Ukuran Konduktor

Sudah menjadi rahasia umum bahwa cairan mengalir melalui pipa berdiameter besar lebih mudah daripada melalui pipa berdiameter kecil (jika Anda menginginkan ilustrasi praktis, cobalah meminum cairan melalui sedotan dengan diameter berbeda). Prinsip umum yang sama berlaku untuk aliran elektron melalui konduktor:semakin luas luas penampang (ketebalan) konduktor, semakin banyak ruang bagi elektron untuk mengalir, dan akibatnya, semakin mudah aliran terjadi (hambatan lebih kecil) .

Dua Varietas Dasar Kawat Listrik:Padat dan Terdampar

Kabel listrik biasanya berbentuk bulat pada penampang (walaupun ada beberapa pengecualian unik untuk aturan ini), dan tersedia dalam dua jenis dasar:padat dan terdampar . Kawat tembaga padat seperti kedengarannya:satu untaian tembaga padat di seluruh panjang kawat. Kawat beruntai terdiri dari untaian yang lebih kecil dari kawat tembaga padat yang dipilin bersama untuk membentuk konduktor tunggal yang lebih besar. Manfaat terbesar dari kawat terdampar adalah fleksibilitas mekanisnya, mampu menahan tekukan dan puntiran berulang jauh lebih baik daripada tembaga padat (yang cenderung cepat lelah dan pecah setelah beberapa waktu).

Ukuran kawat dapat diukur dengan beberapa cara. Kita bisa berbicara tentang diameter kawat, tetapi karena itu benar-benar luas penampang melintang yang paling penting terkait aliran elektron, lebih baik kita menentukan ukuran kawat berdasarkan luasnya.

Gambar penampang kawat yang ditunjukkan di atas, tentu saja, tidak ditarik ke skala. Diameternya ditunjukkan sebagai 0,1019 inci. Menghitung luas penampang dengan rumus Luas =r₂ , kita mendapatkan luas 0,008155 inci persegi:

Ini adalah angka yang cukup kecil untuk digunakan, jadi ukuran kabel sering dinyatakan dalam ukuran seperseribu inci, atau mil . Untuk contoh yang diilustrasikan, kita akan mengatakan bahwa diameter kawat adalah 101,9 mils (0,1019 inci kali 1000). Kita juga dapat, jika diinginkan, menyatakan luas kawat dalam satuan mil persegi, menghitung nilai tersebut dengan rumus luas lingkaran yang sama, Luas =r₂ :

Menghitung Luas Lingkaran-mil dari Kawat

Namun, ahli listrik dan orang lain yang sering peduli dengan ukuran kawat menggunakan unit pengukuran area lain yang dirancang khusus untuk penampang melingkar kawat. Unit khusus ini disebut mil melingkar (kadang disingkat cmil ). Satu-satunya tujuan untuk memiliki unit pengukuran khusus ini adalah untuk menghilangkan kebutuhan untuk memanggil faktor (3.1415927 . . .) dalam rumus untuk menghitung luas, ditambah kebutuhan untuk menghitung kawat jari-jari ketika Anda telah diberi diameter . Rumus untuk menghitung luas lingkaran-mil dari kawat melingkar sangat sederhana:

Karena ini adalah satuan area pengukuran, pangkat matematis dari 2 masih berlaku (menggandakan lebar lingkaran akan selalu melipatgandakan luasnya, tidak peduli satuan apa yang digunakan, atau jika lebar lingkaran itu dinyatakan dalam jari-jari atau diameter). Untuk mengilustrasikan perbedaan antara pengukuran dalam mil persegi dan pengukuran dalam mil lingkaran, saya akan membandingkan lingkaran dengan persegi, menunjukkan luas setiap bentuk dalam kedua satuan ukuran:

Dan untuk ukuran kabel lainnya:

