Ćwiczenia · Kalkulatory

Interaktywne kalkulatory normowe

Narzędzia obliczeniowe zgodne z I7-2011 i IEC 60364: dobór przekroju przewodu według prądu i sposobu montażu, sprawdzenie spadku napięcia na obwodzie. Wzory są wyświetlane krok po kroku.

Kalkulator doboru przekroju przewodu

Przekrój i wyłącznik dobierane razem — Iz z Załącznika 5.10, In ≤ skorygowany Iz (Art. 4.3.2.1.3 I7-2011)

0.85 typowo w budownictwie mieszkaniowym, 1.0 czysto rezystancyjny

K1 — Załącznik 5.18 (odniesienie 30°C, izolacja PVC)

K2 — Załącznik 5.19 (1 = pojedynczy obwód)

Wpływa tylko na K1. Tabela Iz pozostaje ta dla PVC, więc poniżej 30 °C XLPE może dać większy przekrój niż PVC

Współczynnik 0.86 — Załącznik 5.29, dla kabli 4- lub 5-żyłowych: stosowany tylko w obwodach trójfazowych (LED, zasilacze impulsowe)

Zachowawczy derating ~0.93 (grunt suchy/piaszczysty)

Tabela obciążalności Iz (A) — I7-2011 Załącznik 5.10, sposób instalowania B2, PVC, 30 °C
Przekrój (mm²)1,52,54610162535
I max Cu (A) · B2, 2 obciążone żyły16,5233038526990111
I max Al (A) · B2, 2 obciążone żyły————41547186

Kalkulator spadku napięcia

Sprawdzenie limitu 3% (oświetlenie) / 5% (gniazda) — Art. 5.2.5.1 I7-2011

Art. 5.2.5.1 I7-2011: Całkowity spadek napięcia nie może przekraczać 3% dla obwodów oświetleniowych i 5% dla pozostałych obwodów, liczony od początku instalacji do najdalszego punktu odbioru.
Konduktywność użyta w obliczeniach: Cu = 56 m/(Ω·mm²), Al = 35 m/(Ω·mm²). To wartości robocze aplikacji, bliskie zimnemu przewodowi; norma nie ustala konduktywności, a ciepły przewód ma większą rezystancję, więc rzeczywisty spadek może być nawet o ~20–25 % większy od obliczonego tutaj — wynik bliski granicy trzeba sprawdzić ponownie.

Założenia obliczeniowe i zakres zastosowania

  • Uwzględnione: materiał Cu/Al; obwód jednofazowy (2 obciążone żyły) lub trójfazowy (3); sposób instalowania B2 lub C, z obciążalnością z Załącznika 5.10; wyłącznik dobierany razem z przekrojem (In ≤ skorygowany Iz, Art. 4.3.2.1.3) plus zapas projektowy 1.25 aplikacji; izolacja PVC/XLPE, K1 (temperatura, Załącznik 5.18), K2 (grupowanie, Załącznik 5.19), harmoniczne rzędu 3 (0.86, Załącznik 5.29, tylko w obwodach trójfazowych), derating dla suchego gruntu. Dla aluminium przekroje od 10 mm² w górę — konwencja silnika walidacji aplikacji, a nie ograniczenie normy (Załącznik 5.10 obejmuje aluminium także od 4 mm²); minimalne przekroje według typu obwodu w Załączniku 5.32
  • Współczynnik „sucha gleba” to zachowawcze oszacowanie aplikacji (~0.93), a nie współczynnik z normy, i ma sens tylko przy układaniu w ziemi; dla kabli ziemnych należy użyć tabeli układania w gruncie (metoda D, załączniki 5.22–5.28)
  • Obciążalności z tabeli dotyczą izolacji PVC; przy XLPE zmienia się tylko K1, tabela Iz pozostaje ta dla PVC (wynik zachowawczy). Spadek napięcia liczony jest z konduktywnością podaną pod kalkulatorem, a nie z wartością narzuconą przez normę
  • Dla złożonych instalacji przemysłowych zweryfikuj wynik pełnym obliczeniem + sprawdzeniem zwarciowym (zdolność zwarciowa + wytrzymałość cieplna)
Przewodnik

Jak liczyć — krok po kroku

Pełna metoda zgodna z I7-2011 / IEC 60364, od mocy do przekroju, długości i spadku napięcia.

