第3节 导体载流量(修订中)
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任何给定导线的横截面积越小，任何给定长度的电阻越大，所有其他因素都相同。对于任何给定的电流，具有更大电阻的导线将耗散更多的热能，功率等于P=I 2 R。
由于导体电阻而产生的耗散功率以热量的形式表现出来，过热可能会损坏电线（更不用说电线附近的物体），特别是考虑到大多数电线都用塑料或橡胶涂层绝缘的事实，可以熔化和燃烧。因此，在所有其他因素相同的情况下，细线将比粗线承受更少的电流。导体 (opens new window)的载流极限称为载流量。
主要出于安全原因，在美国已经建立了某些电线标准，并在国家电气规范 (NEC)中进行了规定。典型的 NEC 电线载流量表将显示不同尺寸和电线应用的允许最大电流。虽然理论上铜的熔点对导线载流量有限制，但通常用于绝缘导体的材料在远低于铜熔点的温度下熔化，因此实际载流量额定值是基于绝缘的热限制. 由于导线电阻过大而导致的电压下降也是确定电路中使用导体尺寸的一个因素，但这种考虑最好通过更复杂的方法进行评估（我们将在本章中介绍）。例如，显示了从 NEC 列表派生的表：
# 1. 铜导体载流量，在 30 摄氏度的自由空气中
| 绝缘： | 鲁瓦，T | THW，THWN | FEP、FEPB |
|---|---|---|---|
| 类型： | 台湾 | RUH | THHN, XHHW |
# 1.1. 桌子：
| 尺寸 | 目前评级 | 目前评级 | 目前评级 |
|---|---|---|---|
| 任意波形发生器 | @ 60 摄氏度 | @ 75 摄氏度 | @ 90 摄氏度 |
| 20 | *9 | - | *12.5 |
| 19 | *13 | - | 18 |
| 16 | *18 | - | 24 |
| 14 | 25 | 30 | 35 |
| 12 | 30 | 35 | 40 |
| 10 | 40 | 50 | 55 |
| 8 | 60 | 70 | 80 |
| 6 | 80 | 95 | 105 |
| 4 | 105 | 125 | 140 |
| 2 | 140 | 170 | 190 |
| 1 | 165 | 195 | 220 |
| 1/0 | 195 | 230 | 260 |
| 2/0 | 225 | 265 | 300 |
| 3/0 | 260 | 310 | 350 |
| 4/0 | 300 | 360 | 405 |
* = 估计值；通常，这些小电线尺寸不是用这些绝缘类型制造的
请注意具有不同绝缘类型的相同尺寸电线之间的显著载流量差异。这又是由于每种绝缘材料的热限制（60°、75°、90°）。
这些载流量额定值适用于“自由空气”（最大典型空气循环）中的铜导体，而不是放置在导管或线盘中的电线。正如您会注意到的，该表未能指定小线径的载流量。这是因为 NEC 主要关注电源线（大电流、大线），而不是低电流电子工作常见的电线。
用于识别导体类型的字母序列是有含义的，这些字母通常指的是导体绝缘层的特性。其中一些字母象征着电线的个别特性，而另一些则只是缩写。例如，字母“T”本身表示“热塑性”作为绝缘材料，如“TW”或“THHN”。然而，三个字母组合“MTW”是_机床线_的缩写，这是一种电线，其绝缘层具有柔韧性，可用于经历剧烈运动或振动的机器。
# 1.2. 绝缘材料
- C = 棉花
- FEP = 氟化乙烯丙烯
- MI = 矿物（氧化镁）
- PFA = 全氟烷氧基
- R = 橡胶（有时是氯丁橡胶）
- S = 硅胶“橡胶”
- SA = 硅石棉
- T = 热塑性
- TA = 热塑性石棉
- TFE = 聚四氟乙烯（“Teflon”）
- X = 交联合成聚合物
- Z = 改性乙烯四氟乙烯
# 1.3. 耐热等级
- H = 75摄氏度
- HH = 90 摄氏度
# 1.4. 外壳（“夹克”）
- N = 尼龙
# 1.5. 特殊服务条件
- U = 地下
- W = 湿
- -2 = 90 摄氏度和潮湿
因此，“THWN”导体具有T热塑性绝缘，耐热 75 ° C，额定为W et 条件，并配有尼龙外护套。
像这样的字母代码仅用于通用电线，例如用于家庭和企业的电线。对于大功率应用和/或恶劣的服务条件，导体技术的复杂性无法根据几个字母代码进行分类。架空电力线导体通常是裸金属，通过玻璃、瓷器或称为绝缘体的陶瓷支架悬挂在塔上。即便如此，要承受静态（自重）和动态（风）负载的物理力的导线的实际结构可能很复杂，多层和不同类型的金属缠绕在一起形成单个导体。大型地下电力导体有时用纸绝缘，然后封闭在充满加压氮气或油的钢管中，以防止水侵入。
其他绝缘材料可用于小规模应用。例如，用于制造电磁铁（通过电子流产生磁场的线圈）的小直径导线通常用一层薄薄的搪瓷绝缘。搪瓷是一种极好的绝缘材料，而且非常薄，可以在很小的空间内缠绕许多“匝”线。
# 2. 总结
- 导线电阻会在工作电路中产生热量。这种热量是潜在的着火危险。
- 细线比粗线具有更低的允许电流（“载流量”），因为它们每单位长度的电阻更大，因此每单位电流产生的热量更大。
- 美国国家电气规范 (NEC) 根据允许的绝缘温度和电线应用规定了电源线的载流量。
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