Tiết diện là gì? Khái niệm và cách tính tiết diện chính xác nhất

0
103
Tìm hiểu về tiết diện của dây dẫn
Tìm hiểu về tiết diện của dây dẫn
Tiết diện là gì? Khái niệm và cách tính tiết diện chính xác nhất
5 (100%) 1 vote

Tiết diện là khái niệm được nhắc đến rất nhiều trong Vật lý và ngành điện. Dựa vào đại lượng này mà thợ điện có thể chọn được loại dây phù hợp để đấu nối với đường điện đảm bảo an toàn và tiết kiệm chi phí. Vậy tiết diện là gì? Công thức tính như nào? Hãy cùng thegioimay.org tìm hiểu chi tiết hơn qua những thông tin dưới đây nhé!

Tìm hiểu về tiết diện của dây dẫn
Tìm hiểu về tiết diện của dây dẫn

Tiết diện là gì?

Tiết diện là một hình phẳng thu được do cắt hình khối bằng một mặt phẳng khác. Mặt cắt đó thường được dùng để mô tả về mặt có một hình hay một độ lớn nào đó. Tùy thuộc vào cách cắt sẽ thu được tiết diện có hình dạng khác nhau. Cụ thể như sau:

  • Tiết diện ngang: Là hình phẳng thu được do mặt cắt ngang của một hình khối gây ra và thường vuông góc với trục của nó.
  • Tiết diện thẳng góc: Là hình phẳng thu được nhờ mặt cắt ngang thẳng góc với trục thanh.
  • Tiết diện nghiêng: Là hình phẳng thu được nhờ mặt cắt nghiêng so với trục thanh của góc.

Tiết diện dây dẫn là gì?

Tiết diện dây dẫn chính là diện tích mặt cắt của dây dẫn đã được cắt bởi một mặt phẳng vuông góc với dây dẫn. Qua mặt cắt này, chúng ta sẽ biết được cấu tạo của dây dẫn như thế nào để có mục đích sử dụng hiệu quả nhất.

Tiết diện của dây dẫn là đại lượng rất quan trọng
Tiết diện của dây dẫn là đại lượng rất quan trọng

Nếu cắt dây dẫn điện bằng một mặt phẳng đặt vuông góc với dây dẫn thì chúng ta sẽ thu được mặt cắt dây dẫn. Mặt cắt này thường có dạng hình tròn nên được gọi là tiết diện tròn. Các bạn muốn tính tiết diện của dây dẫn điện thì chỉ cần đi tính tiết diện của hình tròn đó. 

Tuy nhiên nó chỉ đúng với trường hợp đó là dây lõi đơn. Còn loại dây dẫn bên trong có nhiều sợi thì tiết diện của dây dẫn sẽ bằng tổng tiết diện của các sợi dây nhỏ đó. Các bạn có thể tính tiết diện của một sợi rồi nhân với số lượng sợi.

Tiết diện dây dẫn thường được sử dụng để đo lường khả năng dẫn điện của dây dẫn. Như vậy, tiết diện của dây càng lớn thì điện trở sẽ càng cao và ngược lại.  Đường kính tiết diện là gì? Đó chính là đường kính của dây dẫn điện.Tuy nhiên, trên thực tế đường kính của dây càng lớn thì chi phí đầu tư sẽ càng tốn kém. Vậy nên, tùy theo mục đích sử dụng mà lựa chọn được những loại dây có tiết diện sao cho phù hợp với mục đích sử dụng nhất. 

Cấu tạo của dây dẫn điện

Qua khái niệm “Tiết diện là gì? Tiết diện dây dẫn là gì?” ở bên trên, chắc chắn các bạn có thể hiểu được tầm quan trọng của đại lượng này. Cấu tạo của một dây dẫn điện được sử dụng để truyền tải nguồn điện bao gồm các phần là dẫn điện, cách điện và bảo vệ cơ học. Trong đó:

  • Phần dẫn điện: Phần này thường được làm từ nhôm, đồng hoặc đồng pha nhôm.
  • Phần cách điện: Là phần nằm ở giữa của dây dẫn và được làm từ chất liệu tự nhiên cách điện tốt như cao su.
  • Phần bảo vệ cơ học: Là lớp ngoài cùng của dây dẫn điện để bảo vệ dây dẫn và đảm bảo cách điện an toàn. Chất liệu làm nên lớp bảo vệ cơ học này rất đa dạng, tùy thuộc vào mục đích và điều kiện sử dụng của từng loại, người ta sẽ lựa chọn các chất liệu làm vỏ bọc khác nhau. 

Tại sao cần phải tình tiết diện dây dẫn?

