EMT Kanalın Trigonometrisi
Kanal Büküm Uygulanan Trigonometridir
Elektrikli metalik boru (EMT) inanılmaz şekillerde bükülür, böylece tesisat kabloları binalar boyunca yönlendirilir. Her büküm, tam bir geometrik operasyonla tam sayısal ilişkilerle sahiptir.
90 derece büküm (kalkma): En basit büküm: doğru bir açıklık. Kalkma yüksekliğini (dikey mesafe) bender ayarı ayaklarının alınmasını bulmak için bulursunuz.
Eşik büküm: İki eşleşmiş büküm, boru ile paralel bir düzlemde başka bir düzlemde hareket eder. Sertifikalar arasında ya da yüzeyler arasında geçiş yapmak için kullanılır. Geometri saf trigonometridir.
Eşik çarpanı ana formül: bükümler arasındaki mesafe = eşik yüksekliği × çarpan
Çarpan = 1/sin(bend angle):
- 10° bükümler: çarpan = 6.0 (gentle slope, uzun mesafe)
- 22.5° bükümler: çarpan = 2.6
- 30° bükümler: çarpan = 2.0 (en yaygın)
- 45° bükümler: çarpan = 1.414 (= √2, sıkı eşik)
Nasıl 1/sin(angle)? Eşik üçgenini çiz: eşik yüksekliği büküm açısının karşı olan kenarıdır ve bükümler arasındaki mesafe hipotenüs'tür. Sin(angle) = karşı/hipotenüs tarafından tanımlanır, böylece hipotenüs = karşı/sin(angle).
Kısalma: Bir eşik, boru uzunluğundan alır. Eşik boyunca boru yolunu, düz bir çizgiye göre daha uzun bulursunuz. Ölçülerinize eklemek için kısırlık: 30° bükümler için yaklaşık 3/16 inç, 45° bükümler için 3/8 inç kısırlık her inç eşik için yaklaşık olarak.
Sap bükümler: Bir 3 noktalı sapa, bir engeli geçmek ve orijinal düzleme geri dönmek için üç büküm kullanılır: bir köprü gibi. Bir 4 noktalı sapa, daha geniş bir engeli geçmek için dört büküm kullanılır. Merkez büküm, iki dış bükümün açısının genellikle iki katıdır.
Bir Eşik Hesaplamak
EMT kanalınızı bir duvara yerleştirmanız gerekiyor, ancak 6 inç çapa sahip bir boru yolunuz var. Borunun her iki tarafında da 1 inç açık alan bırakarak borudan geçirmeniz gerekiyor: bu nedenle toplam eşik yüksekliği 8 inçtir. 30 derece bükümler kullanmayı planlıyorsunuz.
Elektrikli Kutuların Hacimsel Geometrisi
Kutu Doldurma: Her Kabloda Bir Hacim Var
Ulusal Elektrik Kodu (NEC Madde 314.16) bağlantı kutularının tüm telleri, cihazları, kilitleri ve toprakları içerebilecek yeterli iç hacime sahip olması gerektiğini gerektirir. Bir kutuyu aşırı doldurmak, bağlantıları güvenilir hale getirmez ve ısı birikimine neden olur.
Geometri basit: her bileşen bir kod-defined hacim işgal eder. Tüm bileşenlerin hacimlerinin kutunun kapasitesi ile karşılaştırıldığında toplam hacim, kutunun hacmini aşmamalıdır.
Hacim izinleri (kutuda bulunan en büyük tellere göre):
- Her enerji taşıyan telli: 1 × hacim izni
- Tüm iç kablo kilitleri birleştirilmiş: 1 × hacim izni
- Tüm ekipman topraklama telleri birleştirilmiş: 1 × hacim izni
- Her cihaz (kapalı, priz): 2 × hacim izni
Hacim izni tarafından telli mil:
- 14 AWG: her telli için 2,00 in³
- 12 AWG: her telli için 2,25 in³
- 10 AWG: her telli için 2,50 in³
Sıklıkla kullanılan kutu hacimleri:
- Tekli: 18 in³
- Çiftli: 34 in³
- 4 inç kare × 1,5 ft derin: 21 in³
- 4 inç kare × 2,125 ft derin: 30,3 in³
Kutu doldurma hesaplama, gereken hacimlerin toplamını karşılaştırmakla ilgilidir. Gerekli > mevcut, daha büyük bir kutu kullanın.
Kutu Doldurma Hesaplama
Bir bağlantı kutusu şunları içerir: 4 akı taşıyıcı 12 AWG kablo ile giren teller, ikinci bir kablonun 4 tane 12 AWG telleri, iç kablo kilitleri, 2 ekipman topraklama telleri ve 1 tek çıkış prizi (cihaz). Tüm teller 12 AWG (2.25 in³ izni).
Geometri Alanı Şekillendirir
Manyetik Alanlar Geometrik Kuralara Uygun Olur
Elektrik ve manyetik alanlar soyut değildir: onları oluşturan yüklerin ve akımların fiziksel düzeni tarafından belirlenen geometrik şekiller alırlar.
