Tiết diện dây dẫn là gì? Cách tính tiết điện chi tiết và lựa chọn phù hợp

Trong các ứng dụng điện và điện tử, tiết diện dây dẫn là một yếu tố quan trọng để xác định khả năng dẫn điện của dây. Dây dẫn có tiết diện lớn thường có khả năng dẫn điện tốt hơn, cho phép dòng điện lớn hơn chảy qua mà không gây quá nhiệt và mất điện áp. Bài viết này của lscable.vn sẽ giúp bạn hiểu tiết diện dây dẫn là gì cũng như cách tính tiết điện chi tiết và lựa chọn phù hợp nhất cho công trình mình đang thi công.

Tiết diện dây dẫn là gì?

Tiết diện dây dẫn (còn được gọi là diện tích tiết diện dây) là khu vực ngang của dây dẫn mà dòng điện chạy qua. Nó được đo bằng đơn vị diện tích, thường là mm² (milimét vuông) hoặc mm² (millimet vuông). Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng như hệ thống điện trong nhà, thiết bị điện tử, ô tô, công nghiệp, và nhiều lĩnh vực khác.

Đối với một dây dẫn điện dành riêng cho truyền tải năng lượng điện, cấu trúc của nó bao gồm ba phần cơ bản:

• Phần cách điện: Một lớp cách điện được đặt ở giữa dây dẫn, thường được sản xuất từ cao su tự nhiên để đảm bảo tính khả cách điện tối ưu.
• Phần dẫn điện: Đây là phần chịu trách nhiệm dẫn điện, thường được làm từ các vật liệu như nhôm, hợp kim nhôm đồng hoặc đồng.
• Phần bảo vệ cơ học: Lớp vỏ bọc ngoài cùng của dây dẫn chính là phần bảo vệ cơ học. Vật liệu của lớp này có thể được chọn để bảo vệ các lớp bên trong của dây dẫn. Lựa chọn của vật liệu bảo vệ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của người sử dụng và có thể khác nhau tùy theo nhu cầu.

Tiết diện của dây dẫn là một con số có khả năng biểu thị khả năng dẫn điện của dây. Điều này ám chỉ rằng khi diện tích tiết diện càng lớn, khả năng dẫn điện càng tốt và ngược lại, khi diện tích tiết diện càng nhỏ, điện trở càng cao.

Tuy nhiên, trong thực tế, việc tăng đường kính của dây sẽ dẫn đến sự gia tăng chi phí đầu tư và cả sự phức tạp trong quá trình lắp đặt. Do đó, các kỹ sư thường tư vấn dựa trên mục tiêu và nhu cầu cụ thể của khách hàng để lựa chọn dây dẫn có tiết diện phù hợp.

Công thức tinh tiết diện dây dẫn chi tiết

Công thích tính tiết diện dây dẫn chi tiết giúp bạn có được thông số cần thiết cho một dây dẫn cụ thể để đảm bảo rằng mật độ dòng điện không vượt quá giới hạn an toàn của vật liệu dẫn điện đó.

S = I/ J

Trong đó:

• S là diện tích tiết diện của dây dẫn, tính bằng đơn vị mm².
• I là dòng điện chạy qua dây dẫn, đo bằng đơn vị Ampe (A).
• J là mật độ dòng điện cho phép, tính bằng đơn vị A/mm².

Mật độ dòng điện cho phép thông thường của dây nhôm là 4,5 A/mm², thấp hơn so với dây đồng với mật độ dòng điện cho phép là 6A/mm².

Thường thì, trong công thức tinh tiết diện dây dẫn chi tiết cần phải chuyển đổi các giá trị công suất sang đơn vị W để đảm bảo lựa chọn thiết kế và vật liệu dây dẫn cho từng phần của dự án là chính xác. Việc này được thực hiện dựa trên công suất chịu tải cho từng nhánh điện như được mô tả trong sơ đồ: 1 kW = 1.000 W, 1 HP = 750 W.

Vì sao cần xác định tiết diện dây dẫn

Tiết diện dây dẫn là một thông số quan trọng, thường được đề cập khi tiến hành lựa chọn mua linh kiện này. Vì vậy, tại sao bạn cần xác định tiết diện của dây điện trước khi mua? Mục tiêu chính là để tùy chọn loại dây dẫn điện phù hợp với hệ thống, đáp ứng yêu cầu về tải, và đảm bảo đúng công suất dòng điện. Dây dẫn điện với tiết diện quá nhỏ có thể gây ra sự cháy nổ hoặc hỏng hóc. Ngược lại, nếu tiết diện của dây quá lớn, điều này có thể dẫn đến tình trạng lãng phí tài nguyên với chi phí đầu tư ban đầu cao và không hiệu quả khi không sử dụng hết tải.

Phụ thuộc vào loại hệ thống điện, có thể là hệ thống dân dụng hoặc công nghiệp, yêu cầu về tiết diện dây dẫn sẽ thay đổi. Đối với các ứng dụng có công suất lớn, việc lắp đặt ngoài trời hoặc trải dài trên các đoạn đường xa, sẽ cần dùng dây dẫn với tiết diện lớn để đảm bảo vận chuyển điện năng nhanh chóng và tránh tổn thất năng lượng.

Cách lựa chọn tiết diện dây dẫn phù hợp

Bên cạnh việc sử dụng công thức để xác định tiết diện, còn có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến tiết diện của dây cáp điện. Dưới đây là những điểm người dùng cần lưu ý:

• Tăng cường phụ tải trong quá trình sử dụng dẫn đến cường độ dòng điện vượt quá tính toán ban đầu. Với phụ tải lớn, dây dẫn tiêu thụ nhiều điện và tỏa nhiệt cao hơn, gây ra nguy cơ hỏng hóc nhanh chóng.
• Các yếu tố phụ như sụt áp, vị trí lắp đặt dây, nhiệt độ môi trường và quá trình thi công cũng ảnh hưởng đến tiết diện dây dẫn.

Vì lý do đó, khi lựa chọn dây dẫn điện, người dùng nên chọn tiết diện lớn hơn so với giá trị tính toán từ công thức. Điều này đảm bảo an toàn cho việc truyền điện và hệ thống điện.

Ngoài ra, bạn đọc có thể tham khảo một số kinh nghiệm dưới đây để lựa chọn tiết diện dây điện an toàn cho hệ thống mà không cần phải tiến hành tính toán phức tạp:

• Xác định loại nguồn điện sử dụng, liệu có phải là nguồn 1 pha hay 3 pha. Thường, điện trong gia đình là 1 pha, còn sản xuất với máy móc lớn thường là 3 pha.
• Tính toán tổng công suất tiêu thụ điện của tất cả thiết bị trong gia đình, dựa trên nhãn của từng thiết bị. Dựa vào kết quả này, xác định tiết diện dây dẫn cho từng khu vực.
• Lựa chọn loại dây dẫn phù hợp với việc sử dụng trong nhà hoặc ngoài trời, để đảm bảo khả năng chịu nhiệt, vị trí lắp đặt và tối ưu giá trị sử dụng.

Trên đây là thông tin chi tiết về chủ đề tiết diện dây dẫn là gì? Cách tính tiết điện chi tiết và lựa chọn phù hợp. Dây dẫn điện có vai trò quan trọng trong toàn bộ hệ thống cung cấp điện. Yêu cầu cho dây dẫn bao gồm khả năng truyền điện an toàn, độ bền và hoạt động ổn định. Việc xác định tiết diện dây dẫn đóng vai trò quan trọng, giúp người dùng chọn lựa dây dẫn phù hợp với hệ thống của họ.