A. Prąd roboczy — punkt wyjścia

1

Oblicz prąd pobierany z mocy

Jednofazowy: I = P / (U × cos φ), U = 230 V
Trójfazowy: I = P / (√3 × U × cos φ), U = 400 V

Np.: gniazdo 2000 W, cos φ = 0.9 → I = 2000 / (230 × 0.9) = 9.66 A.

B. Dobór przekroju przewodu (ze współczynnikami korekcyjnymi K)

1

Zacznij od prądu roboczego I (krok A)

Np.: I = 16 A.

2

Zastosuj zapas projektowy 25 % (wybór aplikacji, nie wymaganie normy)

I_oblicz = I × 1.25

16 × 1.25 = 20 A.

3

Zastosuj współczynniki korekcyjne K (warunki rzeczywiste)

K = K1 (temperatura, Załącznik 5.18) × K2 (grupowanie, Załącznik 5.19) × K_harmoniczne × K_grunt

Przy 30 °C i pojedynczym obwodzie K = 1. Przy 40 °C + 3 zgrupowane obwody: K = 0.87 × 0.70 = 0.609.

Dodatkowe współczynniki (wszystkie w kalkulatorze powyżej): harmoniczne rzędu 3 → 0.86 (Załącznik 5.29); suchy grunt / układanie w ziemi → derating; izolacja XLPE koryguje K1.

4

Wybierz przekrój: pierwszy z tabeli z Iz × K ≥ I_oblicz i ≥ In

Iz_tabela × K ≥ max(I_oblicz; In) (równoważnie: Iz_wymagany = max(I_oblicz; In) / K)

Przypadek idealny (K=1), obwód jednofazowy — 2 obciążone żyły: 20 A → 2.5 mm² (23 A). Przypadek rzeczywisty (K=0.609): 20 / 0.609 = 32.8 A → 6 mm² (38 A). W obwodzie trójfazowym (3 obciążone żyły) wychodzą te same przekroje: 2.5 mm² (20 A) w przypadku idealnym, gdzie Iz dokładnie osiąga prąd obliczeniowy — równość z zapasem 1.25 jest akceptowana, bo Iz pozostaje powyżej In 16 A — oraz 6 mm² (34 A) w przypadku rzeczywistym. Tutaj wyłącznik ma 16 A (pierwszy prąd znamionowy ≥ Ib = 16 A), więc prąd obliczeniowy 20 A go przekracza i to on wyznacza przekrój. Gdy to prąd znamionowy jest większy z dwóch — szereg prądów znamionowych ma skoki powyżej 25 % — przekrój rośnie według In, ponieważ Art. 4.3.2.1.3 wymaga In ≤ skorygowany Iz; przy dokładnej równości In = skorygowany Iz aplikacja idzie o stopień wyżej.

Przekrój (mm²)1,52,5461016
Iz B2 Cu, 2 obciążone żyły (A)16,52330385269
Iz B2 Cu, 3 obciążone żyły (A)152027344662
Przekrój Al (mm²)10162535
Iz B2 Al, 2 obciążone żyły (A)41547186
Iz B2 Al, 3 obciążone żyły (A)36486277

Obciążalność z Załącznika 5.10 normy I7-2011, sposób instalowania B2 (kabel w rurze, na ścianie lub w ścianie), izolacja PVC, 30 °C: 2 obciążone żyły w obwodzie jednofazowym (L + N), 3 w trójfazowym (Art. 5.2.3.1.10 lit. b) i Art. 5.2.3.0.7.1). To te same wartości, których używa walidacja aplikacji (V06). Dla aluminium tabela aplikacji zaczyna się od 10 mm² — to wewnętrzna konwencja; Załącznik 5.10 obejmuje aluminium także od 4 mm², a minimalne przekroje według typu obwodu podaje Załącznik 5.32.

C. Rzeczywista długość przewodu

1

Zmierz trasę poziomą na rzucie

Suma odcinków poziomych między rozdzielnicą → puszkami → urządzeniem.

2

Dodaj zejścia/wejścia pionowe (wysokości montażu)

puszka 2.0 m · gniazdo 0.3 m · łącznik 1.3 m · oprawa/strop 2.6 m

Np.: od puszki (2.0 m) do gniazda (0.3 m) → zejście = 2.0 − 0.3 = 1.7 m.

