שאלה ל"חשמלאים" שבנינו-

zy · שליחה #1 31/01/2007 17:52

ידוע הוא שכושר הולכת זרם חשמל ( AC 220V במקרה דנן), תלוי בשטח המוליך (חוטי/גיד הנחושת).
נניח שברצוני להעביר זרם חילופין AC 220V מנקודה לנקודה בכמות (אמפר) המצריכה שטח חתך של 3 ממ"ר, האם במידה ואקח 2 חוטים מבודדים כ"א של 1.5 ממ"ר ואקצר אותם בקצווות בלבד- אשיג את אותו אפקט

(או אולי בכלל "אבלבל" את גלי הסינוס/ את התדר....?)
ידוע וברור לי שהעניין ישים- מכשירים מקבלים מתח/זרם בצורה כזו ועובדים!
השאלה האם גם התאוריה של העברת הזרם/ מתח בשיטה הנ"ל עובדת חלק

שליחה #2 31/01/2007 18:02

אפילו יהיה עדיף (בתיאוריה).
וזאת בגלל תופעת ה-SKIN EFFECT שקורה בזרם חילופין, אם כי, בתדר רשת זה לא ממש בא לידי ביטוי.

zy · שליחה #3 31/01/2007 18:30

מרטין, ברשותך הבהרות:
אם מדובר על 2 גידים מלאים/ קשיחים (גיד בכל חוט/מוליך) אזי באמת הגדלנו את ה SKIN שאחראי להולכה.
אם מדובר על קיצור 2 חוטים/ מוליכים גמישים (מכילים חוטי נחושת שזורים בתוכם), הרי כנראה לא שינינו את שטח ה SKIN (היות וכנראה יש אותו מס' חוטים וה SKIN הכללי הוא חיבור של כלל ה SKINים של החוטים, לא?
מה כוונתך ש"בתדר רשת...אין ביטוי"

חוץ מעניין הגדלת שטח ההולכה מה בדבר החשש מאי סינכרון???

שליחה #4 31/01/2007 21:38

בשני המקרים אתה מגדיל את שטח הפנים ולכן זה משפר, אולם, כמו שאמרתי, התופעה הזו קריטית יותר בתדרים גבוהים, כלומר, ככל שהתדר של האות גבוה יותר, הזרם ייזרום קרוב יותר לשטח הפנים של הכבל ולא במרכזו, עד כדי כך, שבתדרי RF גבוהים משתמשים בכלל בצינור....

http://en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect

zy · שליחה #5 31/01/2007 22:15

נניח לרגע את השפעת ה SKIN EFFECT (שאם הבנתי נכון ככול ששטח ה SKIN גדול יותר יכולת העברת הזרם משתפרת...בתלות בתדר...)

האם יש חשש כלשהו שבנקודת החיבור מחדש של 2 החוטים יווצר חוסר סינכרון כלשהו שיפגע באיכות, יציבות ובכלל בחשמל

(האם לא מדובר באיזשהו גל נושא שמתפצל ובנקודת החיבור עלולה להווצר התנגשות/ התאבכות מסויימת ? אולי זה יקרה רק אם נגזים מאוד בהבדלי אורכים בין החוטים או בהבדלי כושר ההולכה שלהם? או שגם זה לא רלוונטי לזרם חילופין

)

שליחה #6 31/01/2007 22:18

לא, ממש לא.

שליחה #7 01/02/2007 7:03

אין חוט 3 מ''מ -יש או 2.5 או 4 ממ''ר
שני גידים של 1.5 עדיפים למרות שזה לא מקובל כי כושר הקירור של שניים טוב משל אחד עקב שטח מעטפת כפול
הסינוס יהיה בדיוק אותו דבר אין חשש

אני לא חושב שזה מותר לפי חוקי החשמל..

zy · שליחה #8 01/02/2007 12:31

תודה,
ידועים לי שטחי החתך הסטנדרטיים בארץ, נתתי דוגמא תיאורטית, הנ"ל החל בחיפושי אחר כבל חשמל גמיש (מכיל גידי נחושת דקים שזורים) 3x4mm,
בסוף מצאתי רק כבל פיקוד (ממוספר) במאפיינים הללו.
בדרך חשבתי על רעיון של לקחת 5x2.5mm ולקצר את הפאזה והאפס ובמקרה יצא לי גם לפתוח כבל חשמל "אודיופילי" של חברה ידועה- בו גיליתי שכך בדיוק הוא מיושם (מכיל 6 גידים של 1 ממ"ר בערך {AWG-16,17} שמקוצרים בקצוות בזוגות.

