EMT Kanalının Trigonometrisi
Kanal Bükme Uygulamalı Trigonometridir
Elektrik metalik boruları (EMT), binalar içinde kablolama yönlendirmek için kesin şekillere bükülür. Her bükme, tam matematiksel ilişkiler içeren geometrik bir işlemdir.
90 derece bükme (saplama kalkışı): En basit bükme: bir dik açı. Saplama kalkış yüksekliğini (dikey mesafe) ölçersiniz ve bükme ayakkabısının alım değerini çıkararak bükme işaretini bulursunuz.
Ofset bükme: İki eşleştirilmiş bükme kanalı bir düzlemden paralel bir düzleme kaydırır. Engellerin etrafından geçmek veya yüzeyler arasında geçiş yapmak için kullanılır. Geometri saf trigonometridir.
Ofset çarpanı temel formüldür: bükmeleri arasındaki mesafe = ofset yüksekliği × çarpan
Çarpan = 1/sin(bükme açısı):
- 10° bükmeleri: çarpan = 6.0 (nazik eğim, uzun mesafe)
- 22.5° bükmeleri: çarpan = 2.6
- 30° bükmeleri: çarpan = 2.0 (en yaygın)
- 45° bükmeleri: çarpan = 1.414 (= √2, sıkı ofset)
Neden 1/sin(açı)? Ofset üçgenini çizin: ofset yüksekliği bükme açısının karşı tarafıdır & bükmeleri arasındaki mesafe hipotenüstür. Tanım gereği, sin(açı) = karşı/hipotenüs, bu nedenle hipotenüs = karşı/sin(açı).
Büzülme: Bir ofset kanal uzunluğunu 'tüketir'. Ofset içindeki kanal yolu düz bir koşudan daha uzundur. Ölçülerinize büzülme eklemeniz gerekir: 30° bükmeleri için inç başına büzülme yaklaşık 3/16" dir, 45° bükmeleri için 3/8" dir.
Eyer bükmeleri: 3 noktalı bir eyer engeli aşmak ve orijinal düzleme dönmek için üç bükme kullanır: bir köprü gibi. 4 noktalı bir eyer daha geniş bir engel için dört bükme kullanır. Merkez bükme tipik olarak iki dış bükmenin açısının iki katıdır.
Bir Ofseti Hesaplama
EMT kanalını bir duvar boyunca çalıştırmanız gerekiyor, ancak 6 inç çaplı bir boru yolun ardında. Borunun üzerinden açıklık için bir offset'e ihtiyacınız var ve her iki tarafta 1 inç: toplam ofset yüksekliği 8 inçtir. 30 derecelik bükmeler kullanmaya karar verdiniz.
Bağlantı Kutularının Volumetrik Geometrisi
Kutu Dolgusu: Her Telin Bir Hacmi Vardır
Ulusal Elektrik Kodu (NEC Madde 314.16) bağlantı kutularının tüm iletkenler, cihazlar, kelepçeler & topraklar için yeterli iç hacme sahip olmasını gerektirir. Kutuyu aşırı doldurmak ısı birikintisi oluşturur ve bağlantıları güvenilmez hale getirir.
Geometri basittir: her bileşen kod tanımı hacmi kaplar. Tüm bileşenlerin toplam hacmi kutunun kapasitesini aşmamalıdır.
Hacim indirimleri (kutudaki en büyük iletkenin temelinde):
- Her akım taşıyan iletken: 1 × hacim indirimi
- Tümü iç kablo kelepçeleri birleştirilmiş: 1 × hacim indirimi
- Tüm ekipman topraklanması iletkenler birleştirilmiş: 1 × hacim indirimi
- Her cihaz (anahtar, prizör): 2 × hacim indirimi
Tel ölçüsüne göre hacim indirimi:
- 14 AWG: 2.00 in³ iletken başına
- 12 AWG: 2.25 in³ iletken başına
- 10 AWG: 2.50 in³ iletken başına
Yaygın kutu hacimleri:
- Tek kutup: 18 in³
- Çift kutup: 34 in³
- 4" kare × 1.5" derin: 21 in³
- 4" kare × 2.125" derin: 30.3 in³
Kutu doldurma hesaplaması saf volumetrik geometridir: gerekli hacimleri toplayın, mevcut hacimle karşılaştırın. Gerekli > mevcut ise, daha büyük kutu kullanın.
Kutu Doldurma Hesaplaması
Bir bağlantı kutusu içerir: bir kablolardan gelen 4 akım taşıyan 12 AWG iletken, ikinci bir kablolardan 4 daha fazla 12 AWG iletken, iç kablo kelepçeleri, 2 ekipman topraklanması iletken & 1 tek prizör (cihaz). Tüm iletkenler 12 AWG'dir (2.25 in³ indirimi).
Geometri Alanı Şekillendirir
Elektromanyetik Alanlar Geometrik Yasaları İzler
Elektrik ve manyetik alanlar soyut değildir: yükleri ve akımları fiziksel düzeni tarafından belirlenen geometrik şekillere sahiptirler.