3

Dodaj przejścia między kondygnacjami (wysokość stropu)

~2.6–3 m na każdą przebytą kondygnację.

4

Zsumuj wszystko

Np.: 8 m poziomo + 1.7 m zejścia do gniazda = 9.7 m.

D. Spadek napięcia na długości

1

Zastosuj wzór na spadek napięcia

ΔU% = (współczynnik × L × P) / (k × S × U²) × 100

współczynnik = 2 (jednofazowy, tam i z powrotem) lub 1 (trójfazowy); k = 56 (Cu) / 35 (Al); S = przekrój (mm²).

2

Szybka reguła (jednofazowy, miedź)

ΔU% ≈ (L × P) / (14800 × S)

Np.: L = 20 m, P = 2000 W, S = 2.5 → 20 × 2000 / (14800 × 2.5) ≈ 1.08 %.

3

Porównaj z limitem normowym (I7-2011 Art. 5.2.5.1)

3 % dla oświetlenia, 5 % dla gniazd/siły. Jeśli przekraczasz → zwiększ przekrój lub skróć trasę.

Przewodność k zgodnie z IEC 60228 (Cu 56, Al 35 m/Ω·mm²). Limity spadku: I7-2011 Art. 5.2.5.1.

E. Miedź (Cu) vs. Aluminium (Al)

AspektMiedź (Cu)Aluminium (Al)
Przewodność k5635 → ~60% większy spadek
Prąd dopuszczalnyodniesienie~78% wartości Cu → większy przekrój
Minimalny przekrój1.5 mm²10 mm² (najmniejszy przekrój ze stabelaryzowanym Iz w aplikacji — nie minimum normowe; minima są w załączniku 5.32)
Typowe zastosowanieobwody wewnętrzneprzyłącze / wewnętrzna linia zasilająca

We wzorach jedyną zmianą jest k (56 → 35) i tabela prądów dopuszczalnych. Przełącznik Cu/Al w porównaniu poniżej stosuje obie wartości automatycznie.

K1 — temperatura (PVC, Załącznik 5.18)

°C3035404550
K110,940,870,790,71

K2 — grupowanie obwodów (Załącznik 5.19)

obw.1234
K210,80,70,65
Porównanie

Jednofazowy vs. Trójfazowy

Te same obliczenia, ale 3 różnice, które mają znaczenie. Wprowadź moc i zobacz oba warianty jednocześnie.

WielkośćJednofazowy (230 V)Trójfazowy (400 V)
PrądI = P/(230·cosφ)I = P/(√3·400·cosφ)
Spadek napięciawspółczynnik 2 · U = 230współczynnik 1 · U = 400
ŻyłyL + N + PE (2 obciążone)R + S + T + N + PE (3 obciążone)
Zabezpieczenie1P+N3P / 4P · równoważenie R/S/T

Przy tej samej mocy trójfazowy „pobiera" ~1/3 prądu (→ mniejszy przekrój) i ma ~6× mniejszy spadek napięcia.

Materiał przewodu:

Jednofazowy · 230 V

Prąd I = P/(230·cosφ)31,3 A
Przekrój (×1,25)10 mm²
Spadek ΔU% (współczynnik 2)0,97 %

Trójfazowy · 400 V

Prąd I = P/(√3·400·cosφ)10,4 A
Przekrój (×1,25)1,5 mm²
Spadek ΔU% (współczynnik 1)1,07 %

W obwodzie trójfazowym obliczenie daje 1,5 mm², co norma dopuszcza (załącznik 5.32: co najmniej 1,5 mm² dla obwodów siłowych). Reguła V20 aplikacji wymaga jednak umownie co najmniej 2,5 mm² w obwodach trójfazowych i zgłasza w edytorze mniejszy przekrój; w praktyce wybiera się 2,5 mm².

Prąd trójfazowy / jednofazowy = 230 / (√3 × 400) = 0,33 (≈ 1/3)

Przekrój: 1,5 mm² (3-faz.) vs 10 mm² (1-faz.), ta sama moc

Przy tym samym przekroju spadek trójfazowy byłby 6,0× mniejszy (współczynnik 1 vs 2 oraz 400² vs 230²)

Poziom 1 · Z prowadzeniem

Ćwiczenia — wybierz poprawny wariant

Przechodzisz każdy krok, wybierając poprawną odpowiedź. Błąd? Próbujesz ponownie.

