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如何计算线径与电流的关系

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阅读次数:162    发布时间:2021-12-21 17:32:26
​在选择导线或对 PCB 布线时,要注意根据电流选择合适的线径(线宽),以免发热量过大造成危险。
一、线缆线径与电流
下面是铜线在不同温度下的线径和所能承受的最大电流表格。

导线线径一般按如下公式计算:
铜线:S= IL/54.4*U
铝线:S=IL/34*U`
式中:I—导线中通过的最大电流(A);
L—导线的长度(m);U—充许的电源降(V);
S—导线的截面积(mm2)。
说明:
1、U 电压降可由整个系统中所用的设备(如探测器)范围分给系统供电用的电源电压额定值综合起来考虑选用。
2、计算出来的截面积往上靠。
根据经验可得 1mm2 的铜导线安全载流量为 5-8A;铝导线的安全载流量为 3~5A。有三种口诀可以用来估算:
口诀 1:
二点五下乘以九,往上减一顺号走;三十五乘三点五,双双成组减点五;条件有变加折算,高温九折铜升级;穿管根数二三四,八七六折满载流。
本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出,而是“截面乘上一定的倍数”来表示,通过心算而得。
由表 1 可以看出:倍数随截面的增大而减小。二点五下乘以九,往上减一顺号走:说的是 2.5mm2及以下的各种截面铝芯绝缘线,其载流量约为截面数的9倍。如 2.5mm2导线,载流量为 2.5×9=22.5(A)。
从4mm2及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排,倍数逐次减1, 即 4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
三十五乘三点五,双双成组减点五:说的是35mm2的导线载流量为截面数的 3.5 倍,即 35×3.5=122.5(A)。从50mm2及以上的导线,其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组,倍数依次减 0.5。即 50、70mm2导线的载流量为截面数的3倍;95、120 mm2导线载流量是其截面积数的2.5倍,依次类推。条件有变加折算,高温九折铜升级:上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区,导线载流量可按上述口诀计算方法算出,然后再打九折即可;当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线,它的载流量要比同规格铝线略大一些,可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如16mm2铜线的载流量,可按25mm2铝线计算。
穿管根数二三四,八七六折满载流:就是穿2根时,要按8折计算载流量,3 根7折,4 根 6 折。
口诀 2:
十下五,百上二,二五三五四三界,柒拾玖五两倍半,铜线升级算。
口诀的意思是:
十下五,百上二:10mm2的铝线,平方毫米数乘以5就可以了,100以上的都是截面积乘以2。
二五三五四三界:25mm2以下的乘以 4,35mm2以上的乘以3。柒拾玖五两倍半:70和95平方都乘以2.5,铜线升级算:如果是铜线就升一个档,比如2.5mm2 的铜线,就按4mm2铝线计算。
口诀 3:
十下五、百上二,五十三四上下分,埋地套管七五折。
十下五、百上二:与口诀2的第一句相同。根据绝缘导线所要求通过的总电流,当总电流为10A以下时,导线每平方毫米的截面面积可通过 5A电流,100A以上则每平方毫米截 面只可通过 2A 电流。
五十三四上下分:10~50A 之间每平方毫米可通过 4A 电流,50~100安之间每平方毫 米可通过3A 电流。
埋地套管七五折:若属于埋地或套管敷设时则可通过的电流值应乘于0.75。
二、PCB 线宽与电流
根据 IPC 的文档,电路板的温升ΔT,导线的横截面积(=铜箔厚度×线宽)A和电流I之间存在如下关系:I=k ∆T0.44A0.75
其中系数 k是一条曲线,PCB 内层走线和外层走线 k值差别很大(外层较容易散热)。因k近似一条直线,为简单起见,室温(25摄氏度)时取内层走线 k=0.024,外层走线 k=0.048。注意上式中的横截面积的单位为平方 mil。
IPC-STD-275 提供的数据如下表所示。线宽的单位是:Inch (1 英寸=25.4mm)。1 oz.铜=0.035mm,2oz.=0.07mm,1mil.=0.001inch.。

(来源:网络,版权归原作者)


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