Tính tiết diện dây dẫn là công đoạn bắt buộc mà các thợ điện hay người tiến hành đấu nối, sử dụng dây dẫn phải thực hiện. Bởi khi tính được tiết diện dây dẫn thì mới có thể lựa chọn được loại dây dẫn phù hợp và có khả năng truyền tải điện tốt nhất cho hệ thống hay thiết bị.

Tính tiết diện dây dẫn để chọn được loại dây phù hợp với hệ thống mạng điện
Tính tiết diện dây dẫn để chọn được loại dây phù hợp với hệ thống mạng điện

Trong đầu tư và nâng cấp cơ sở hạ tầng, việc lựa chọn đúng tiết diện sẽ góp phần nâng cao được chất lượng của hệ thống điện. Đặc biệt là những tòa nhà lớn, điều này sẽ góp phần xây dựng được hệ thống điện dân dụng đáp ứng tốt nhất cho các nhu cầu sử dụng.

Ngoài ra, việc tính toán tiết diện dây dẫn chính xác để lựa chọn được dây dẫn điện phù hợp còn giúp các bạn tránh được tình trạng lãng phí, các sự cố chập cháy hoặc không thể tải được điện.

Cách tính tiết diện của dây dẫn chuẩn xác nhất

Với khái niệm tiết diện là gì vật lý 8, vật lý 9 bên trên, chắc chắn các bạn đã hiểu rõ hơn về đại lượng này. Để tính được tiết diện dây dẫn và chọn loại dây phù hợp với mục đích sử dụng thì các bạn cần phải biết công thức tính tiết diện dây dẫn. Dưới đây là công thức tính tiết diện dây dẫn chuẩn xác nhất.

S = IJ

Trong đó:

  • S: là tiết diện của dây dẫn và có đơn vị là mm2.
  • I: là cường độ dòng điện đi qua mặt cắt vuông với đơn vị là A
  • J: là mật độ dòng điện cho phép có đơn vị là A/mm2.

Lưu ý:

  • Mật độ dòng điện cho phép thay đổi của dây dẫn có lõi bằng đồng thường  là 6A/mm2.
  • Mật độ dòng điện cho phép của dây dẫn lõi nhôm thường là 4,5A/mm2.

Tuy nhiên giá trị J của dây dẫn ở từng trường hợp khác nhau sẽ được quy định khác nhau. Tùy thuộc vào các tiêu chuẩn ISO, TCVN,… nên bất kỳ một giá trị nào cũng chỉ mang tính chất tương đối chứ không chính xác hoàn toàn. 

Các bạn có thể lựa chọn mật độ dòng điện phù hợp thông qua bảng dưới đây:

Bảng tra mật độ dòng điện kinh tế của dây dẫn
Bảng tra mật độ dòng điện kinh tế của dây dẫn

Để có thể tra được bảng tiết diện dây dẫn, người ta sẽ căn cứ vào mật độ dòng điện kinh tế dựa trên công thức sau:

S = Ijkt

Trong đó:

  • S: Là tiết diện của dây dẫn với đơn vị là mm2
  • I: Là cường độ dòng điện trung bình đi qua phụ tải. 
  • Jkt: Là mật độ dòng điện kinh tế.

Cách chọn dây dẫn điện phù hợp theo từng mục đích sử dụng.

Đầu tiên các bạn cần xác định được thiết bị sử dụng điện là 1 pha hay 3 pha. Tại nước ta, nguồn điện cung cấp cho các hộ gia đình thường là 1 pha với 2 dây. Các bạn xác định tổng công suất các thiết bị tiêu thụ điện trong gia đình bằng cách tính tổng tất cả trị số công suất của tất cả thiết bị sử dụng điện trong gia đình. Giá trị này sẽ được biểu thị ở trên nhãn mác gắn trên thiết bị tiêu thụ điện  với đơn vị là W hoặc kW. 

Trước khi tính, các bạn cần quy đổi các trị số về cùng 1 đơn vị theo công thức sau đây:

  • 1.000W=1kW
  • 1750W=HP

Các bạn có thể lựa chọn dây dẫn phù hợp cho từng hạng mục công trình bằng cách căn cứ vào công suất chịu tải. Dưới đây là bảng tra tiết diện dây dẫn dựa theo công suất dòng điện:

Bảng tra tiết diện của dây dẫn dựa theo công suất dòng điện
Bảng tra tiết diện của dây dẫn dựa theo công suất dòng điện

Có thể bạn quan tâm:

Trên đây là những thông tin chi tiết về nội dung tiết diện là gì? Tiết diện dây dẫn là gì? Và công thức tính đại lượng này chuẩn xác nhất. Hy vọng bài viết mang đến thông tin bổ ích để các bạn có thể chọn được loại dây dẫn phù hợp với mạch điện của gia đình nhé!