điện.
Điều này có nghĩa rằng khi ta cắt dây điện [với lõi đồng, nhôm, vàng, bạc, dây lõi kim loại hoặc lõi quang…] có hình tròn ta sẽ có được tiết diện tròn. Điều tương tự khi cắt dây điện vuông sẽ có tiết diện vuông. Dù hình dạng tròn hay vuông thì tổng diện tích mặt phẳng cắt đó đều là tiết diện của dây dẫn.
Đơn vị tính:
- Diện tích mặt cắt ngang có đơn vị là mm².
Tác động của tiết diện dây dẫn đối với dòng điện:
Với các loại dây có chất liệu giống nhau, diện tích mặt cắt ngang càng lớn sẽ dẫn đến điện trở trên milimét vuông ít hơn. Hiểu một cách khác, tiết diện càng lớn sẽ tăng khả năng dẫn điện.
Tiết diện lớn giúp dòng điện đi qua dễ dàng hơn, điều này làm tăng khả năng chịu tải của dây dẫn.
Dây điện nhiều lõi:
Đối với cáp điện hoặc cáp quang nhiều lõi, tiết diện của chúng bằng tổng tiết diện các lõi cáp nhỏ bên trong cộng lại. Nếu các lõi bằng nhau, tiết diện cáp bằng tiết diện của 1 lõi nhân với tổng số lõi cáp bên trong.
Mặt cắt của dây dẫn điện:
Tiết diện dây dẫn điện đã trở thành một phương pháp tiêu chuẩn để so sánh độ dẫn điện của các loại cáp khác nhau trên thị trường. Tuy nhiên cần lưu ý rằng cùng một tiết diện [diện tích mặt cắt] giống nhau nhưng các chất liệu khác nhau sẽ có trở kháng và công suất khác nhau.
- Ví dụ: kim loại bạc không có hiệu suất dẫn điện bằng đồng, và kim loại đồng không dẫn điện tốt bằng vàng.
Công thức tính tiết diện dây dẫn theo công suất tiêu thụ
Công suất tức thời:
Công suất điện tức thời [tại thời điểm tính toán t] là P [t] = U [t] x I [t].
Trong đó:
- t là thời điểm tính toán.
- U là các giá trị tức thời của điện áp [tính bằng Volt].
- I là cường độ dòng điện tức thời [tính bằng Ampe].
- P là công suất tức thời được [tính bằng Watt].
Công thức tính công suất tiêu thụ điện:
Nếu U và I không đổi theo thời gian tức dòng điện không đổi thì ta có công thức tính công suất tiêu thụ sẽ là [đây là công thức phổ biến nhất để tính công suất]:
P = U x I x Cosφ
- Đơn vị tính công suất P là Watt [W], được đặt theo tên của nhà khoa học James Watt.
- Đơn vị tính hiệu điện thế U là Volt [V], được đặt theo tên của nhà vật lý người Ý Alessandro Volta
- Đơn vị tính cường độ dòng điện I là Ampe [A], lấy tên theo nhà Vật lý và Toán học người Pháp là André Marie Ampère
- Cosφ là hệ số công suất. Ở Việt Nam, hệ số công suất của lưới điện là 0,8.
Công thức tính cường độ dòng điện:
- Công thức tính cường độ dòng điện dòng điện 1 pha:
I = P / U * Cosφ
- Công thức tính dòng điện ba pha:
I = P / [√3 * pf * V]
Công thức dùng để tính tiết diện của dây dẫn:
S = I / J
- S: tiết diện [diện tích mặt cắt] dây dẫn [mm2]
- I: Dòng điện chạy qua tiết diện vuông [A]
- J: Mật độ dòng điện cho phép [A / mm2], phụ thuộc vào chất liệu của dây dẫn. Với các loại dây điện có chất lượng tốt trên thị trường như Cadivi, Lioa… lõi đồng nguyên chất, J = [4-6].
Tuy nhiên để đảm bảo an toàn, chúng ta nên chọn hệ số J từ 4 – 5.
Công thức tính tiết diện dây dẫn điện
- Đầu tiên ta tính cường độ dòng điện: I = P / U * 0,8 = 6000w / [220v * 0,8] = 34,2A
- Tiếp theo áp dụng công thức S = I / J để tính tiết diện dây dẫn: S = 34,2 / 6 = 5,7 mm² [giả định ta chọn loại dây chất lượng tốt có hệ số J = 6]
\=> Như vậy để chịu tải công suất 6KW, ta cần chọn dây đồng có tiết diện >= 5,7mm². Trên thực tế, bạn có thể chọn loại cáp Cadvi 6.0 [cáp điện Cadivi 6.0 là sản phẩm cáp có tiết diện 6mm2 và hoạt động ở 450 / 750V]
Ví dụ 2: Xác định công suất chịu tải từ tiết diện của dây dẫn Cadivi 2.0 [tức S = 2mm²]:- Giả sử hệ số J = 5 [chọn loại dây chất lượng ổn định].
- Đầu tiên áp dụng công thức trên ta tính cường độ dòng điện I = S * J = 2mm² * 5 = 10A
- Tiếp theo ta tính ra công suất tối đa: P = [U * 0,8] * I = [220V * 0,8] * 10A = 1760 W
\=> Như vậy với dây Cadivi 2.0, công suất tối đa khi sử dụng thiết bị là 1,76KW [tương đương với 1 bình nước siêu tốc loại lớn hoặc 1 bàn ủi loại cỡ lớn].
Ví dụ 3: Xác định công suất chịu tải từ tiết diện của dây dẫn Cadivi 0.5 [tức S = 0,5mm²]:- Giả sử hệ số J = 5 [chọn loại dây chất lượng ổn định].
