كيفية حساب حجم المقطع العرضي للكابل؟

يتم حساب المقطع العرضي للكابل باستخدام A = (k × ρ × I × L) / V_drop، حيث k هو عامل النظام (2 للطور الواحد / التيار المستمر، √3 للطور الثلاثي)، وρ هي مقاومة الموصل، وI هو التيار بالأمبير، وL هو طول الكابل في اتجاه واحد بالأمتار، وV_drop هو انخفاض الجهد المسموح به بالفولت.

لماذا يُعد انخفاض الجهد مهمًا في تحديد حجم الكابل؟

يؤدي انخفاض الجهد المفرط إلى حصول الأجهزة على جهد أقل من الجهد المقنن، مما ينتج عنه ضعف الأداء، وارتفاع درجة حرارة المحركات، وخفوت الإضاءة، واحتمالية تلف الأجهزة. وتوصي معظم المعايير بتقييد انخفاض الجهد إلى 3-5% من جهد التغذية.

ما الفرق بين كابلات النحاس وكابلات الألومنيوم؟

يتميز النحاس بمقاومة نوعية أقل (0.0175 أوم·مم²/م) من الألومنيوم (0.0283 أوم·مم²/م)، مما يعني أن كابلات النحاس قادرة على نقل نفس التيار بمساحة مقطع عرضي أصغر. مع ذلك، يُعدّ الألومنيوم أخف وزنًا وأقل تكلفة. ويتطلب الألومنيوم مساحة مقطع عرضي أكبر بنحو 1.6 مرة من النحاس لنقل نفس التيار.

ما هي أحجام الكابلات القياسية؟

تتراوح مقاطع الكابلات القياسية وفقًا للمعيار IEC 60228 بين: 0.75، 1.0، 1.5، 2.5، 4، 6، 10، 16، 25، 35، 50، 70، 95، 120، 150، 185، 240، و300 مم². يجب دائمًا تقريب المقطع المحسوب إلى أقرب قيمة قياسية.

كيفية تحويل AWG إلى مم²؟

التحويلات الشائعة: 14 AWG ≈ 2.08 مم²، 12 AWG ≈ 3.31 مم²، 10 AWG ≈ 5.26 مم²، 8 AWG ≈ 8.37 مم²، 6 AWG ≈ 13.3 مم²، 4 AWG ≈ 21.2 مم²، 2 AWG ≈ 33.6 مم²، 1/0 AWG ≈ 53.5 مم²، 4/0 AWG ≈ 107 مم².

أداة هندسية مجانية

حاسبة المقطع العرضي للكابلات

حدّد مقاس السلك الصحيح (mm²) بناءً على التيار وطول الكابل والجهد وهبوط الجهد المسموح به. ويُقرَّب المقاس تلقائيًا إلى أقرب مقاس قياسي وفق IEC.

IEC 60228 النحاس والألومنيوم mm² & AWG

التيار (A)

طول الكابل (m, one-way)

الجهد االكهربى (V)

نوع النظام

أقصى انخفاض في الجهد (%)

مادة موصلة

الإعدادات المسبقة السريعة

نتائج

حجم الكابل القياسي المطلوب

—

المقطع العرضي المحسوب (بدقة)

—

انخفاض الجهد الفعلي (الحجم القياسي)

—

نسبة انخفاض الجهد

—

مكافئ AWG

—

صيغة المقطع العرضي للكابل

الحد الأدنى المطلوب لمقطع الموصل للبقاء ضمن نطاق انخفاض الجهد المسموح به هو:

k — عامل النظام: 2 للتيار المتردد أحادي الطور والتيار المستمر، و√3 للتيار المتردد ثلاثي الأطوار
ρ — مقاومة الموصل (Ω·mm²/m): Cu = 0.0175، Al = 0.0283
I — التيار (A)
ل — طول الكابل أحادي الاتجاه (م)
V_{V_drop} — هبوط الجهد المسموح به (V)

انخفاض الجهد المسموح به

انخفاض الجهد الفعلي

كان حجم الكابل القياسي A_معياري تم الاختيار:

أحجام الكابلات القياسية (IEC 60228)

mm²	AWG (تقريبًا)	mm²	AWG (تقريبًا)
0.75	18 AWG	25	4 AWG
1.0	17 AWG	35	2 AWG
1.5	15 AWG	50	1/0 AWG
2.5	13 AWG	70	2/0 AWG
4	11 AWG	95	3/0 AWG
6	9 AWG	120	4/0 AWG 4/0
10	7 AWG	150	300 MCM
16	5 AWG	185	350 MCM

