Tiết diện là thuật ngữ được sử dụng trong Vật Lý và ngành điện nói chung. Vậy tiết diện là gì? Tiết diện dây điện là gì? Công thức tính tiết diện là gì? Chúng ta cùng nhau khám phá chi tiết hơn trong bài viết dưới đây nhé!
Contents
Tiết diện là gì? Các thông tin liên quan
Tiết diện trong Vật Lý là gì?
Theo Wikipedia, thiết diện là một phép giao không rỗng của vật thể rắn trong không gian ba chiều với mặt phẳng. Hiểu đơn giản hơn, tiết diện là diện tích mặt cắt ngang của đối tượng bị cắt.
Tùy theo cách cắt và đối tượng mà chúng ta thu được các loại tiết diện khác nhau. Cụ thể như sau:
- Tiết diện ngang là tiết diện được tạo ra khi ta cắt ngang đối tượng và vuông góc với trục của nó.
- Tiết diện dọc là mặt cắt tạo thành khi cắt thẳng theo trục của đối tượng.
- Tiết diện nghiêng là mắt cắt nghiêng hay mặt cắt xéo so với thanh trục của đối tượng.
- Tiết diện tròn là mặt cắt được tạo hình khi cắt đối tượng có dạng hình trụ tròn hoặc hình cầu. Đường kính tiết diện là khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm bất kỳ trên đường tròn.
Tiết diện kí hiệu là gì?
Trong Vật Lý và ngành điện, tiết diện được ký hiệu là S. Thông thường, S dùng để thể hiện diện tích của hình phẳng. Tương tự như vậy, tiết diện chính là diện tích mặt cắt của đối tượng.
Tiết diện đơn vị là gì?
Đơn vị của tiết diện là đơn vị của diện tích như mm2, cm2, dm2, m2, km2,…
Ví dụ như dây điện có kích thước nhỏ và thường được tính theo mm nên tiết diện của chúng có đơn vị là mm2.
Tiết diện tiếng Anh là gì?
Trong tiếng Anh, tiết diện được viết là cross section. Đây là một danh từ.
Ví dụ: Scientists studied the cross section of the tree to determine its age and growth pattern. (Nhà khoa học đã nghiên cứu tiết diện của cây để xác định tuổi cũng như mô sinh trưởng của nó).
Tiết diện của dây dẫn là gì?
Tiết diện dây dẫn là diện tích mặt cắt ngang của ruột dây dẫn. Lưu ý, mặt cắt này chỉ tính nguyên phần lõi dây điện, không bao gồm lớp vỏ bảo vệ bên ngoài. Vì vậy, tiết diện dây dẫn còn gọi là tiết diện ruột dẫn.
Dây dẫn có hình trụ tròn nên tiết diện dây dẫn là một hình tròn, đường tròn.
Ý nghĩa của tiết diện dây điện là gì?
Tiết diện là thông số quan trọng cần chú ý để lựa chọn dây dẫn phù hợp với hệ thống điện, công suất dòng và yêu cầu tải. Nếu tiết diện dây dẫn quá bé có thể làm hỏng, cháy nổ hệ thống điện. Ngược lại, dây dẫn có tiết diện quá lớn sẽ rất lãng phí và tốn kém chi phí đầu tư ban đầu.
Bởi vậy, người dùng nên căn cứ theo hệ thống điện là công nghiệp hay dân dụng để chọn dây dẫn có tiết diện phù hợp. Với hệ thống có công suất truyền tải lớn, lắp đặt ngoài trời và đường truyền xa nên ưu tiên chọn dây có tiết diện lớn để đảm bảo khả năng truyền điện và hạn chế sự tiêu hao.
Tiêu chuẩn tiết diện dây dẫn là gì?
Theo tiêu chuẩn TCVN 6612 (IEC60228) thì tiết diện dây dẫn được quy định như sau:
- Tiết diện của dây dẫn lõi đồng: Từ 0.5mm2 – 2500mm2
- Tiết diện của dây dẫn lõi nhôm: từ 10mm2 – 25000mm2.