Przekrój — gniazdo kuchenne

Obwód gniazdowy zasila urządzenie 3000 W (jednofazowy, cos φ = 1), montaż B2, przy 30 °C, pojedynczy obwód.

Krok 1: Ile wynosi prąd roboczy I = P / (U × cos φ)?

Długość — trasa do gniazda

Trasa rozdzielnica → gniazdo ma 6 m poziomo na rzucie. Puszka rozgałęźna jest na 2.0 m, gniazdo na 0.3 m.

Krok 1: Ile wynosi zejście pionowe od puszki do gniazda?

Spadek napięcia — obwód gniazd

Obwód gniazd, L = 25 m, P = 2200 W, przekrój 2.5 mm² Cu, jednofazowy.

Krok 1: Jaki współczynnik stosujesz we wzorze (jednofazowy)?

Przekrój ze współczynnikami K — bojler na ciepłym poddaszu

Bojler 2000 W (jednofazowy, cos φ = 1), zamontowany na poddaszu przy 45 °C, zgrupowany z 2 innymi obwodami (łącznie 3).

Krok 1: Prąd roboczy?

Poziom 2 · Obliczenia z prowadzeniem

Ćwiczenia — liczysz każdy krok

Teraz sam wprowadzasz wartość każdego kroku. Masz wskazówki, jeśli się pomylisz.

Przekrój — klimatyzator (liczysz sam)

Klimatyzator 1800 W (jednofazowy, cos φ = 0.9), przy 35 °C, zgrupowany z jeszcze jednym obwodem (łącznie 2). Korzystaj z tabel powyżej.

Krok 1: Prąd roboczy I = P / (U × cos φ) = ?

A

Długość — dwa składniki

Trasa rozdzielnica → puszka = 9 m poziomo. Puszka na 2.0 m, gniazdo dokładnie pod nią na 0.3 m.

Krok 1: Zejście pionowe puszka → gniazdo = ?

m

Spadek napięcia — pełny wzór

L = 30 m, P = 3000 W, przekrój 4 mm² Cu, jednofazowy. Wzór: ΔU% = (2 × L × P) / (56 × S × 230²) × 100.

Krok 1: ΔU% = ?

%

Przekrój — płyta trójfazowa

Płyta 7200 W trójfazowa (cos φ = 1), 30 °C, jeden obwód. Trójfazowy: I = P / (√3 × 400 × cos φ).

Krok 1: Prąd roboczy = ?

A

Spadek napięcia — wewnętrzna linia zasilająca z ALUMINIUM

Wewnętrzna linia zasilająca z aluminium: L = 30 m, P = 6000 W, przekrój 16 mm², jednofazowy. Dla aluminium k = 35 (nie 56 jak dla miedzi).

Krok 1: ΔU% dla aluminium = ?

%
Poziom 3 · Samodzielnie

Ćwiczenia — bezpośrednia odpowiedź

Rozwiązujesz samodzielnie i podajesz odpowiedź końcową. Rozwiązanie krok po kroku jest dostępne w razie potrzeby.

Przekrój — piekarnik

Piekarnik 2500 W (jednofazowy, cos φ = 1) podłączony na stałe, bez gniazda, 30 °C, jeden obwód. Jaki minimalny przekrój wybierasz (mm²)?

mm²

Całkowita długość

Trasa 15 m poziomo + zejście od puszki (2.0 m) do gniazda (0.3 m). Jaka długość przewodu (m)?

m

Spadek napięcia

L = 40 m, P = 2000 W, przekrój 2.5 mm² Cu, jednofazowy. Ile wynosi ΔU% (procent)?

%

Przekrój ze współczynnikami K

Odbiornik 4000 W (jednofazowy, cos φ = 1), przy 40 °C, zgrupowany z 2 innymi obwodami (łącznie 3). Jaki przekrój (mm²)?

mm²

Przekrój — przewód ALUMINIOWY

Odbiornik 3000 W (jednofazowy, cos φ = 1), na obwodzie siłowym, z kablem aluminiowym. Jaki przekrój minimalny (mm²)? Uwaga: tabela Iz aplikacji zaczyna się od 10 mm².

mm²

Dyskusja

Komentarze są moderowane przed publikacją. Twój e-mail nie jest wyświetlany publicznie.