Jelas, lingkaran dengan diameter tertentu memiliki luas penampang lebih kecil daripada kuadrat lebar dan tinggi yang sama dengan diameter lingkaran:kedua unit pengukuran luas mencerminkan hal itu. Namun, harus jelas bahwa satuan "mil persegi" benar-benar disesuaikan untuk penentuan luas persegi yang mudah, sedangkan "mil lingkaran" disesuaikan untuk penentuan luas lingkaran yang mudah:rumus masing-masing untuk masing-masing lebih sederhana untuk bekerja dengan. Harus dipahami bahwa kedua satuan tersebut valid untuk mengukur luas suatu bangun, tidak peduli bentuk apa itu. Konversi antara mil persegi dan mil persegi adalah rasio sederhana:ada (3,1415927 . . .) mil persegi untuk setiap 4 mil melingkar.

Mengukur Area Kawat Penampang dengan Pengukur

Ukuran lain dari luas penampang kawat adalah pengukur . Skala pengukur didasarkan pada bilangan bulat daripada inci pecahan atau desimal. Semakin besar nomor pengukur, semakin tipis kabelnya; semakin kecil nomor pengukur, semakin gemuk kawatnya. Bagi mereka yang mengenal senapan, skala pengukuran berbanding terbalik ini pasti sudah tidak asing lagi bagi Anda.

Tabel di akhir bagian ini menyamakan pengukur dengan diameter inci, mil melingkar, dan inci persegi untuk kawat padat. Ukuran kawat yang lebih besar mencapai ujung skala pengukur umum (yang secara alami mencapai nilai 1), dan diwakili oleh serangkaian nol. "3/0" adalah cara lain untuk mewakili "000," dan diucapkan "triple-ought." Sekali lagi, mereka yang mengenal senapan harus mengenali terminologinya, meskipun terdengar aneh. Untuk membuat masalah semakin membingungkan, ada lebih dari satu "standar" pengukur yang digunakan di seluruh dunia. Untuk ukuran konduktor listrik, American Wire Gauge (AWG), juga dikenal sebagai Brown dan Sharpe (B&S) gauge, adalah sistem pengukuran pilihan. Di Kanada dan Inggris Raya, Pengukur Kawat Standar Inggris (SWG) adalah sistem pengukuran hukum untuk konduktor listrik. Sistem pengukur kawat lain ada di dunia untuk mengklasifikasikan diameter kawat, seperti Stubs pengukur kawat baja dan Pengukur Kawat Musik Baja (MWG), tetapi sistem pengukuran ini berlaku untuk penggunaan kabel non-listrik.

Sistem pengukuran American Wire Gauge (AWG), terlepas dari keanehannya, dirancang dengan tujuan:untuk setiap tiga langkah dalam skala pengukur, luas kawat (dan berat per satuan panjang) kira-kira dua kali lipat. Ini adalah aturan praktis untuk diingat saat membuat perkiraan ukuran kawat kasar!

Untuk sangat ukuran kawat besar (lebih gemuk dari 4/0), sistem pengukur kawat biasanya ditinggalkan untuk pengukuran luas penampang dalam ribuan mil melingkar (MCM), meminjam angka Romawi kuno "M" untuk menunjukkan kelipatan "ribu" dalam depan "CM" untuk "mil melingkar." Tabel ukuran kawat berikut tidak menunjukkan ukuran yang lebih besar dari ukuran 4/0, karena padat kawat tembaga menjadi tidak praktis untuk ditangani pada ukuran tersebut. Konstruksi kawat terdampar lebih disukai.