שאלה- האם שטח המעטפת לעיניננו של חוט חשמל המרכב מגידי נחושת שזורים אינו סכום שטחי המעטפת של כלל הגידים

(ובכך בעצם השטח גדול בהרבה משטח גיד נחושת בודד בעל אותו שטח חתך).

moco · שליחה #9 01/02/2007 14:12

zy,
לך ל http://en.wikipedia.org/wiki/Wire
וקרא בקטע שקרוב לסוף שכותרתו Stranded. יש שם הסבר קצר ולעיניין.
כמצופה, שטח הפנים בכבל העשוי מסיבים רבים גדול יותר אבל לא כסכום השטחים, כי הפנימיים נוגעים בשכניהם מכל הצדדים.
הסיבה העיקרית לזה שכבלים של מכשור הוא Stranded, זה פשוט הגמישות.

zy · שליחה #10 01/02/2007 16:05

moco,
תודה, הוספת לי חומר מחכים (נ. שלי שלא ירדתי קודם לרמת החוט בויקי...).
כן, אני לא מופתע שזה לא = לסכום השטחים במדוייק.
כוונתי היתה שעצם זה שיש יותר שטח SKIN בחוט גמיש (Stranded) זה אמור לשפר את הולכה ובעצם להוביל יותר זרם מאשר חוט קשיח (Solid) באותו שטח חתך. אכן?

moco · שליחה #11 01/02/2007 16:19

כן אבל זה רלוונטי רק בתדרים גבוהים ולגמרי זניח בתדר הרשת - 50 Hz.
בכלל, בהולכת חשמל ברשת (להבדיל מבאלקטרוניקה), הפרמטרים המענינים הם חום (הפסדי אנרגיה ובטיחות) ולא איכות הסינוס.

zy · שליחה #12 01/02/2007 18:01

ירדתי מעניין הסינוס,
התמקדתי בהולכה (ובמשתמע- חום, הפסדי אנרגיה..)
אם אני מבין נכון למרות שמדובר "רק" על 50Hz עדיין השטח האפקטיבי גדול יותר בגמיש (Stranded) ולכן הוא יתחמם פחות, יפסיד פחות אנרגיה, יהיה בטיחותי יותר בהיבט הזה, אך במידה "זניחה" יחסית לקשיח, אגב לסבר את הידע- כמה זה זניח 10% ? 0.01%.....?

moco · שליחה #13 01/02/2007 18:29

היזהר לא להתבלבל, יתחמם פחות זה לא אומר בהכרח יפסיד פחות אנרגיה. יתחמם פחות, יכול להיות שמשמעותו שנוצר אותה כמות חום אך הוא יתפזר לסביבה יותר מהר. החום שנוצר תלוי בהתנגדות ובזרם (זרם בריבוע כפול התנגדות בDC) . אם יש לך מוליך שמתחמם ומהווה סכנה (או שזה פשוט גורם להתנגדות שלו לעלות) , תרצה שהוא יוכל להתקרר ביתר יעילות. זה לא ישפיע על הפסדי האנרגיה (חוץ מאפקטים בסדר שני שנובעים מזה שתשמור על התנגדות נמוכה יותר).

זניח, זה חסר כל משמעות - הרבה הרבה פחות מ10%, כנראה גם פחות מ0.1% . אין לי מספרים אך עשיתי חיפוש והגעתי לשני נתונים רלוונטיים:
ב http://www.audioholics.com/techtips/aud ... Cables.htm
יש גרף בתחתית שמציג את היחס בין התנגדות ל AC להתנגדות לDC , כתלות בתדירות הAC . ניתן לראות שכבר מ5000Hz ומטה, היחס הזה הוא 1 (ברזולוציית הגרף).
ב http://www.answers.com/topic/skin-effect . לקראת הסוף יש טבלה של skin depth בנחושת לתדרים שונים . skin depth זה העומק מפני המוליך שעד אליו זורם זרם (או ליתר דיוק, העומק שבו צפיפות הזרם יורדת ל0.37 מצפיפותה על פני המוליך ).
ב60Hz זה 8.5 מ"מ !! , כמעט סנטימטר!! , כך שרק אם קוטר הכבל שלך נמדד בסנטימטרים יש בכלל לנושא משמעות בתדר כזה נמוך.