- Đầu tiên áp dụng công thức trên ta tính cường độ dòng điện I = S * J = 0,5mm² * 5 = 2A
- Tiếp theo ta tính ra công suất tối đa: P = U x I = [220V * 0,8] * 2A = 350 W
\=> Như vậy với dây Cadivi 2.0, công suất tối đa khi sử dụng thiết bị là 0,3KW [tương đương với 1 bình nước siêu tốc loại lớn hoặc 1 bàn ủi loại lớn].
Bảng tra cứu tiết diện dây dẫn – Cường độ dòng điện và công suất tiêu thụ
Bảng tra cứu dưới đây sẽ thể hiện mối tương quan giữa các đại lượng tiết diện dây dẫn, cường độ dòng diện và công suất chịu tải. Bảng này sẽ giúp chúng ta tra cứu nhanh khi ứng dụng thực tế.
Một số giả định:- Chọn các thương hiệu dây điện uy tín như Cadivi, LS-Vina, Daphaco, cáp Trần Phú… có hệ số J = 6.
- Độ dài tối đa: 30 – 40m để không làm giảm suy giảm điện áp trên đường truyền.
- Cosφ = 0,8
Loại dây [J = 6] Tiết diện dây S [mm²] Cường độ dòng I [A] Công suất tải P [W] Cadivi 0.5 0,5 3,0 528 Cadivi 1.0 1,0 6,0 1.056 Cadivi 1.5 1,5 9,0 1.584 Cadivi 2.0 2,0 12,0 2.112 Cadivi 2.5 2,5 15,0 2.640 Cadivi 3.0 3,0 18,0 3.168 Cadivi 3.5 3,5 21,0 3.696 Cadivi 4.0 4,0 24,0 4.224 Cadivi 4.5 4,5 27,0 4.752 Cadivi 5.0 5,0 30,0 5.280 Cadivi 5.5 5,5 33,0 5.808 Cadivi 6.0 6,0 36,0 6.336 Cadivi 6.5 6,5 39,0 6.864 Cadivi 7.0 7,0 42,0 7.392 Cadivi 7.5 7,5 45,0 7.920 Cadivi 8.0 8,0 48,0 8.448 Cadivi 8.5 8,5 51,0 8.976 Cadivi 9.0 9,0 54,0 9.504 Cadivi 9.5 9,5 57,0 10.032 Cadivi 10.0 10,0 60,0 10.560
Chuyển đổi đơn vị đo
Một số động cơ người ta không dùng đơn vị đo công suất là Watt mà dùng đơn vị mã lực [HP].
Để thuận tiện trong tính toán, ta có công thức quy đổi như sau:
1HP = 750W
Bảng quy đổi giữa mã lực [HP] và công suất [Watt]:Mã lực [ngựa] HP Công suất P [Watt] 0,25 188 0,50 375 0,75 563 1,00 750 1,25 938 1,50 1.125 1,75 1.313 2,00 1.500 2,50 1.875 3,00 2.250 3,50 2.625 4,00 3.000 4,50 3.375 5,00 3.750 5,50 4.125 6,00 4.500 6,50 4.875 7,00 5.250 7,50 5.625 8,00 6.000 8,50 6.375 9,00 6.750 9,50 7.125 10,00 7.500 10,50 7.875 11,00 8.250 11,50 8.625 12,00 9.000 12,50 9.375 13,00 9.750 13,50 10.125 14,00 10.500 14,50 10.875 15,00 11.250
Trên đây là nội dung hướng dẫn cách chọn tiết diện dây dẫn điện phù hợp theo công suất chịu tải của hệ thống cũng như bảng tra cứu chọn loại dây dẫn phù hợp theo công suất và cường độ dòng điện.
Chúc các bạn thành công!
Khôi Ngô Security
Công ty TNHH Khôi Ngô là đơn vị chuyên tư vấn và thi công các giải pháp về an ninh như: Camera quan sát [CCTV], Hệ thống báo động - chống trộm, Hệ thống báo cháy, Chuông cửa có hình, Thiết bị kiểm soát ra vào cho các khách hàng là văn phòng, công ty và biệt thự, căn hộ cao cấp... | Với đội ngũ nhân sự hơn 15 năm kinh nghiệm, chúng tôi cam kết mang đến cho khách hàng sự trải nghiệm khác biệt về AN NINH - AN TÂM - AN TOÀN. Quý khách hàng sẽ cảm thấy thoải mái "TỪ CHỐN CÔNG SỞ VỀ ĐẾN GIA ĐÌNH" - Để mọi người, mọi nhà được tận hưởng trọn vẹn sự bình an & hạnh phúc. Trân trọng!
Dây điện 2 * 075 chịu tại bao nhiêu?
Cách lựa chọn dây dẫn điện trong gia đình.
Dây điện 10 Chịu tại bao nhiêu ampe?
Bảng tra dòng điện cho phép của dây dẫn.
Dây điện 1.5 chịu tải được bao nhiêu W?
Dây điện Cadivi 1.5 có mức chịu tải lên đến 2,6 kW. Trên đây là bảng chịu tải dây điện cadivi, từ đó bạn cũng có thể giải đáp được thắc mắc dây điện 1.5 chịu tải bao nhiêu, dây điện 2.5 chịu tải bao nhiêu.
7.000w đứng dây bao nhiêu?
Cụ thể: Điều hòa 9000BTU - 12000BTU [2500W - 3500W]: Dùng dây điện có tiết diện 1.5mm. Điều hòa 18000BTU - 24000BTU [5000W - 7000W]: Dùng dây điện có tiết diện 2.5mm.