Meja Kawat Untuk Konduktor Tembaga Bulat Padat

Ukuran Diameter Luas penampang Berat AWG Inci sir. mil persegi. inci lb/1000 kaki 4/00.4600211,6000.1662640.53/00.4096167.8000.1318507.92/00.3648133,1000.1045402.81/00.3249105.5000.08289319.510.289383.6900.06573253.520.257666.370.2504.260.462.229452.6300.04134159.340,046.207.260.462.2650.229452.6300.04134159.340.467.207.260.460.229452.6300.04134159.340. 8200.0163563.0280.128516,5100.0129749.9790.114413,0900.0102839.63100.101910,3800.00815531.43110.090748,2340.00646724.92120.080816,5300.00512919.77130.071965,1780.00406715.68140.064084,1070.00322512.43150.057073,2570.0025589.858160.050822,5830.0020287.818170.045262,0480.0016096.200180.040301,6240.0012764.917190.035891,2880.0010123. 899200.031961,0220.00080233.092210.02846810.10.00063632.452220.02535642.50.00050461.945230.02257509.50.00040011.542240.02010404.00.00031731.233250.01790320.40.00025170.9699260.01594254.10.00019960.7692270.01420201.50.00015830.6100280.01264159.80.00012550.4837290.01126126.70.000099540.3836300.01003100.50.000078940.3042310.00892879.700.000062600.2413320.00795063. 210.000049640.1913330.00708050.130.0 00039370.1517340.00630539.750.000031220.1203350.00561531.520.000024760.09542360.00500025.000.000019630.07567370.00445319.830.000015570.06001380.00396515.720.000012350.04759390.00353112.470.000009793090.03774400.0031459.88880.000

Untuk beberapa aplikasi arus tinggi, diperlukan ukuran konduktor di luar batas ukuran praktis kawat bundar. Dalam hal ini, batang logam padat tebal yang disebut busbar digunakan sebagai konduktor. Busbar biasanya terbuat dari tembaga atau aluminium, dan paling sering tidak berinsulasi. Mereka secara fisik didukung jauh dari kerangka atau struktur apa pun yang menahannya dengan dudukan penghalang isolator. Meskipun penampang persegi atau persegi panjang sangat umum untuk bentuk busbar, bentuk lain juga digunakan. Area penampang untuk busbar biasanya dinilai dalam mil melingkar (bahkan untuk batang persegi dan persegi panjang!), kemungkinan besar untuk kenyamanan karena dapat secara langsung menyamakan ukuran busbar dengan kabel bundar.

TINJAUAN:

• Arus mengalir melalui kabel berdiameter besar lebih mudah daripada kabel berdiameter kecil, karena luas penampang yang lebih besar untuk bergerak.
• Daripada mengukur ukuran kawat kecil dalam inci, unit “mil” (1/1000 inci) sering digunakan.
• Luas penampang kawat dapat dinyatakan dalam satuan persegi (inci persegi atau mil persegi), mil lingkaran, atau skala “pengukur”.
• Menghitung luas kawat satuan persegi untuk kawat melingkar melibatkan rumus luas lingkaran:
• A =r ² (satuan persegi)
• Menghitung luas lingkaran-mil untuk kawat melingkar jauh lebih sederhana, karena fakta bahwa satuan "mil lingkaran" berukuran hanya untuk tujuan ini:untuk menghilangkan "pi" dan d/2 (jari-jari) faktor dalam rumus.
• A =d ² (satuan melingkar)
• Ada (3.1416) mil persegi untuk setiap 4 mil lingkaran.
• Pengukur sistem ukuran kawat didasarkan pada bilangan bulat, angka yang lebih besar mewakili kabel dengan area yang lebih kecil dan sebaliknya. Kabel yang lebih tebal dari 1 pengukur dilambangkan dengan nol:0, 00, 000, dan 0000 (diucapkan “seharusnya tunggal”, “seharusnya ganda”, “seharusnya tiga kali lipat”, dan “seharusnya empat kali lipat”.
• Ukuran kabel yang sangat besar dinilai dalam ribuan mil melingkar (MCM), tipikal untuk busbar dan ukuran kabel di atas 4/0.
• Busbar adalah batangan tembaga atau aluminium padat yang digunakan dalam konstruksi sirkuit arus tinggi. Sambungan yang dibuat ke busbar biasanya dilas atau dibaut, dan busbar sering kali telanjang (tidak berinsulasi), disangga jauh dari rangka logam melalui penggunaan penahan isolasi.

LEMBAR KERJA TERKAIT :

• Lembar Kerja Jenis dan Ukuran Kawat