مثال عملي

مثال — دائرة أحادية الطور 230V

المعطيات: I = 10 A، L = 30 m، V = 230 V، أقصى هبوط = 3%، نحاس

V_{V_drop (allowed)} = 230 × 3/100 = 6.9 V

A = 2 × 0.0175 × 10 × 30 / 6.9 = 1.52 mm²

المقاس القياسي: 2.5 mm² (مقربة لأعلى)

V_actual_{V_drop} = 2 × 0.0175 × 10 × 30 / 2.5 = 4.2 V = 1.83%

⚠️ ملاحظة: تعتمد هذه الآلة الحاسبة في تحديد حجم الكابل على انخفاض الجهد فقط. تأكد دائمًا من أن حجم الكابل المحدد يفي بمتطلبات سعة التيار (الأمبير) وفقًا لقوانين الكهرباء المحلية (مثل IEC 60364، NEC).

تُحسب مساحة المقطع العرضي للكابل باستخدام الصيغة: A = (k × ρ × I × L) / V_drop، حيث k هو معامل النظام (2 لأحادي الطور/DC، و√3 لثلاثي الطور)، وρ هي المقاومة النوعية للموصل، وI هو التيار، وL هو طول الكابل في اتجاه واحد.

ينبغي تقريب القيمة المحسوبة إلى المقاس القياسي الأعلى التالي وفق IEC 60228 لضمان بقاء هبوط الجهد الفعلي ضمن الحدود.

يؤدي هبوط الجهد المفرط إلى وصول جهد إلى المعدات أقل من جهدها المقنن، مما يؤدي إلى:

ارتفاع حرارة المحرك وانخفاض العزم
خُفوت الإضاءة أو وميضها
خلل في عمل المعدات الإلكترونية الحساسة
زيادة فواقد الطاقة في الكابل

توصي معظم الأكواد الكهربائية (IEC 60364, NEC) بإبقاء هبوط الجهد أقل من 3–5% من نقطة التغذية إلى الحمل.

للنحاس (ρ = 0.0175 Ω·mm²/m) مقاومة نوعية أقل من الألومنيوم (ρ = 0.0283 Ω·mm²/m)، مما يعني أن الكابلات النحاسية تحتاج إلى مساحات مقطع عرضي أصغر لتمرير التيار نفسه. ولكن:

النحاس: موصلية أفضل، وحجم أصغر، وتوصيل أطرافه أسهل، وعمر أطول
الألومنيوم: وزن أخف (~30% من وزن النحاس)، وأرخص بكثير، ويُفضَّل لتوزيع الطاقة الكهربائية على نطاق واسع

للحصول على سعة حمل التيار نفسها، يحتاج الألومنيوم إلى مساحة مقطع عرضي تبلغ تقريبًا 1.6× مساحة المقطع العرضي للنحاس.

مساحات المقاطع القياسية للكابلات وفق IEC 60228 هي:

صغيرة: 0.75, 1.0, 1.5, 2.5, 4, 6 mm²
متوسطة: 10, 16, 25, 35, 50 mm²
كبيرة: 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300 mm²

قرِّب مساحة المقطع المحسوبة دائماً إلى المقاس القياسي الأعلى التالي — ولا تقرِّبها إلى الأدنى أبداً.

تحويلات شائعة من AWG إلى mm²:

14 AWG ≈ 2.08 mm² (أقرب مقاس قياسي: 2.5 mm²)
12 AWG ≈ 3.31 mm² (أقرب مقاس قياسي: 4 mm²)
10 AWG ≈ 5.26 mm² (أقرب مقاس قياسي: 6 mm²)
8 AWG ≈ 8.37 mm² (أقرب مقاس قياسي: 10 mm²)
6 AWG ≈ 13.3 mm² (أقرب مقاس قياسي: 16 mm²)
4 AWG ≈ 21.2 mm² (أقرب مقاس قياسي: 25 mm²)
2 AWG ≈ 33.6 mm² (أقرب مقاس قياسي: 35 mm²)
1/0 AWG ≈ 53.5 mm² (أقرب مقاس قياسي: 50 mm²)
4/0 AWG ≈ 107 mm² (أقرب مقاس قياسي: 120 mm²)

الصيغة هي: mm² = 0.012668 × 92^{((36−AWG)/19.5)}

الإجراءات الموصوفة في هذه الصفحة طوّرها واختبرها ميدانيًا فريق Vibromera باستخدام Balanset-1A، وهو موازن محمول ثنائي القناة ومحلل اهتزاز لموازنة الدوارات في الموقع.