Elektrik alanları: Noktasal yükler tüm yönlere ışınsal olarak yayılan alanlar oluşturur, 1/r² (ters kare yasası) olarak düşer. İki paralel levha aralarında tekdüze bir alan oluşturur: düz, paralel alan çizgileri. İletken geometrisi alanı şekillendirir.
Düz telin manyetik alanı: Akım taşıyan tel tel etrafında eş merkezli daireler oluşturan manyetik bir alan üretir. Sağ el kuralı: sağ elinizi telle sarın başparmağınız akım yönünde gösterecek şekilde: parmaklarınız manyetik alanın yönünde döner. Alan kuvveti 1/r olarak düşer (mesafeye ters).
Solenoid manyetik alanı (bobin): Tel bir sarmal halinde sarın & her dönüşün dairesel manyetik alanları bobin içinde neredeyse tekdüze, düz bir alan oluşturmak için güçlendir: bir çubuk mıknatıs gibi. Bobin dışında, alan bir ucundan diğerine eğrilir. Sarma geometrisi alanı yoğunlaştırır ve yönlendirir.
Transformatörler paylaşılan geometriyi istismar eder: Aynı demir çekirdek etrafına sarılmış iki bobin paylaşılan manyetik geometrisini paylaşır. Birincil bobinde akım, çekirdekte manyetik alan oluşturur; bu değişen alan, ikincil bobinde voltaj indükler. Voltaj oranı tur oranına eşittir: V₂/V₁ = N₂/N₁. Elektrik bağlantısı yok: saf geometrik paylaşılan manyetik alan aracılığıyla eşleştirme.
Pratik sonuç: Tel yönlendirmesi önemlidir. Yüksek akım taşıyan paralel güç iletkenler, yakındaki sinyal tellerinde gürültü indükleyebilen manyetik alanlar oluşturur. Çözüm geometrik: çift bur (alanlar iptal) veya mesafeyi artır (alan 1/r olarak düşer).
Transformatörler Neden Çalışır
Bir transformatör aynı demir çekirdek etrafına sarılmış 100 turlu birincil bobine ve 500 turlu ikincil bobine sahiptir. Birincil 120V AC alır.
Tel Yönlendirmede Geometrik Kısıtlamalar
Tel Yönlendirme: Geometri Kod ile Karşılaşır
Telleri & kanalları bir bina içinde yönlendirmek geometrik problem fizik & elektrik koduyla sınırlandırılmıştır.
Yalnızca yatay ve dikey: NEC ve standart uygulama, duvardaki tellerin yatay veya dikey olarak çalışmasını gerektirir: asla çapraz. Neden? Gelecekteki işçilerin tellerin nerede olduğunu tahmin edebilmesi için. Bağlantı kutusundan çalışan tel her zaman düz yukarı, düz aşağı veya düz yanal gider. Çapraz koşular duvar delikleri yapan herkes için görünmez ölüm tuzaklarıdır.
Her yön değişikliğinde bağlantı kutusu: Her kanalda toplam 360°'den fazla bükme varsa, bir çekme kutusu kurmanız gerekir. Teleksi çok sayıda bükmeyi kalabalık kullanır: sürtünme her bükmede geometrik olarak artar.
Kanal dolgusu: NEC Madde 344.22 kanalın içine kaç tel sığabileceğini sınırlar. Doldurma yüzdeleri çapraz kesit alanı geometrisine dayalıdır:
- 1 tel: kanal çapraz kesit alanının %53
- 2 tel: kanal çapraz kesit alanının %31
- 3+ teleksi: kanal çapraz kesit alanının %40
Neden yüzdeler, sayımı değil? Çünkü tel çapraz kesitleri daireler, & daireler mükemmel şekilde paketlemez. Yuvarlak tel içinde yuvarlak kanalda her zaman boşa harcanmış alan vardır. Doldurma yüzdeleri bu geometrik paketleme verimsizliğini ve teli hasar olmadan çekmek için gereken alanı hesaplama.
Dolgusu hesaplama: Toplam tel çapraz kesit alanını izin verilen doldurma alanıyla karşılaştırın. 3/4" EMT 0.533 in² iç alana sahiptir. %40 doldurma (3+ teleksi) adresinde, bu 0.213 in² kullanılabilir. Her 12 AWG THHN tel 0.0133 in² alan var. Maksimum teleksi = 0.213 / 0.0133 = 16 tel.
Kanal Dolgusu Hesaplaması
10 iletken 10 AWG THHN teleksi bir kanaldan çalıştırmanız gerekiyor. Her 10 AWG THHN tel 0.0211 in² çapraz kesit alanına sahiptir. İki kanal seçeneğin var: 1/2" EMT (iç alan = 0.304 in²) veya 3/4" EMT (iç alan = 0.533 in²).