Tuy nhiên, tiết diện tối đa của dây dẫn còn phụ thuộc vào số lượng ruột dẫn và kết cấu bên trong dây điện. Ví dụ, dây dẫn 1 lõi đồng dạng sợi bện có tiết diện tối đa khoảng 630mm3; trong khi đó, tiết diện của dây dẫn lõi đồng dạng sợi đặc có thể lên đến 1200mm. Hay tiết diện của dây dẫn dạng sợi cứng có thể đạt 2500mm2 nhưng dạng sợi mềm chỉ khoảng 630mm2.
Ngoài ra, nhôm có độ bền, nhiệt độ nóng chảy và khả năng dẫn điện kém hơn đồng. Vì vậy, tiết diện tối thiểu của dây nhôm thường lớn hơn dây đồng.
Công thức tính tiết diện là gì?
Để tính tiết diện của dây dẫn, bạn có thể áp dụng một trong hai cách tính sau:
Tính tiết diện dây dẫn dựa theo mật độ dòng điện
S = I/J
Trong đó:
- S: Tiết diện dây dẫn (mm2)
- I: Cường độ dòng điện (A)
- J: Mật độ dòng điện (A/mm2). Mật độ dòng điện cho phép của dây dẫn lõi đồng là 6A/mm và 4.5A/mm2 đối với dây dẫn lõi nhôm.
Ví dụ: Hãy tính tiết diện của dây dẫn bếp từ. Biết dây dẫn làm từ lõi đồng, công suất 2kW và hoạt động bằng nguồn điện 1 pha.
Lời giải:
Cường độ dòng điện I = P/ (U.cosφ) = 2000/(220 x 0.8) = 11.36A
Tiết diện dây dẫn S = I/J = 11.36/6 = 1.89mm
Tính tiết diện dây dẫn theo điện trở suất
S = ρ(L/R) = ρ.l.(I/U)
Trong đó:
- S: Tiết diện dây dẫn (mm2)
- ρ: Điện trở suất (Ωm)
- l: Chiều dài dây dẫn (m)
- R: Điện trở (Ω)
- I: Cường độ của dòng điện (A)
- U: Hiệu điện thế (V)
Ví dụ: Hãy tính tiết diện và đường kính dây dẫn có chiều dài 10cm, điện trở 0.5Ω, điện trở suất chất làm dây 5×10^(-6)Ωm.
Lời giải:
Tiết diện của dây dẫn là S = 1mm2
Vì dây dẫn có dạng hình tròn nên S = r2
=> r = 0.6mm
Mà d = 2r = 1.2mm
Vậy tiết diện dây dẫn là 1mm2 và đường kính tiết diện là 1.2mm.
Các yếu tố cần chú ý khi chọn tiết diện dây dẫn
Thực tế, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tiết diện dây dẫn như:
- Gia tăng phụ tải khi sử dụng có thể khiến cường độ dòng điện lớn hơn so với tính toán ban đầu. Khi phụ tải càng lớn thì dây dẫn càng tiêu hao nhiều điện, tỏa nhiệt cao và nhanh hỏng.
- Các yếu tố khác như yếu tố thi công, độ sụt áp, nhiệt độ môi trường, vị trí đi dây,…
Khi chọn dây dẫn điện, bạn nên tính toán cẩn thận công suất tiêu thụ tổng và nhánh của hệ thống. Đồng thời, nên chọn dây dẫn có tiết diện lớn hơn khoảng 25% so với giá trị tính toán bằng công thức. Điều này sẽ đảm bảo hiệu quả truyền tải điện năng và an toàn cho mạng lưới điện.
XEM THÊM: Đệ quy là gì? Ví dụ minh họa về hàm đệ quy trong lập trình?
Trên đây là bài viết chia sẻ tiết diện là gì Vật Lý lớp 8, 9 và một số thông tin liên quan được SUPPERCLEAN tổng hợp . Hy vọng sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về tiết diện và biết cách tính toán, chọn dây dẫn điện phù hợp nhất//