Elektrik alanları: Nokta yükleri, yüklerin dışa doğru yayıldığı radyal alanlar oluşturur, 1/r² (ters kare yasası) ile azalır. İki paralel plateler arasında düz, paralel alan hattleri oluşturur: geometri iletileri şekillendirir.
Dik bir tellerin manyetik alanı: Bir telli, manyetik alan oluşturur ve tellinin etrafında dairesel alanlar oluşur. Sağ el kuralı: sağ elinizi tellinin etrafına sarın ve akı yönünde işaret parmağınızı gösterin: parmaklarınız manyetik alanın yönünde kıvırır. Alan gücü 1/r (mesafe tersi) ile azalır.
Solenoid (sarma) manyetik alanı: Bir sarmal oluşturmak için telliyi bir spiral şeklinde sarın ve her bir sarmalın döner manyetik alanları, sarmalın içinde neredeyse düz bir alan oluşturarak manyetik alanın yoğunlaşması ve yönlendirilmesine yardımcı olur: bir manyetik bar gibi. Dışarıdaki coil, birinden diğerine doğru kıvrılır ve alan hattleri eğrilir.
Transformatorlar paylaşılan geometriyi kullanır: Aynı demir çekirdeğine sarılmış iki bobin, manyetik geometrisini paylaşırlar. Ana bobinde akım, çekirdekte manyetik alan yaratır; değişen bu alan, ikincil bobinde gerilime neden olur. Gerilim oranı, bobin sayısı oranına eşittir: V₂/V₁ = N₂/N₁. Elektriksel bağlantı yoktur: saf manyetik alan geometrisi üzerinden sadece paylaşılan alan kullanılarak.
Uygulamada sonuç: Kabloların düzenlenmesi önemli hale gelir. Paralel güç kabloları yüksek akım taşıyarak yakındaki sinyal kablolarında gürültüye neden olabilecek manyetik alanlar yaratırlar. Çözüm, geometrik olarak gerçekleşir: sinyal çiftlerini (alanlar iptal olur) veya uzaklığı (alan 1/r ile azalır) artırarak.
Nasıl Çalışan Transformatorlar
Transformatörün ana bobini 100 bobinli ve ikincil bobini 500 bobinli, aynı demir çekirdeğine sarılıdır. Ana bobinde 120V AC alınmaktadır.
Kablo Düzenlemesinde Geometrik Kısıtlamalar
Kablo Düzenlemesi: Geometri ve Kodun Karşılaşması
Bina içinde kablo ve boruları yönlendirmek, fizik ve elektrik kodu tarafından belirlenen geometrik bir sorundur.
Yatay ve dikey yalnızca: NEC ve standart uygulama, duvarlarda kabloların yatay veya dikey olarak hareket etmesi gerektiğini gerektirir: asla dikey olarak. Niçin? Gelecekte çalışanlar kabloların nerede olduğunu tahmin edebilir. Bir jeneratör kutusundan kablo her zaman doğrudan yukarı, doğrudan aşağı veya doğrudan yanlara doğru gider. Dikey kirlere standart uygulamalar için tehlikeli tuzaklar olarak kabul edilir.
Direksiyon değişikliğinde her pull kutusu: Bir kablo hattı çalışması, daha fazla toplam 360° büküm değişikliğinde, bir çek kutusu kurmanız gerekir. Kablolara çok fazla bükme etrafında çekilemez: her bükümde fraksiyon geometrik olarak artar.
Kablo doluluk oranı: NEC Madde 344.22, kablo içinden ne kadar kablo sığabileceğini sınırlar. Doluluk oranları, kesit alanı geometrisine göre belirlenir:
- 1 kablo: kablo kesit alanının %53'ü
- 2 kablo: kablo kesit alanının %31'i
- 3+ kablo: kablo kesit alanının %40'ı
Neden oranlar, değil mi? Çünkü kablo kesitleri daireler ve daireler mükemmel bir şekilde paketlenmez. Bir daire kablo içinde her zaman boşa çıkan alan vardır. Doluluk oranları, bu geometrik paketleme verimsizliği ve kabloları hasarsız çekmek için gereken alan dahildir.
Doluluk hesaplaması: Kablo kesit alanının toplamına bakın ve izin verilen doluluk alanına bakın. 3/4" EMT'nin iç alanı 0.533 in²'dir. 3+ kablo için %40 doluluk (3+ kablo), bu 0.213 in²'dir. Her 12 AWG THHN kablo alanı 0.0133 in²'dir. Maksimum kablo = 0.213 / 0.0133 = 16 kablo.
Kablo Doluluk Hesaplama
10 AWG THHN kablo hattından 10 tane kablo geçirilmesi gerekiyor. Her 10 AWG THHN kablo hattının kesit alanı 0.0211 in²'dir. Kablo hattınız için iki seçenek var: 1/2" EMT (iç alan = 0.304 in²) veya 3/4" EMT (iç alan = 0.533 in²).